chapter3立体化学

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1、第三章立体化学exit第一节立体化学的任务，立体异构体的分类和定义第二节旋光性和分子结构的对称性因素第三节手性分子的分类及情况分析第四节消旋、拆分和不对称合成本章提纲立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次序相同，但在空间的排列方向不同而引起的异构体。任务：研究分子的立体形象及与立体形象相联系的特殊物理性质和化学性质的科学。立体异构体构型异构体构象异构体几何异构体旋光异构体{第一节立体化学的任务立体异构体的分类和定义分类{第二节旋光性和分子结构的对称性因素不能与其镜象叠合的分子为手性分子；手性分子有旋光性。一手性分子二判别手性分子的依

2、据有更迭对称轴无手性旋转+反射更迭对称轴(Sn)（或旋转反射轴）有对称中心无手性倒反对称中心(i)（或反演中心）不能作为区别手性的依据旋转对称轴(Cn）有对称面无手性反映（射）对称面（）判别手性的依据对称操作对称元素S1=S2=i第三节手性分子的分类及情况分析一含手性碳原子的手性分子二不含手性碳原子的手性分子一含手性碳原子的手性分子1.含一个手性碳原子的化合物2.含两个或多个不对称碳原子的化合物3.含两个或多个相同（相象）手性碳原子的化合物4.含手性碳原子的单环化合物（1）手性碳原子（2）对映体（3）外消旋体（4）Fischer投影式（5）相

3、对构型和绝对构型（6）旋光度的表示（偏振光）（7）分子的潜非对称性1.含一个手性碳原子的化合物具有镜像与实物关系的一对旋光异构体。（2）对映体(S)-(+)-乳酸(R)-(-)-乳酸()-乳酸mp53oCmp53oCmp18oC[]D=+3.82[]D=-3.82[]D=0pKa=3.79(25oC)pKa=3.83(25oC)pKa=3.86(25oC)151515外消旋乳酸（1）手性碳原子（已讲）特点*1结构：镜影与实物关系*2内能：内能相同。*3物理性质和化学性质在非手性环境中相同，在手性环境中有区别。*4旋光能力相同，旋光方向相

4、反。外消旋体与纯对映体的物理性质不同，旋光必然为零。（i）外消旋混合物（ii）外消旋化合物（iii）固体溶液（3）外消旋体一对对映体等量混合，得到外消旋体。立体结构锲形式投影式Fischer投影式（4）Fischer投影式注意事项：*1.不能在纸面上旋转90o*2.不能离开纸面翻转180o*3.基团两两交换次数不能为奇数次，但可以是偶数次。D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛D-(-)-乳酸（5）相对构型和绝对构型绝对构型能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S）与假定的D、L甘油醛相关联而确定的构型。相对构型HO（6）旋光的表示*1平面偏振光

5、普通光通过尼可尔棱镜后产生只能在一个平面振动的光。这种只能在一个平面振动的光为平面偏振光。*2旋光物质能使平面偏振光旋转一定角度的物质称为旋光性物质。*3旋光度()影响旋光度的因素(a)被测物质;(b)溶液的浓度;(c)盛液管长度;(d)测定温度;(e)所用光的波长在旋光仪中被测出的使偏振光旋转的角度称为旋光度。*4比旋光度25D=+90.01。Na:λ=5869AHg:λ=5461A(C1.15,C2H5OH)[][]tD盛液管为1分米长，被测物浓度为1g/ml时的旋光度。ootλ100M=tλ×分子量*5分子比旋光度比旋光度分子量/

6、100旋光仪中测不出旋光度的化合物不一定是一个没有旋光性的化合物，也可能是一种等量的右旋体和左旋体的混合物。（7）潜非对称性和潜不对称碳原子如果一个对称分子经一个基团被取代后失去了其对称性，而变成了一个非对称分子，那么原来的对称分子称为“潜非对称分子”，或称为“原手性分子”。而分子所具有的这种性质称为“潜非对称性”或“原手性”，而发生变化的碳原子称为“潜不对称碳原子”或“原手性碳原子”。Ｈ被OH取代orS-(+)-乳酸R-(-)-乳酸潜不对称碳原子（原手性碳原子）潜非对称分子（原手性分子）2.含两个或多个不对称碳原子的手性分子（1）旋光异构体

7、的数目（2）非对映体（3）赤式和苏式（4）差向异构体2nn个C*………………………………16D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-D+D-四个C*8C+C-C+C-C+C-C+C-三个C*4B+B-B+B-两个C*2A-A+一个C*(1)旋光异构体的数目不呈镜影关系的旋光异构体为非对映体。非对映体具有不同的旋光能力，不同的物理性质和不同的化学性质。含两个不对称碳的分子，若在Fischer投影式中，两个H在同一侧，称为赤式，在不同侧，称为苏式。（3）赤式和苏式（2）非对映体(i)(ii)(iii)(iv)(2R,3R)-(-)-

8、赤藓糖(2S,3S)-(+)-赤藓糖(2S,3R)-(+)-苏阿糖(2R,3S)-(-)-苏阿糖HOCH2-CH(OH)-CH(OH)-CHO(i)(