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(共51张PPT)
第1节　有机分子的旋光性
第2节　物质的旋光性和分子结构的关系
第3节　含有手性碳原子化合物的旋光异构
第4节　不含手性碳原子化合物的旋光异构
第5节　手性环境与手性药物
第6节　手性化合物的获取
第4章　旋光异构
第1节　有机分子的旋光性
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一、旋光性和旋光仪
光波是一种电磁波，光振动方向与其前进方向互相垂直。普通的光可在垂直于传播方向的各个不同的平面上振动。若使普通光通过一个由冰晶石制成的尼可尔(Nicol)棱镜或人造偏振片，一部分光线就被阻挡，只有振动方向和棱镜的晶轴平行的光线才能通过，因此通过棱镜后的光，只在一个平面上振动，这种光叫偏振光。偏振光振动的平面叫偏振面。
当偏振光通过某些物质时，有些物质对偏振光没有影响，即通过该物质后的偏振光的振动平面不发生改变，如乙醇、丙酮等；而有的物质如2-溴丁烷、乳酸等，却能使偏振光的振动平面发生旋转，这种能使偏振光振动平面发生旋转的性质称为旋光性，这类物质就叫做旋光性物质。
旋光性可以用旋光仪检查和测定。。
第1节　有机分子的旋光性
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由光源发出的光，首先通过第一个尼可尔棱镜(叫做起偏镜)，使之成为偏振光。偏振光再通过盛液管，如果盛液管中的溶液没有旋光性，则偏振光可以顺利地通过晶轴与起偏镜平行的第二个棱镜(叫做检偏镜)，在镜后可以看到最大的光量。当盛液管盛有旋光性物质时，由于旋光性物质使偏振面向左或向右旋转了一定角度，所以必须使检偏镜也向左或向右旋转同样的角度，才能观察到最大的光量。检偏镜旋转的角度，即该旋光物质的旋光度，用α表示。旋光度是旋光能力大小的标志。
如果旋光物质使偏振面向右旋转，则该旋光物质是右旋物质，并在其名称前冠以“(＋)”；使偏振面向左旋转的物质称为左旋物质，用“(－)”表示。例如，(－)-吗啡是左旋的，(＋)-蔗糖是右旋的。
二、比旋光度
旋光度α的大小，主要取决于旋光物质的结构，但也与测定时的条件如温度、溶液的浓度、盛液管的长度、光的波长等有关。
第1节　有机分子的旋光性
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为了在同样条件下比较物质的旋光能力，可用比旋光度 表示。比旋光度与旋光度有如下的关系：
式中，c为溶液的浓度(g／mL)；犾为盛液管的长度(dm)；t为测定温度；λ为光源的波长。
比旋光度表示：1mL含1g旋光性物质的溶液，放在1dm长的盛液管中，利用一定波长的入射光(常用钠单色光，以D表示，其波长为588nm)所测得该物质的旋光度。比旋光度与熔点、沸点一样，也是一种物理常数，这一常数可在手册上查到。例如葡萄糖水溶液在室温20℃，用钠光作光源，其比旋光度为＋52.5°，可记作：
＝＋52.5°(水)
计算比旋光度的公式，也可用于计算溶液的浓度。如已知蔗糖的
＝＋66.5°(水)。
第1节　有机分子的旋光性
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用测糖仪(一种专用旋光仪)测量某未知浓度的蔗糖溶液的旋光度，测糖仪盛液管的管长l是已知的，又测得α的度数，即可算出浓度。实际上专用于蔗糖的测糖仪，它的检偏镜上的旋光度数已直接换算成了溶液的浓度。
第2节　物质的旋光性和分子结构的关系
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法国物理学家拜奥特(Biot)观察到蔗糖水溶液、酒石酸水溶液、松节油的酒精溶液、樟脑的酒精溶液等都具有旋光能力，而且其旋光性与其存在的状态无关。显然，物质所具有的旋光性应与分子结构有关。但如何从结构上判断一个化合物是否具有旋光性，即物质的旋光性与分子结构到底有何关系，是接下来需要分析的一个关键性问题。大量实验证明，具有手性的物质一定有旋光性，具有旋光性的物质一定是手性分子。
一、手性与手性分子
1811年法国物理学家阿瑞洛(Arago)在研究石英的光学性质时发现：天然的石英有两种晶体，一种使偏振光左旋，称“左旋石英”；另一种使偏光右旋，称“右旋石英”。这两种石英互为实物与镜像的关系，但互相不能重合，后来定义这种性质为手性。
所谓手性，简单来说就是类似于人的手所具有的特性，即左手和右手的关系，它们互为镜像。
第2节　物质的旋光性和分子结构的关系
