温州大学有机化学第七章

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1、第七章:立体化学1第七章立体化学本章讲授提要第一节：同分异构的分类第二节：平面偏振光与比旋光度第三节：对映异构现象与分子结构的关系第四节：Fischer投影式第五节：相对构型与绝对构型第六节：含手性碳化合物的对映异构第七节：环状化合物的立体异构第八节：不含手性碳化合物的对映异构第九节：旋光纯化合物的制备第十节：反应中的立体化学2立体化学是研究化合物分子在三维空间的立体形象与其物理性质，反应性能以及生理活性之间的关系的科学。立体化学起源于1848年,28岁的法国年青化学家巴斯德(Pasteur)将外消旋的酒石酸铵钠的结晶,分离成左旋体和右旋体,从而发现

2、了对映异构现象。立体化学是在研究天然产物的立体结构与生理活性的基础上而发展起来的。立体化学已成为化学学科的一个重要分支，研究分子的立体结构与性能之间的关系已成为化学的一项重要内容。3第一节同分异构现象的分类在有机化学中，同分异构现象极为普遍，在分子结构的三个层次：构造、构型、构象中都存在着异构现象。4第二节平面偏振光和旋光性一、平面偏振光光具有波动性和粒子性，普通光可在垂直于它传播方向上的任何可能的平面上发生振动.5通过尼克尔棱晶后得到的只在一个平面上振动的光叫平面偏振光.Nicol棱晶好象一个栅栏,只允许与棱晶晶轴相平行的平面内振动的光通过，而在其

3、它平面内振动的光线则被阻挡。6α二、旋光性与比旋光度1、物质的旋光性光源普通光Nicol棱晶偏振光盛液管偏光平面发生了旋转偏振光通过旋光性物质时偏光平面发生的变化7旋光性：物质能使偏光平面发生旋转的性质叫物质的旋光性.具有旋光性的物质叫旋光性或光活性物质8ABCEDFA：光源B：起偏晶C:盛液管D：检偏晶E:刻度盘F：目镜零点：起偏棱晶和检偏棱晶的晶轴相互平行时作为零点。（即刻度盘指在0位置）若样品管中的物质无旋光性，B和D晶轴平行时，则视场F最明亮。B和D互相垂直时，则视场F最暗。2、旋光仪93、比旋光度旋光度(α)不是物质的特征常数，它受光源波长

4、(λ)温度(t)溶液浓度(c)和盛液受长度L的影响，也就是说同一物质在不同的条件下测得的旋光度不同。将可变因素固定后测得的旋光度才是物质的特征常数叫比旋光度。例:葡萄糖水溶液的比旋光度:10第三节对映异构现象与分子结构的关系一、对映异构现象的发现1808年:Maluo首次发现平面偏振光1813年:Biot发现某些物质能使偏光平面发生旋转1848年:Pasteur在研究酒石酸铵钠的结晶时发现了对映异构现象111848年法国巴黎师范大学化学家、微生物学家Pasteur(1822-1895）在研究酒石酸铵钠晶体时发现有两种不同的晶体：12生活中的对映体-镜

5、象井冈山风景桂林风情左右手互为镜象13二、物质的手性手性：物体与其镜像不能重叠的性质就叫手性源于人的左右手，相似而不相同。手性分子：与其镜像不能重叠的化合物分子叫手性分子手性碳原子():连接四个不同原子或基团的碳原子叫手性碳原子()凡是手性分子就一定具有对映异构体,在绝大多数情况下手性分子具有旋光性。14例:L（+）—乳酸D（-）—乳酸+3.82-3.8215***课堂练习：找出下列化合物中的手性碳原子16三、手性分子判断的依据1、对称面：假若有一个平面能将分子分成实物与镜像的两部分,这个平面就叫分子的对称面。有对称面的分子无手性172、对称中心:假

6、若分子中有一点P,在所有通过该点的直线上在距该点等距离处,具有相同的原子或基团,该点P就叫分子的对称中心。P有对称中心的分子无手性18二重对称轴四重对称轴六重对称轴3、对称轴:假若有一条穿过分子的直线,分子以它为轴旋转后，分子得到与原来相同的形象,该直线就叫做分子的n重对称轴。194、交替对称轴(或旋转反射轴)假若分子围绕一条穿过该分子的直线旋转之后,再用一面垂直于该直线的镜子将分子反射,所得镜像若能与原分子重合,该直线就叫做分子的n重交替对称轴。20具有2重交替对称轴有交替对称轴的分子无手性21对称元素有/无判断结果对称面有分子无手性对称中心有分子

7、无手性交替对称轴有分子无手性注意：对称轴不能做为判断分子是否具有手性的依据22例:反-1,2-二氯环丙烷有二重对称轴但：分子有手性具有对映异构体23第四节Fischer投影式该投影式是由碳水化合物之父E.Fischer在研究碳水化合物时创立的.右旋乳酸的Fischer投影式及其对映体24由于该式是用一个纸平面上的投影式来表示分子的立体构型，所以它有一些专门的规定.基本规定:在横键上的原子或基团在纸面之前;在竖键上的原子或基团在纸面之后.辅助规定：1、碳链写在竖键上，其它的原子或基团在横键上。2、编号小的碳原子写在竖键上端。25二、注意事项：1、投影式

8、在纸面上旋转180˚构型保持不变。262、投影式在纸面上旋转90˚构型改变.3、投影式不能离开纸面翻转.27