醫(yī)用化學(xué)/含兩個(gè)手性碳原子的分子

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醫(yī)用化學(xué)

取代羧酸和對映異構(gòu)
- 對映異構(gòu)
  - 平面偏振光和物質(zhì)的旋旋光性
  - 化合物的旋旋光性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
  - 含一個(gè)手性碳原子的分子
  - 含兩個(gè)手性碳原子的分子
  - 光學(xué)活性物質(zhì)在醫(yī)學(xué)上的意義

在有機(jī)化合物中，隨著手性碳原子數(shù)目的增加，對映異構(gòu)現(xiàn)象也愈雜。

（一）含兩個(gè)不同的手性碳原子的分子

這類分子中，兩個(gè)手性碳不同，即一個(gè)手性碳上所連的四個(gè)原子或原子團(tuán)與另一個(gè)手性碳上所連的不同或不完全相同。這種分子有四種具有旋旋光性的異構(gòu)體，例如，2-羥基-3-氯丁二酸。它的C-2上連的

是-H，-OH，--COOH及-CHCLCOOH，C-3上連的是-H，CL，-COOH及-CHOHCOOH，這是兩個(gè)不同的手性碳。它們的費(fèi)歇爾投影式如下：

Ⅰ與Ⅱ是一對對映體，Ⅲ與Ⅳ是另一對對映體。Ⅰ（或Ⅱ）與Ⅲ（或Ⅳ）雖是具有旋光性的異構(gòu)體，但并不是對映體，而是非對映異構(gòu)體（非對映體）。非對映體之間不僅旋光性不同，理化性質(zhì)也有一定的差異（表17-2）。

表17-2　2-羥基-3-氯丁二酸的一些物理性質(zhì)

化合物構(gòu)型	熔點(diǎn)/℃	［α］20D
Ⅰ（2S，3S）	173（±）146	+31.3（乙酸乙酯）
Ⅱ（2R，3R）	173 （±）146	-31.3（乙酸乙酯）
Ⅲ（2R，3S）	167　（±）153	-9.4（水）
Ⅳ（2S，3R）	167　（±）153	+9.4（水）

任何含兩個(gè)不同的手性碳原子的分子都有四個(gè)體異構(gòu)體，即兩對對映體。

含兩個(gè)或兩個(gè)以上手性碳的分子中，每個(gè)手性碳的構(gòu)型都須用R/S標(biāo)示，寫在化合物名稱之前，并標(biāo)以該手性碳的位次。例如，Ⅰ為（2S，3S）-2-羥基-3-氯丁二酸。

（二）含兩個(gè)相同的手性碳原子的分子

這類分子中，兩個(gè)手性碳相同。例如，酒石酸的

C-2與C-3都是手性碳，且各連有-H，-OH，-COOH及-CHOHCOOH，這是兩個(gè)相同的手性碳原子。它們的費(fèi)歇爾投影式如下：

Ⅴ與Ⅵ是一對對映體。Ⅶ的兩個(gè)費(fèi)歇爾投影式是等同的。因?yàn)閷⑷魏我粋€(gè)在紙平面上旋轉(zhuǎn)180°即得另一個(gè)。Ⅶ雖有兩個(gè)手性碳原子，卻不具旋光性。這是由于這個(gè)分子是對稱的，它有一個(gè)對稱面，即垂直于C（2）-C（3）鍵的平面。這種異構(gòu)體叫做內(nèi)消旋體，用meso-或i-表示。

內(nèi)消旋酒石酸與外消旋酒石酸雖然都不具旋光性，但它們有本質(zhì)上的不同。內(nèi)消旋體是純物質(zhì)，不能拆分；外消旋體則能拆分為左旋體及右旋體。內(nèi)消旋體的性質(zhì)與左旋體或右旋體也有差異（表17-3）。

表17-3　幾種酒石酸的性質(zhì)

酒石酸	熔點(diǎn)/℃	［α］25D（水）	溶解度/g.（100g水）-1	相對密度(20℃)	PKa1	PKa2
(+)	170	+12°	147	1.760	2.93	4.23
(-)	170	-12°	147	1.760	2.93	4.23
i-	140	0	125	1.666	3.2	4.80
(±)	205	0	24.6	1.687	2.96	4.24