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在有机分子中，若一个分子与它的镜像不能完全重合，则称其具有手性，具有手性的分子称为手性分子。如乳酸的结构式是CH3CHOHCOOH。
凡手性分子都有旋光性，因此判断一个分子是否具有旋光性可以从检查这个分子是否为手性分子入手。分子是否具有手性，决定于它本身的结构。
二、手性分子的识别
Von’t Hoff和LeBel分别提出了碳四面体学说：如果碳原子位于一个正四面体中心，那么与碳相连的四个原子或基团将占据四面体的四个顶点，它们若有旋光性应归结于不对称取代的碳原子。因此，判断一个化合物是不是手性分子，就是观察它是否有对称面或对称中心等对称因素。
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1.对称面
如果某分子能被一个平面分成互为实物和镜像的两部分，此平面就是该分子的对称面，该分子就具有对称面(用σ表示)。具有平面对称因素的分子无手性。例如单烯烃C＝C所连的原子共平面，这个平面就是分子的对称面。
2.对称中心
如果分子中有一个犘点，从任何一个原子或基团向犘点引连线并延长，在等距离处都遇到相同的原子或基团，则犘点称为该分子的对称中心(用I表示)，具有对称中心的分子无手性。
3.手性碳原子
大量事实说明，使有机物分子具有手性的最主要因素是含有手性碳原子。连有四个不相同的原子(基团)的碳原子，称为手性碳原子或不对称碳原子，用C*表示，
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如乳酸的结构式中的不对称碳原子可表示为
含一个手性碳原子的分子，由于与其相连的四个原子或基团都不同，没有对称面，也没有对称中心，不能与其镜像重叠，具有手性。所以含一个手性碳原子的分子都是手性分子，具有旋光性。但是，含两个或两个以上手性碳原子的分子，是不是手性分子，则要看其是否有对称面或对称中心。此外，有些物质虽然没有手性碳原子，但因其分子中无对称面或对称中心，从而具有手性，即有旋光性。可见，产生旋光性的根本原因是分子结构的不对称性。
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三、旋光性产生的原因
分子的手性是物质产生旋光性的根本原因，但是，为什么手性分子能旋转偏振光的振动平面而具有旋光性呢？下面简单地讨论一下这个问题。
平面偏振光是由两种圆偏振光合成的。这两种偏振光都以光前进方向为轴呈螺旋状传播，其中一种是呈右旋形，称为右旋偏振光；另一种呈左旋形，称左旋偏振光。这两种圆偏振光的强度和在真空中的传播速度都相等，两者互为物像镜像的关系。当偏振光通过一个对称性分子组成的介质时，两种圆偏振光受到对称分子的作用是一样的，所以它们以相同的速度通过这种介质。因此，偏振光原来的振动平面不变，分子不表现出旋光性。如果偏振光通过一个由手性分子组成的介质，例如由右旋乳酸组成的介质，则两种圆偏振光之一从右边接近右旋乳酸分子，而另一种从左边接近右旋乳酸分子，由于右旋乳酸分子的不对称性，二者所遇到的基团不同。
第2节　物质的旋光性和分子结构的关系
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因为不同的基团极化程度不相同，所以两种圆偏振光的折射率不同，这也就说明两种前进的圆偏振光经过手性分子时遇到的阻力不相同，故二者传播的速度就不一样。但是平面偏振光是由右旋和左旋圆偏振光合成的一个统一整体，所以同一偏振光的两种成分以不同速度前进是不可能的。因此，在偏振光传播时，实际发生的情况是速度较快的成分拉住了较慢的成分，引起振动平面的转动，从而表现出旋光性。由上述讨论可知，旋光产生的根本原因是因为入射光的左、右圆偏振光在手性介质中的传播速度不同。
第3节　含有手性碳原子化合物的旋光异构
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一、含有一个手性碳原子化合物的旋光异构
1.对映异构体的立体结构表示方法
对映体中的手性碳原子具有四面体结构，它们的构型一般可采用楔形式、透视式和费歇尔(Fischer)投影式表示。
立体结构中楔形式(伞形式)是将手性碳原子置于纸平面，与手性碳原子相连的四个键，有两种不同的表示法(Ⅰ和Ⅱ)，其中细实线表示处于纸平面，楔形实线表示伸向纸面前方，用楔形虚线表示伸向纸面后方。
利用球棍模型或楔形式虽然可以清楚表示出分子的空间结构，但书写不便，对于结构比较复杂的化合物就更困难。为了方便，一般采用费歇尔投影式，利用平面的形式表示具有手性碳原子的分子立体结构。
