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1、第五章对映异构本章学习:1.怎样区分手性分子和非手性分子;2.怎样判断对映体、非对映体、外消旋体和内消旋体的存在;3.怎样表示和命名它们的立体结构;4.比较它们之间性质的异同点。构造异构:分子组成相同而原子(团)相互连接方式和顺序不同。立体异构:分子中原子(团)在空间排列方式不同。顺反异构同侧异侧顺-2-丁烯cis-2-butane反-2-丁烯trans-2-batene顺式:相同基团在双键同侧反式:相同基团在双键异侧顺-2,2,5-三甲基-3-己烯反-4-甲基-2-戊烯顺,顺-2,5-庚二烯顺,反-2,
2、5–庚二烯在含有多个双键的化合物中,主链的编号有选择时,则应从顺型双键的一端开始。产生顺反异构的条件1.分子中必须存在限制旋转的因素,如:双键或脂环。2.每个不能旋转的碳原子上必须连有2个不同的原子或原子团。如果双键的两个碳原子上所连接的原子(或基团)没有相同的,则无法简单的用顺反来命名,就要采用Z-E命名法。Z-E构型命名法Z-Zusammen(德文“共同”),优先基团(大)在同侧。E-Entgegen(德文“相反”),优先基团(大)在异侧。次序规则1.比较与双键碳原子直接连接的原子的原子序数,按大的在前、
3、小的在后排列。I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D>H2.如果与双键碳原子直接连接的基团的第一个原子相同时,则要依次比较第二、第三原子的原子序数,来决定基团的大小次序。CH3CH2->CH3--CH2OH<-CH2Cl3.当取代基为不饱和基团时,则把双键、三键原子看成是它以两个或三个单键与相同的原子相连。(Z)-2,2,5-三甲基-3-己烯顺-2,2,5-三甲基-3-己烯反-2,2,5-三甲基-3-己烯(E)-2,2,5-三甲基-3-己烯(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯反-1,2-二氯-1-溴乙烯(
4、E)-1,2-二氯-1-溴乙烯顺-1,2-二氯-1-溴乙烯(E)-3,4-二甲基-2-戊烯顺-3,4-二甲基-2-戊烯(Z)-3,4-二甲基-2-戊烯反-3,4-二甲基-2-戊烯顺反异构体不仅理化性质不同,而且生理活性也不同。例如合成的代用品己烯雌酚,反式异构体生理活性较大,顺式则很低;维生素A的结构中具有四个双键,全部是反式构型。如果其中出现顺式结构则生理活性大大降低;具有降血脂作用的亚油酸和花生四烯酸则全部为顺式构型。Z/E命名法适用于所有顺反异构体,它与顺反构型命名法没有必然的对应关系,不能互相套用。第
5、一节手性分子和对映异构体一、手性:象人的左右手一样,互为实物与镜象关系,彼此又不能重合的现象称为手性(chirality)。二、手性分子和对映异构1.互为实物与镜像关系,又不能重叠的分子,称手性分子(chiralmolecule),也就是具有手性的分子。2.对映体:互为实物与镜像关系,又不能重叠的两个化合物,互为对映异构体,简称对映体。例如:乳酸分子乳酸分子模型(实物镜像关系)不完全重合3.非手性分子一般情况下,存在对称面、对称中心的分子,其实物与镜像能重叠,没旋光性,没有手性称为非手性分子(a
6、chiralmolecule),例如水、甲烷、乙醇、乙醚、丙酮等分子。非手性分子不存在对映异构现象。透视式是书写立体结构式通常用的方法之一,应注意它的书写方法。通常实线代表位于纸平面上的键,虚线代表伸向纸平面后方的键,楔形线代表伸向纸平面前方的键。三、手性碳原子引起分子具有手性最常见的一个因素是手性碳原子,大多数的手性分子含有手性碳原子。凡是连有四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子(chiralcarbonatom),或称手性中心(chiralitycenter)。含有一个手性碳原子的化合物只有一对对映体
7、。对映体例:对映体例:两个对映异构体的旋光性及生理作用不同。对映体的旋光方向相反;理化性质一般相同,手性条件有差别;与手性试剂反应活性不同;生理活性不同,如左旋氯霉素抗菌,对映体无效。D-(-)-氯霉素有杀菌作用L-(+)-氯霉素无药效四、对称因素与手性(一)对称面:能将分子结构剖成互为实物和镜像的两半的平面。(二)对称中心如果分子中有一点,从分子的任一原子或基团向这个点画一直线,再将直线延长出去,在距该点等距离处总会遇到相同的原子或基团,则这个点成为分子的对称中心。具有对称中心的分子没有手性,是非手性分子。
8、五、判断手性分子的方法有三种方法可以判断一个分子是否存在对映体。1.建造一个分子和它镜像的模型,如果两者不能重合,就存在对映体。——最可靠的方法2.如果分子有对称因素,那么它和其镜像就能重合,就不存在对映体。3.如果一个分子有一个手性碳原子,它就具有对映异构现象,有一对对映体。——最简单的方法。第二节手性物质的旋光性一、偏振光和旋光性平面偏振光(plane-polarizedlight):只在一个平