有机化合物的同分异构现象(I)

《有机化合物的同分异构现象(I)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章同分异构现象构造异构立体异构构型异构(分子中原子间的排列顺序、结合方式)(构造相同，原子在空间排布方式不同)碳架异构位置异构官能团异构顺反异构对映异构构象异构同分异构对映异构又叫光学异构或旋光异构。它是一类与物质的旋光性质有关的立体异构。关于有机化合物同分异构的几个概念分子的结构：分子中原子互相的结合称为分子的结构，表示分子结构的化学式称为结构式。分子的构造：分子中原子间相互连接的顺序称为分子的构造，表示分子构造的化学式称为构造式。分子的构型：分子中原子或基团在空间排列方式称为分子的构型，表示分子结构的化学式称为构型式。同分异构现象：化合

2、物的分子式相同，分子的结构和性质不同的现象称为同分异构现象。同分异构体：具有同分异构现象的化合物称为同分异构体。构造异构：分子式相同，分子中原子相互连接的顺序不同称为构造异构。构造异构有四种类型。3.1构造异构现象构造异构是分子式相同，分子中原子相互连接顺序和方式不同。它包括四种类型。碳架（骨架）异构现象官能团位置异构官能团异构互变异构3.1.1碳架（骨架）异构现象分子中碳原子相互连接的顺序和方式不同，产生不同的碳链或碳环，称为碳架（骨架）异构。3.1.2官能团位置异构各类化合物可以看成是官能团取代相应烃中的氢原子的产物。官能团取代碳架异构体中

3、的不同氢，形成了官能团位置异构。例1，丁烷有两个碳架异构体，可形成四个一元醇的异构体：例2，碳环化合物也能形成官能团位置异构体。如甲酚有三个异构体：例3，在多官能团化合物中，官能团位置异构体，还表现在官能团间相对位置，如溴代环已烯可有三个溴代环已烯异构体：3.1.3官能团异构分子式相同，构成官能团的原子连结顺序和方式不同，形成不同的官能团，可以形成不同类化合物，构成官能团异构体。例1，分子式为C3H6的化合物，可以是丙烯CH2=CHCH3和环丙烷两个化合物。例2，分子式为C2H6O的化合物，可以是甲醚CH3OCH3和乙醇CH3CH2OH两个化合

4、物。例3，分子式为C2H4O的化合物，可以是乙醛CH3CHO、乙烯醇CH2=CH-OH和环氧乙烷三个化合物。例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、烯醇、烯基醚、脂环醇和环氧烷烃等六类化合物。如：分子中原子数目越多，形成官能团异构体数目也越多。异丁醛丁酮2-丁烯醇乙基乙烯基醚环丁醇1，2-环氧丁烷3.1.4互变异构在常温下，不同官能团异构体处于动态平衡之中，能很快的互相转变，称为互变异构。它是一种特殊的官能团异构。　　例1，酮与烯醇间互变异构：例2，硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构例3，亚硝基酚与肟间互变的异构在这些平衡混合物中，各组分是

5、互为同分异构体，但很难分离出纯的互变异构体。构象：在常温下，分子中的原子或基团绕着单键（σ键）旋转，在空间产生了一系列不同的排列，这一系列排列称为分子的构象。每一种排列称为构象异构体。1乙烷的构象3.2构象异构现象3.2.1链烷烃的构象异构现象基本概念乙烷分子绕C—Cσ键旋转，产生无数个构象异构体，其中有两个典型构象异构体，称为极限构象异构体——重叠式（顺叠式）构象、交叉式（反叠式）构象。重叠式构象交叉式构象构象的表示方法：锯架式、立体透视式和纽曼（Newman）投影式，其中扭曼投影式最重要。a透视式b纽曼投影式：把乙烷分子模型的C—C键的一端

6、对着观察者，另一端远离观察者，进行投影操作，两碳原子重合。前碳用表示，后碳用表示227289249306构象的能量分析非键合的两原子或基团接近到相当于范氏半径之和时，二者间以弱的引力相互作用，体系能量较低；如果接近到这一距离以内，斥力就会急剧增大，体系能量升高。一些原子或基团的范德华半径(pm)HCNOClCH3120150150140180200乙烷的重叠式内能最高，最不稳定，而交叉式内能最低，最为稳定。这种构象称为优势构象.②.φ=60°①.φ=0°③.φ=120°④.φ=180°⑤.φ=240°⑦.φ=360°⑥.φ=300°构象的能量分

7、析用前碳和后碳上的两个C—H键分别与C—C键确定的两平面的二面角“θ”旋转的角度表示构象。从乙烷构象可看出：①.扭转角φ由0°逐渐变到360°可得到无数个构象，它们之间差别在于原子在空间的排列不同。②.扭转角φ=0°120°240°360°为重叠式φ=60°180°300°为交叉式重叠式、交叉式构象为乙烷的两个典型构象，其它构象处于这两个构象之间。③.重叠式中两个碳原子上的C—H键相距最近，能量较高，不稳定。交叉式中两个碳原子上的C—H键相距最远，能量较低，稳定。能量曲线图乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构象的动态平衡混合体系，但

8、各种构象体存在的比率不同。12kj/mol①②③④⑤⑥⑦正丁烷的构象以正丁烷的C2—C3键的旋转来讨论丁烷的构象，固定C2，把C3旋转一圈来看丁烷的构