《对映异构教学》ppt课件

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1、第五章对映异构(一)手性和对称性(二)具有一个手性中心的对映异构(三)构型和命名法(四)具有两个手性中心的对映异构(五)手性中心的产生(六)手性合成(自学)(七)外消旋体拆分(自学)(八)不含手性中心化合物的对映异构(九)对映异构在研究反应机理中的应用第五章对映异构分子的结构就包括分子的构造、构型和构象。本章主要讨论对映异构。(一)手性和对称性偏光(2)旋光物质与比旋光度(3)手性的概念(4)对称性(一)手性和对称性(1)偏光光是一种电磁波，光波的振动方向与其前进方向垂直。普通光在所有垂直于其前进方向的平面上振动。偏振光——只在一个平面上振动

2、。强度为I0的偏振光在通过检偏镜后的强度I为：I＝I0Cos2α其中α为两Nicol棱镜晶轴的夹角。可见，当两Nicol晶轴平行时，观察到的光强度最大。(2)旋光物质与比旋光度旋光性——某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角度的性质。右旋——(+)；左旋——(－)旋光度——旋光性物质使偏振光的振动平面所旋转的角度，用α表示。显然，溶液的旋光度与浓度、单位盛液管长度成正比。比旋光度——单位浓度、单位盛液管长度下测得的旋光度，用[α]表示。实际测量时，可用溶液测量其旋光度，再用下式计算其比旋光度：式中：[α]λt——比旋光度；λ——测量时所采用的

3、光波波长；t——测量时的温度；α——由仪器测得的溶液的旋光度；l——盛液管的长度,单位为dm(1dm=10cm)；C——溶液的浓度,单位为g.mL-1。表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的波长以及所使用的溶剂。例如，在温度为20°C时，用钠光灯为光源测得的葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋52.2°,应记为：[α]D20=+52.2°（水）“D”代表钠光波长。钠光波长589nm相当于太阳光谱中的D线。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。(3)手性的概念手——左、右手互为实物与镜像的关系，不能完全重合。手性——像左右手一样，实物与其镜象不能叠

4、合的性质。例如两种不同的乳酸分子都具有手性：其中心碳原子上连有四个不同的原子或原子团，在空间有两种不同的排列方式，不能完全重合，互为实物与镜像的关系，是两种不同的化合物。(动画)手性碳原子——与四个不同的原子或原子团相连的碳原子，用“*”号标出。例如：(4)对称性考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。(甲)对称轴（Cn）：Cn的对称操作是旋转。(乙)对称面（σ）：对称面的对称操作是反映（即照镜子）。(丙)对称中心（i）对称中心的对称操作是反演。对称因素与分子的手性在绝大多数情况下，分子中没有对称面和对称中心，与其镜象就不能叠合，分子就会有手

5、性。分子中是否存在对称轴对分子是否具有手性没有决定作用。判断分子中有无对称面和对称中心在立体化学中有重要意义。(二)具有一个手性中心的对映异构对映体(2)构型表示方法(二)具有一个手性中心的对映异构对映体凡是手性分子，必定有一个与之不能完全叠合的镜象。互为实物与镜象的两个构型异构体称为对映体。例如，乳酸是手性分子，就有一对对映体存在：2-溴丁烷也是手性分子，也有一对对映体存在：一般情况下，除旋光方向外，一对对映体的理化性质基本相同。在手性环境中，一对对映体表现出不同的性质。手性环境——偏振光、手性溶剂、手性试剂等。(2)构型表示方法Fisch

6、er投影式的写法：①碳链竖置，且编号小者置于上端；②上下朝里，左右朝外；例如：注意事项：①Fischer投影式只能在纸面上平移或旋转180°，但不能旋转90°或270°,也不能将其脱离纸面翻身，否则构型翻转。如：(动画1)(动画2)(动画4)(动画3)②将手性碳上的四个基团中的任意三个轮转（顺时针或反时针），构型不变；将手性碳上的四个基团中的任意两个对调，构型改变：(动画5)(动画6)(三)构型和命名法D/L构型标记法(2)R/S构型标记法(三)构型和命名法(1)D/L构型标记法D／L标记法是以甘油醛的构型为标准来进行的。D／L构型是相对构型

7、。构型与旋光方向是两个不同的概念，无必然联系。例如：D／L标记法经典、方便，但它只能标出一个手性碳的构型。目前，D／L标记法主要用于糖和蛋白质的构型标记。(2)R/S构型标记法R—拉丁字Rectus（右）；S—拉丁字Sinister（左）。R/S标记法是根据手性碳原子上所连的四个原子或原子团在空间的排列方式来标记的。R/S构型是绝对构型。用R/S标记构型的步骤为：①按照大小次序规则，确定大小次序；②将最小的原子或原子团置于距观察者最远处；③观察其余三个原子或原子团由大到小的排列方式。顺时针——R；逆时针——S。(动画)(动画)例1：的构型标记

8、。根据次序规则：OH＞COOH＞CH3＞HR／S标记法也可直接应用于Fischer投影式：注意：R／S标记法与D／L标记法的依据不同。R／S法依据与＊C相连的四个原