费歇尔投影式规则如下：①将碳链竖起来，把氧化态较高的碳原子或命名时编号最小的碳原子放在最上端；②与手性碳原子相连的两个横键伸向前方，两个竖键伸向后方，为了便于记忆，常称为“横前竖后”；③横线与竖线的交点代表手性碳原子。
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费歇尔投影式标准写法是把碳链写在上下竖立的位置，并把氧化态较高的基团放在碳链的上端，把其他的原子或基团放在左右横向位置投影到纸面上。用这样方法所得的为规范化费歇尔投影式。
在使用(书写)费歇尔投影式要注意以下几点：
①费歇尔投影式不能离开纸平面翻转，只能在纸平面旋转；旋转180°或360°构型不变；旋转90°或270°得到它的对映体。
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②在投影式中固定其中任何一个原子或基团，其他三个原子或基团顺时针或逆时针依次变换位置，构型不变。
③若将其中一个费歇尔投影式的手性碳原子上的任意两个原子或基团交换偶数次后，得到的投影式和另一投影式相同，则这两个投影式表示同一构型。如下述化合物Ⅰ和Ⅱ表示同一构型：
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2.构型的相互转换
有机分子的立体结构表达方式比较多样，在上述提及的球棍模型、楔形式和费歇尔投影式之间可以实现相互转化。在两个或两个以上手性碳原子的分子时，采用透视式和纽曼(Newman)投影式也可以比较方便地表达分子的立体结构。为了准确表达其构型，在纽曼投影式与费歇尔投影式之间的转换一般要经过立体结构式才能得以实现。下面列举了几种常见的转换方式：
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3.构型标记方法(R／S标记法)
对映异构体，如乳酸有左旋体和右旋体，其旋光方向和比旋光度可由旋光仪测出。但是哪一个构型是左旋体，哪一个构型是右旋体，这个问题在旋光异构体发现及其以后的一百多年中都未能确定，为了研究方便，费歇尔以甘油醛为标准，用D／L构型表示其相对构型。直到1951年，比约特(Bijvoet)应用一种特殊的X-衍射方法成功地测得了(＋)-酒石酸铷钠分子中各原子在空间分布的绝对构型。后来一般采用R／S构型表示不对称碳原子的绝对构型。
R／S构型标记法是根据手性碳原子上的四个原子或基团在空间的真实排列来标记的，因此用这种方法标记的构型是真实的构型，也叫做绝对构型。R／S标记法的规则如下：
①按照次序规则，将手性碳原子上的四个原子或基团按先后次序排列，较优的原子或基团排在前面。
②将排在最后的原子或基团放在离眼睛最远的位置，其余三个原子或基团放在离眼睛最近的平面上。
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③按先后次序观察其余三个原子或基团的排列走向，若为顺时针排列，叫做R-构型(R：Rectus，拉丁文，右)，若为逆时针排列，叫做S-构型(S：Sinister，拉丁文，左)。
例如，2-氯丁烷分子中手性碳原子上四个基团的先后次序为：—Cl＞—C2H5＞—CH3＞—H。将排在最后的-H放在离眼睛最远的位置，其余的—Cl、—C2H5、—CH3放在离眼睛最近的平面上，按先后次序观察—Cl—→—C2H5→—CH3的排列走向，顺时针排列的叫做R-2-氯丁烷，逆时针排列的叫做S-2-氯丁烷。
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R／S标记法也可以直接应用于费歇尔投影式的构型标记，关键是要注意“横前竖后”，即与手性碳原子相连的两个横键是伸向纸前方的，两个竖键是伸向纸后方的。观察时，将排在最后的原子或基团放在离眼睛最远的位置。例如：
因为一对对映体分子中的两个手性碳原子互为镜影，即手性碳原子的构型是相反的，所以2-氯丁烷或乳酸的一对对映体的构型分别是R－构型和S-构型。
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如果一个手性分子不是按照费歇尔投影式的标准写法(无论怎样写，横键朝前，竖键朝后的投影原则不变)，那么也可以判定它的构型。如果构型相同，那么就是相同的物质。如下列各式表示的都是R-乳酸：
4.对映异构体和外消旋体
