1-2008年第13章 对映异构

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1、第13章对映异构（Enantiomerism)1对映异构现象2具有一个手性中心的分子3在实验室检测对映异构现象4外消旋体5具有两个或两个以上手性中心的分子6Fischer投影式7构型的标记1对映异构现象立体异构：在分子构造相同的情况下，由于组成分子的原子或基团的空间排列状态不同引起的异构现象。构造异构顺反异构同分异构构型异构立体异构对映异构构象异构手性chirality（手征性）：互为实物与镜象关系，彼此不能重合的现象。(如图左右手)产生对映异构现象的结构依据是手性.手性关系图：a左、右手互为镜象与

2、实物关系b左、右手不能重合2具有一个手性中心的分子1）手性分子和对映体乳酸a,b互为镜像和实物，不能重合。手性分子：不能与其镜像重合的分子，称为手性分子。定义：与四个不相同的原手性碳原子（chiralcarbonatom)子或基团相连的碳原子。又称手性中心（chiralcenter)（acarbonbondedtofourdifferentgroups）又称不对称碳原子通常用星花标示C**HCCHCOOH3OH乳酸分子中的C所连的四个基团（COOH，2OH，CH，H）均不相同，故C是手性碳原子。32

3、对映异构体：由于分子的不对称性，产生彼此互为镜象关系，就象我们的左手和右手一样，相似而不能重合的一对立体异构体，称为对映异构体，简称为对映体（enantiomer)。COOHCOOHCCHHOHOHCH3HC3ab乳酸a,b互为对映体。有一个C*的化合物具有一对对映体(2种构型)。有一个手性碳的化合物:(1)必定是手性分子。(2)具有对映异构现象。(3)有一对对映体。注意：在立体异构中顺反异构：异构体之间不能相互转化，需要键对映异构：的断裂。构象异构：异构体之间可以通过键的旋转相互转化。一对对映体

4、具有以下特性：(a)物理性质相同；化学性质相同（除与手性试剂反应外）。(b)对偏振光的偏振面的作用不同；生物活性不同。2）手性与对称性对称元素:通过某种对称操作后，和原来的立体形象完全重合时，称为该分子具有某种对称元素。对称轴Cn(symmetricaxis)：在分子内可以找到一个轴，当分子沿着这个轴转动2/n，得到的分子形象与原来的完全重合，此轴称为n重对称轴。C2C3ClHNHClNHHHHHH对称面(symmetricplane)：能将分子结构剖成互为镜像的两半的面。对称中心i(symme

5、triccenter)：当分子的任一个原子（基团）到某一假想点（i）的连线，再延长到等距离处，遇到一个相同的原子时，这个假想的点就称为对称中心。通过对称中心的操作称为反演。有机化合物分子是否具有手性，也可通过对称面和对称中心来判断。如果在化合物中找不到对称面和对称中心（可以有对称轴）---------此化合物有手性，是手性分子。综上所述：有三种方法判断一个化合物分子是否是手性分子（即是否存在对映异构体）。两者不重合，是手性分子，(1)分子与其镜象有对映异构体。分子中无对称面、又无对称中心，是手(2)

6、有无对称面和性分子，有对映异构体。对称中心分子中只有一个手性碳原子，一定是手(3)有无手性碳原子性分子，有对映异构体。有多个手性碳原子，另论。3在实验室检测对映异构现象1）平面偏振光光线（自然光）是一种电磁波（横波），其振动的方向和前进的方向垂直。但可在空间一切可能的平面上振动。平面偏振光：只在某一个平面上振动的光。偏振面：偏振光所在的平面。2）旋光性的测定和旋光角旋光性（opticalactivity)，又称光学活性：能使平面偏振光的振动平面发生旋转的性质。手性分子能使平面偏振光的振动平面发生旋转

7、，所以手性分子具有旋光性，旋光角：偏振面被旋光性物质所旋转的角度，用“”表示。对着光看：顺时针(clockwise)，右旋，符号（+）表示。逆时针(counterclockwise)，左旋，符号（-）表示。(anticlockwise)所有旋光性的物质，不是左旋，就是右旋。目前在科研中还广泛使用自动旋光仪对被测化合物的旋光角和旋光方向进行直接显示测定。比旋光度绝对值相等，符号相反。一对对映体其它物理性质相同。一对对映体的物理性质物理性质(+)-2-丁醇(-)-2-丁醇沸点/℃99.599.5密度/

8、g.cm-30.80800.8080折射率1.3951.395比旋光度/°·mL·g-1·dm-1+13.9-13.94外消旋体·肌肉组织中分离的具右旋性。乳酸·左旋乳酸杆菌使葡萄糖发酵的具左旋性。·化学反应合成的是外消旋体，不具有光学活性=0。外消旋体（racemicmixture)定义：一对对映体的等量混合物。特点：无旋光性；物理性质与纯的单一对映体有差异。常用（）或者dl表示。5具有两个或两个以上手性中心的分子1）含有2个不相同手性碳原子的分子有一个手性碳原