平面手性化合物的绝对构型及其判定的教学方法-论文.pdf

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1、2015年第1O期化学教育(http：／／www．hxjy．org)平面手性化合物的绝对构型及其判定的教学方法周臻曹高(广东药学院医药化工学院广东广州510006)摘要平面手性是手性的一种特殊情形。结合实例详细阐述了手柄化合物、环蕃化合物、反式环烯烃、轮烯类化合物、金属茂化合物等平面手性化合物的绝对构型及判定方法。关键词平面手性手柄化合物环蕃化合物反式环烯烃轮烯类化合物金属茂化合物DOI：10．13884／j．1003—3807hxjy．2014100115手性一词来源于拉丁语kheir(手)，由Lord内原子开始沿化学键建一条路径a—b—c，下一个Kelvin于1893年首先提出[】

2、]。在立体化学中，手原子总是选择优先级较高的，直到产生一条能够表性是指不能与自身镜像相重叠的分子结构¨2]。国示出顺时针或逆时针趋势的趋势线；(4)从导向原内外大多数立体化学教材对手性碳化合物的立体构子P向手性平面观看：如果趋势线为顺时针，相型及标记方法进行了详细介绍，而对平面手性化合应化合物的绝对构型标记为R。。如果为逆时针，物的绝对构型几乎没有进行归纳。本文则结合实例则标记为S。。对平面手性化合物的构型及其判定方法做一个归纳2手柄化合物和介绍。用一条亚甲基链来连接苯环2个对位上的杂原平面手性化合物所参照的不是一个手性中心或子，就能构成一个手柄化合物。如图2所示引，一个手性轴，而是一

3、个平面。平面手性可以用没有以化合物A为例：其分子中的苯环、溴原子、2个面内对称性的平面及面上顺箭头方向的“突起”氧原子形成了一个手性平面，化合物A虽然没有(图1虚线箭头所示)作为模型进行阐述。这2个手性中心或手性轴，却是一个手性分子。如图2左互为镜像的不对称平面本可以在翻转后相互重叠，图所示，首先选定导向原子P：P原子与手性平面但为2者分别加上“突起”后，它们就具有了平面内的氧原子直接相连，但是自身却在平面之外，并手性。具有平面手性的化合物主要有手柄化合物、且为连接至溴原子路径最短的面外原子；从与P环蕃化合物、反式环烯烃、轮烯类化合物、金属茂直接相连的手性平面上的a原子开始，按照原子优

4、化合物等先顺序建立趋势线a—b—c；从导向原子P向手性平面观察，趋势线a—b—c为逆时针，标记为S。。用同样方法得到图2右图的趋势线为顺时针，标记为R。另外需要注意的是：“手柄”一碳桥的长度要合适，如果过长，碳桥则能够绕着平面自由翻转，那么手柄化合物就会失去平面手性[卜。以化合物A为例，如果大于6，那么碳桥就能够自由翻转，则没有稳定的对映异构体[。Fig．1The3DmodelofplanarcIlirality：图1平面手性的立体模型H2c／{CH2)PcIHt2H2C／(cH2)cH21方法与规则6a‘占不同于含手性碳原子的化合物，标定平面手性：化合物绝对构型的一般方法和规则如下¨

5、4]：(1)确(Sp)-A(卜A定化合物手性平面所在的位置，一般情况下它是化Fig．2Theabsoluteconfigurationofa嘲compoundA合物中包含原子尽可能多，却又不是全部原子的平图2手柄化合物A的绝对构型3环蕃化合物面；(2)选择一个导向原子P(pilotatom)，它必与手柄化合物相似，环蕃化合物指的是桥联的须与手性平面上的原子直接相连，但是自身却在平芳环化合物[2]。化合物B(图3)是一个简单的对面之外，并且为连接至优先级高的取代基路径最短环蕃烷，它的2个苯环平行排列，当其中一个苯环的面外原子；(3)从与导向原子P直接相连的面*通信联系人，E-mail：z

6、houzhen0802@126．com·2O·化学教育(http：／／www．hxjy．org)2015年第1O期存在不对称取代时，就会出现对映异构现象。以图先顺序的面内原子a开始，建立趋势线a—b—c，3化合物B为例，选定导向原子P后，从属于手性从导向原子P向手性平面上观察即可得出：图5左平面上的与P直接相连的a原子开始，按原子优先图所得趋势线为顺时针，为化合物D的尺。构型；顺序建立趋势线a—b—c，并从导向原子P向手性右图为逆时针，为化合物D的S构型。另外，某平面观察发现：趋势线为逆时针，标记为S(左些不具有桥联结构的无芳香性轮烯(如环辛四烯)图)。图3右图与左图互为对映异构体，趋

7、势线为衍生物，因其特定的空间结构，也能被看作是平面顺时针，标记为R。和手柄化合物类似，具有平手性或者螺旋手性[]。如图6所示，环辛四烯衍面手性的环蕃化合物需要连接2个芳环的链足够生物E因其特定的空间结构，形成了手性平面，短，使芳环不能自由翻转，从而形成稳定的对映异而具有平面手性。从导向原子P方位向平面abc观构体5j。察，建立趋势线a—b—C。图6左图趋势线为顺时针，为化合物E的R。构型；右图为逆时针，为化合物E的S。构型。。’P；(SD)-B