立体化学.ppt

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1、第五章立体化学主要内容1.基本概念介绍2.立体结构的表示方法3.对映异构体和非对映异构体4.描述立体构性的D/L体系5.获得手性化合物的方法，外消旋体的拆分6.立体化学在研究化学反应和反应机理上的应用7.化合物立体结构式的变换方法8.手性碳的构型——R型和S型，手性分子的命名9.外消旋体和内消旋体目标要求1.掌握旋光异构的基本概念2.掌握立体结构的表示方法（重点：Fischer投影式）3.对映异构体和非对映异构体4.掌握化合物立体结构之间的相互转换。5.熟练掌握手性碳的R/S构型，掌握手性分子的命名方式。6.了解手性化合物的类型，熟练

2、区分手性分子和非手性分子。7.掌握对映异构体和非对映异构体，外消旋体和内消旋体在物理和化学性质上的异同。8.手性分子的获得方法（重点：化学拆分法）9.反应中的立体化学（构型转换和保持、消旋化；顺式加成和反式加成、顺式消除和反式消除）10.立体化学在研究中的应用引言立体异构由原子或基团空间排列或取向不同所产生的异构现象。立体化学(Stereochemistry)——以三维空间研究分子结构和性质的科学构象异构体（可互相转化）构型异构体（顺反异构）（不能相互转化）1.平面偏振光一束普通光通过尼科尔（Nicol）棱镜或其他偏振片，只有在与棱镜

3、晶轴平行的平面上振动的光能透过，透过的光叫平面偏振光，简称偏光。一、旋光异构的基本概念2.旋光性和旋光性物质能使偏光振动平面转动一定角度的物质，有旋光性，称为旋光性物质,如乳酸，丙氨酸等；另一类无旋光性，称为无旋光性物质，如乙醇，丙酮等。光是一种电磁波，它振动着前进，振动方向垂直于前进方向。平面偏振光普通光只在一个平面上振动，这种光就是平面偏振光。平面偏振光普通光在所有可能的平面上振动。在盛液管中放入旋光性物质后，偏振光将发生偏转。能使偏振光向右旋转的，称为右旋化合物，用(+)表示；能使偏振光向左旋转的，称为左旋化合物，用(-)表示。

4、旋光仪示意图3.旋光仪的工作原理4.手性分子旋光能力的表示方式——比旋光度[a]t[a]t=atlcat:实验观察到的旋光度l:样品管长度（dm,分米）c:样品浓度（g/cm3）t:测试时温度:波长例：(R,R)-(+)-酒石酸[a]25D=+12o(水,20%)(钠光，D线，l=589nm)specificrotation左旋和右旋一对对映体对偏振光的作用不同，一个使偏振光向顺时针方向偏转，另一个使偏振光向逆时针方向偏转，两者偏转数值相同。例：右旋(dextrorotatory)：使偏振光向顺时针方向偏转，表示为(+)左

5、旋(levorotatory)：使偏振光向逆时针方向偏转，表示为(–)(R,R)-(+)-酒石酸(S,S)-(-)-酒石酸旋光异构体（对映异构体）左旋aa右旋入射光方向5.手性分子和非手性分子手性(chirality)：实物和其镜像不能重叠的现象ChiralisderivedfromtheGreekwordcheiros,meaning“hand”.手性分子（chiralmolecules）：有手性现象的分子两者不能重合手性分子镜像转180o手性分子手性碳——手性分子的特征连有四个不同原子或基团的碳原子手性碳(chiralcarbon

6、)手性中心(Chiralcenter)手性碳标记****例：*非手性分子两者互相重合非手性分子镜像转60o非手性分子：与镜像相重合（非手性分子不含有手性碳）转180o两者完全重合非手性分子二化合物的立体结构式例1：2-丁醇常用的立体结构表达式伞形式Fischer投影式横向两个基团在手性碳的前方，竖向两个基团在手性碳的后方；主链放在纵向上,编号最小的碳放上方。错误的表示方法立体透视式例2：2,3-丁二醇将主链转至同一方向互为镜像，不能重合(投影式只能在纸平面上移动或转动180，不允许将其离开纸面而翻转）2,3-丁二醇三种立体异构体的十字

7、表达式例：2,3-丁二醇（有三个立体异构体，各含有两个手性碳）三对映异构体与非对映异构体转180oI与II互为镜像，且不重合，均为手性分子I与II互为对映异构体对映异构体(enantiomers)：一对互为镜像且不互相重合的分子（一类特殊的立体异构体）对映关系转180oIII为非手性分子（与其镜像III’可完全重合）I与III,或II与III不成镜像，互为非对映异构体非对映异构体(diastereoisomers)：相互不为镜像的立体异构体小结两者不能重合手性分子和非手性分子、手性碳手性分子两者可以重合手性碳非手性分子立体结构表达式伞

8、形式Fischer投影式对映异构体和非对映异构体对映异构体——互为镜像且不互相重合对映异构体非对映异构体——相互不为镜像四立体结构式的变换两种常用的改变基团位置的方法：交换基团法旋转法问题1：如何改变基团的位置而又不改变