有机化学第八章立体化学旋光异构

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1、有机化学立体化学第八章立体化学构造异构和立体异构异构现象构造异构立体异构碳架异构如：正丁烷和异丁烷官能团异构如：乙醇和二甲醚位置异构如：1-丁烯和2-丁烯顺反异构如：顺-2-丁烯和反-2-丁烯构象异构如：环己烷船式和椅式构象旋光异构互变异构如：乙烯醇和乙醛第一节物质的旋光性物质旋光性的发现石英、蔗糖的水溶液、松节油的酒精溶液、酒石酸的水溶液等物质旋光性的发现酒石酸钠铵旋光异构体的拆分范特荷夫（Van’tHoff)和勒别尔（LeBel)碳四面体学说的提出L.Pasteur在实验室平面偏振光平面偏振光的来源光是一种电磁波，它振动着前进，

2、其振动方向垂直于光波前进的方向，普通光可在垂直于其前进方向的各个不同的平面上振动。如果使光线通过尼科尔（Nicol)棱镜，则只有在同棱镜晶轴相平行的平面上振动的光线可以通过。因此，通过这种棱镜后的光线只在一个平面上振动，这种只在一个平面上振动的光叫平面偏振光，简称偏振光或偏光。偏振光振动的平面叫偏振面。普通光Nicol棱镜偏振光物质的旋光性如果偏振光射在第二个尼科尔棱镜上，只有当第二个棱镜的晶轴和第一个棱镜的晶轴相互平行时，偏振光才能通过，若不平行则不能通过。当偏振光通过不同的有机物质时，出现了两种不同的现象，有的能将偏振光的偏振面

3、旋转（如乳酸、葡萄糖溶液）；有的则不能（如乙醇、丙酮等）。前者称为旋光性物质或光学活性物质，后者称为非旋光性物质。如果在两个相互平行的尼科尔棱镜之间，放一些旋光性物质，则通过第一个棱镜的偏振光就不能通过第二个棱镜。要使这些光线通过，就需要把第二个棱镜转动一定的角度，旋光仪就是根据这个原理制造的。旋光度和比旋光度偏振面被旋光物质所旋转的角度叫做旋光度，一般用α表示。旋转的方向有右旋和左旋的区别，通常右旋用“＋”或“d”表示，左旋用“－”或“l”表示。物质旋光度大小与溶液的浓度、盛液管的长度、温度、光波的波长及溶剂的性质等因素有关。为了

4、比较不同物质的旋光性，化学家们规定了比旋光度：式中，α：旋光仪测出的旋光度；c：溶液的浓度(g.ml-1)，对纯液体则为以g.ml-1为单位的密度；l：以分米(dm)为单位的盛液管长度；λ：光波波长，钠光源以D表示，其波长为589nm；t：测试时的温度。比旋光度的含义为：在钠光源下，将浓度为1g.ml-1的待测物质溶液置于1分米长的盛液管中，在t℃下测得的旋光度数值。比旋光度是旋光物质的一项物理常数。因为溶剂对比旋光度也有影响，所以，记录比旋光度时，所用溶剂也要注明。例如，在20℃时以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋52

5、.5。，应记为：＝＋52.5。(水)。通过比旋光度的计算，还可初步判断被测物质的种类。例：20℃时，某物质浓度为0.05g.ml-1的水溶液在1分米长的盛液管内，以钠光灯为光源测得旋光度为左旋4.64。。计算它的比旋光度。解：查果糖的比旋光度值为－93。，因此该物质可能是果糖。第二节旋光性和分子结构的关系手性手性手性((chirality)这个词来源于希腊语“Cheir”，它的意思是手。手性是指两个异构体分子好像人的左右手一样，外观相似，可以互为实物和镜像的关系，但不能重叠。任何一个不能和它的镜像完全重叠的分子，就是手性分子。例如乳

6、酸的分子：手性碳原子凡具有手性的分子就有旋光活性。使有机物分子具有手性的最普遍的因素是手性碳原子。象乳酸分子中的α碳原子一样，当一个碳原子所连结的四个原子和原子团各不相同时，该碳原子就称为不对称碳原子，或手性碳原子，通常用C*表示。例：下列化合物分子中有无手性碳，若有，请指出。手性碳原子的存在使分子具有不对称的结构，含一个手性碳原子的化合物在空间有2种不同的排列方式，形成两个互为异构体的化合物，这样的异构体称为对映异构体，简称对映体。对映体的构造式相同，对偏振光的旋转角度大小相等，但方向相反。****对称因素对称面分子中假想的一个平

7、面，此平面可以把分子分割成完全相等的两部分，即一部分正好是另一部分的镜像。如：对称中心分子中假想的一个点，所有通过此点的直线在其距离相等，方向相反的地方，都能遇到相同的原子或原子团。如：对称轴若分子绕穿过分子的一条直线旋转，每当旋转360。/n时，就出现一次能与原来的结构相重叠的情况，这条直线就称为该分子的n重旋转对称轴。如：凡具有对称中心或对称面的化合物都能和它们的镜像重叠，是对称分子，不具有旋光性，但只有对称轴的分子也可能具有旋光性。如：不具有任何对称因素的分子不能和其镜像重叠，是手性分子。含一个手性碳原子化合物的对映异构含一个

8、手性碳原子的化合物是最简单的旋光物质，有一对对映体，其中一个是右旋体，另一个是左旋体。对映体除旋光方向相反外，其他物理性质如熔点、沸点、溶解度都相同，化学性质在非手性环境中也没有区别，但是，对映体的生理作用却表现出很大的差别，例如，氯