含有一个不对称碳原子的分子是不对称的，因此必然是手性分子，必然具有旋光性。用不同的方法得到的乳酸，结构式相同，化学性质也相同，但它们的旋光性不同。例如，由肌肉过度运动产生的乳酸，可使偏振光的振动向顺时针方向旋转3.8°；由左旋乳酸杆菌使葡萄糖或乳糖等发酵而产生的乳酸可使偏振光的振动方向向逆时针方向旋转3.8°。这两种方法产生的乳酸分别称为右旋乳酸和左旋乳酸，分别用(＋)-乳酸和(－)-乳酸表示。
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在乳酸分子中含有一个手性碳原子，它分别连接—OH、—COOH、—CH3和—H四个不相同的原子或原子团，这些基团在空间有两种不同的排列方式，互为实物和镜像关系，不能重叠z。
像乳酸分子这样存在构造相同，但构型不同，彼此互为实物和镜像关系，相互对映而不能完全重合的现象，叫做旋光异构现象或对映异构现象。R-乳酸和S-乳酸是互为镜像关系的异构体，称为对映异构体或旋光异构体。
由于对映体的比旋光度数等均相同，但旋光方向相反，因此左旋乳酸和右旋乳酸等量混合时，左旋体所具有的旋光度，恰好被右旋体抵消，因此失去了旋光性。这种特殊的混合物，称为外消旋体，用符号(±)表示。
二、含有两个手性碳原子化合物的旋光异构
1.含两个相同的手性碳原子化合物的旋光异构
酒石酸含两个相同手性碳原子，它每个手性碳原子上都连有：—OH、—COOH、—H和—CH(OH)COOH。
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酒石酸的费歇尔投影式似乎有下列四种结构：
(III)和(IV)为对映体；(I)和(II)却不是对映体，而是相同的化合物。因为将(I)式在纸平面上旋转180°便是(II)式。(I)和(II)式分子内部存在对称面，因此就没有旋光性。这种含有手性碳原子，但由于分子内存在对称因素而无旋光性的物质称为内消旋体，常用词头i-或meso-表示。所以(I)或(II)式称内消旋酒石酸。(III)式叫做(2S，3S)-酒石酸，(IV)式叫做(2R，3R)-酒石酸。
内消旋体虽无旋光性，但同外消旋体有本质不同，内消旋体是纯化合物，不能拆分为两个具有旋光性的对映体。而外消旋体是混合物，可以拆分为两个具有旋光性的对映体。
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2.含两个不相同的手性碳原子化合物的旋光异构体
所谓含两个不相同的手性碳原子，是指两个手性碳原子所连的原子或基团是不完全相同的。如2-氯-3-溴丁二酸(HOOCCH(Br)CH(Cl)COOH)中，第2和第3个碳原子是手性碳原子。第2个碳原子的所连的四个基团是：—COOH、—H、—Br及—CH(Cl)COOH；第3个碳原子所连的四个基团是：—COOH、—H、—Cl及—CH(Br)COOH。它的费歇尔投影式有四种不同的构型：
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(I)和(II)，(III)和(IV)互为镜像关系，它们是两对对映体，可以组成两种外消旋体。(I)和(III)或(IV)都不是镜像关系，不是对映体，称为非对映体，也属于旋光异构体。
分子中手性碳原子数越多，旋光异构体的数目也就越多。如果含有n个不相同的手性碳原子，就有2n个旋光异构体。
三、含手性碳原子化合物的旋光异构
对环状化合物，其立体异构由于环的刚性作用和特别的对称性往往同时具有顺反异构和旋学异构。奇数环和偶数环的对称性不同，在奇数环中，由于两个取代基的位置不同，可以发生不同的异构现象。
1.三元环的衍生物
含有一个手性碳原子的环丙烷衍生物有一对对映异构体。
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含有两个相同手性碳原子的环丙烷衍生物有顺／反异构体，顺式异构体有一个对称面，没有对映异构体，是内消旋体。反式异构体中没有对称面，存在两种互为实物和镜像的异构体，为一对对映体。
含有两个不相同手性碳原子的环丙烷衍生物存在顺／反异构体，其中两个氢原子在平面同一侧的为顺式，不在同一侧的为反式。顺、反异构体中，又都没有对称因素，
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所以共有四个旋光异构体：
2.偶数碳环的衍生物
其对位上二取代，无论顺式或反式，分子中都有对称面，没有光活性异构体，无手性；而邻位上反式二取代的分子不对称，一般都有旋光性。
如：1，3-二取代环丁烷衍生物，无手性；而1，2-二取代的环己烷衍生物，有手性。
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含有n个不相同的手性碳原子的单环环烷烃衍生物也和开链化合物相似，有2n个旋光异构体，但个别时候会由于环的刚性，造成异构体数目减少。
第4节　不含手性碳原子化合物的旋光异构
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手性分子一定有旋光性。一般手性分子的特征是含有不对称碳原子，但是含手性碳原子的化合物如果分子中存在对称面、对称中心时，则失去旋光性。此外，有少数旋光物质的结构中并不含不对称碳原子，但整个分子是手性分子，也具有旋光性。
一、取代的丙二烯型化合物
丙二烯型化合物结构中，组成两个双键的中间碳原子是sp杂化的，两个p轨道是互相垂直的，所以分子中的两个π键也是互相垂直的，两个CH2处于互相垂直的两个平面。
如果取代丙二烯中同一碳上的两个基团不同，虽然分子中没有手性碳原子，但整个分子中无对称因素，有旋光性，存在一对对映体，如2，3-戊二烯。当任何一个碳上连有两个相同基团时，分子有一对称面，分子无手性。
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如果两个双键分别用一个或两个环代替，所得的环外烯烃或螺环化合物也应具有手性，有旋光性。
二、取代的联苯型化合物
当联苯分子中两个苯环的邻位上有较大的原子或基团时，由于空间障碍作用，阻碍了苯环间单键的旋转，两个苯环的平面基本互相垂直，所以当2位和6位取代基不同时，2′位和6′位取代基也不同时，分子产生了手性，也存在对映体，如：
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三、螺旋型化合物
螺旋型化合物也是含手性面的化合物。螺环烃是一类不具有手性碳的分子，可看做是苯环邻位稠和而成的类似螺旋的结构，由于末端苯环的相互排斥而呈右手螺旋、左手螺旋结构。
六螺烯的结构呈螺旋形，没有对称面和对称中心，是一种具有手性的化合物，其旋光能力惊人，旋光度为3700°。
第5节　手性环境与手性药物
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前面篇幅主要集中在识别手性中心和确定其R和S构型的技巧上。然而，从这些篇幅中应该提炼出的最重要的一个概念就是手性环境作用。现在我们已经知道在非手性环境下对映体之间的理化性质如旋光度、熔点、沸点、密度等都相同；非对映体之间的物理性质不同，化学性质虽基本相同，但反应速率却往往不同。而在手性环境下，旋光异构体往往存在非常显著的差异。除了旋光性外，旋光异构体之间最重要的差异就是生理活性。
一、自然界中的手性
自然界中存在太多神秘而又有趣的手性现象。太阳系的所有天体(包括小行星)都是按照右旋方向旋转的，绝大部分攀缘植物是沿着主干往右缠绕的，在贝类螺纹中较普遍的方向是往右旋转。此外，生物体常常只能选择某一构型的旋光异构体，如人们对L-氨基酸和D-糖类能够消化吸收，而其对映体对人类没有营养价值，或有副作用。自然界中许多异构体在味道、气味和抗氧化性等方面也有较大的差异，如(＋)-柠檬烯(橙子中)有橙子味道，(－)-柠檬烯却是柠檬味道；
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(＋)-香芹酮具有葛缕子甜的香辣味道，(－)-香芹酮却是薄荷味道；R-天冬氨酸有甜味，可用做香料，它的对映体S-天冬氨酸却是苦味的；R-薄荷醇有薄荷的香味，而S-薄荷醇是发霉味；(3S，3S)虾青素具有非常强的抗氧化能力，而内消旋(3R，3′S)虾青素却没有抗氧化性。
二、药物中的手性
由自然界的手性属性联系到化合物的手性，也就产生了药物的手性问题。手性药物是指药物的分子结构中存在手性因素，而且由具有药理活性的手性化合物组成的药物，其中只含有效对映体或者以有效的对映体为主。
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在许多情况下，化合物的一对对映异构体在生物体内的药理活性、代谢过程、代谢速率及毒性等存在显著的差异。另外，在吸收、分布和排泄等方面也存在差异，还有对映体的相互转化等一系列复杂的问题。但按药效方面的简单划分，可能存在以下几种不同的情况：
1.对映体之间有相同或相近的某一活性
普萘洛尔左旋体和右旋体具有杀灭精子的作用，其对映体均可作为避孕药，作用相同。抗凝血药华法林以外消旋体供药，研究发现其S-(－)异构体的抗凝血作用比R-(＋)异构体强2～6倍，但S-(－)异构体在体内消除率亦比R-(＋)异构体大2～5倍，所以，实际抗凝血效力相似。
2.一个对映体具有显著的活性但其对映体活性很低或无活性
氯苯吡胺(扑尔敏)右旋体的抗组胺作用比左旋体强100倍。抗菌药氧氟沙星的S-(－)-异构体是抗菌活性体，而R-(＋)-异构体则无活性。属于这一类的药物还有是氯霉素、芬氟拉明、吲哚美辛等。
第5节　手性环境与手性药物
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3.对映体有相似的活性，但强弱程度有差异
某一活性抗癌药环磷酰胺，其(S)-异构体活性是(R)-异构体的2倍，然而，对映体毒性几乎相同。有时一个异构体具有较强的副作用，也应予考虑。如氯胺酮是以消旋体上市的麻醉镇痛剂，但具有致幻等副作用，进一步的药理研究证实(S)-异构体活性是(R)-异构体的三分之一，却伴随着较强的副作用。
4.对映体具有不同性质的药理活性
利尿药茚达立酮，其(R)-异构体具有利尿作用，但有增加血中尿酸的副作用；而(S)-异构体有促进尿酸排泄的作用。丙氧芬的右旋体(2S，3R)为镇痛药，但左旋体(2R，3S)具有镇咳作用，现在两者已分别作为镇痛药和镇咳药应用于临床。青霉胺的D-型体是代谢性疾病和铅、汞等重金属中毒的良好治疗剂，但它的L-型体会导致骨髓损伤，嗅觉和视觉衰退以及过敏反应等临床上只能用D-青霉胺。又如，酞胺哌啶酮(反应停)的S-(＋)异构体具有镇静的作用，而R-(－)异构体可引起致畸反应。巴比妥类药物，如1-甲基-5-苯基-5-丙基巴比妥酸，其(R)-异构体有镇静、催眠活性，而(S)-异构体引起惊厥。
第5节　手性环境与手性药物
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由此可见，当手性药物、农药等化合物作用于这个不对称的生物界时，两个异构体表现出来的生物活性往往是不同的，甚至是截然相反的，即一个异构体对疾病起作用，而另一个异构体却疗效甚微，或不起作用，甚至可能有毒副作用。为此，1992年美国FDA开始要求，手性药物以单一对映体(对映体纯)形式上市。这样不仅疗效确切、副作用小，且临床用量少。
三、生理效应产生的原因
手性化合物的生理作用是通过与体内大分子之间的严格手性匹配与分子识别而实现的，也就是在人体内底物通过与具有特定物理形态的受体反应起作用。底物的两种立体异构体中，只有一种更适合与受体或活性部位结合。如果两种立体异构体都能适合受体，结合将是不太紧密的，因而药物将会不太活泼。通常，一种同分异构体有选择地结合，而另一种具有较小的或无活性。
第6节　手性化合物的获取
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手性化合物具有独特的生理活性，因此获取高纯度的手性化合物是非常有意义的甚至是必要的，主要体现在制备高效、低毒、低副作用的各种药物、农药、生长素等；只含单一对映体的各类合成物质大大减少其对环境的污染作用；从经济角度看，提高了产品的光学纯度，也即提高了其经济价值。获取手性化合物的方法有三种：从天然产物中提取，外消旋化合物的拆分，手性合成。
一、天然产物中提取
许多天然产物都是手性化合物，其中有许多是有用的药物，如治疗痢疾的黄连素、治疗疟疾的奎宁、治疗糖尿病的胰岛素，近年来发现治疗乳腺癌的紫杉醇等，都是首先从天然产物中分离得到的。由于受生物资源和手性物含量的限制，此法难以满足人类对某些有价值的手性物日益增长的需要。
二、外消旋体的拆分
外消旋体不仅没有旋光性，并且其他物理性质也与单纯的对映体不同，但化学性质基本相同。把外消旋体分离为两种对映体叫拆分。
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用一般的物理方法如分馏、蒸馏、重结晶等，不能把它们分开。要达到拆分的目的，必须采用其他特殊的方法。拆分方法一般包括机械拆分法、生物拆分法、化学拆分法和柱层析分离法。
三、手性合成
手性合成也叫不对称合成。一般是指反应中生成的对映体或非对映体的量是不相等的。手性合成的方法很多，原则上是要在手性环境中进行反应，例如，采用手性底物、手性催化剂、手性试剂等。
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图4-1
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图4-2
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