有机化学第六章立体化学

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1、OrganicChemistry有机化学第六章立体化学内容异构体的分类手性和对称性，对映异构，对映异构体，对称因素手性分子的性质——光学活性：旋光性与比旋光度具有一个手性中心的对映体，构型的表示法与标记法具有两个手性中心的对映异构脂环化合物的立体异构不含手性中心化合物的对映异构手性中心的产生、拆分及应用立体化学(Stereochemistry)——以三维空间研究分子结构和性质的科学6.1异构体的分类碳架异构官能团位次异构官能团异构异构现象(isomeri-zation)构造异构(constitutionalisomerizatio

2、n)立体异构(stereo-isomerization具有相同的分子式，原子成键的顺序不同具有相同的构造，原子或基团在空间的排布不同。构型异构构象异构顺反异构对映异构非对映异构6.2手性和对称性当一个碳原子与四个不同的原子或基团相连时，分子在空间有两种不同的排列方式。两个分子为实物和镜像的关系：如同人的左、右手。6.2.1分子的手性对映异构对映体2−溴丁烷一些概念：非手性分子(achiralmolecule)能与自身镜像重合的分子，是对称性的分子。手性分子(chiralmolecule)不能与自身镜像重合的分子。是不对称性的分子。

3、手(征)性(chirality)分子与它的镜像不能重合的性质。对映异构体(enantiomers)手性分子具有互为影像且不能重合的两种构型，即对映异构体。1–氟–1–氯甲烷为非手性分子对映体的特点具有相同的分子构造两者的关系为：实物与镜像不能相互重叠物理性质相同化学性质相似对偏振光有不同旋转方向手性分子一定有其对映体，对映体也称旋光异构体.2–丁醇6.2.2对称因素(1)对称面(σ)：对称面把分子分成互为影象的两部分。2–氯丙烷平面型分子平面型分子所在的平面即是对称面。例如:：(E)–1,2–二氯乙烯(2)对称中心(i)反–1,3

4、–二氟–反–2,4–二氯环丁烷任何的直线通过分子的中心，在距中心等距离处遇到相同的原子。手性与对称因素含有对称面和/或对称中心的分子都是对称分子，是非手性分子(achiralmolecules)；分子与其镜像能重合，无对映异构体。手性分子是不对称分子，不含以上两种对称因素，分子与其镜象不能重合，有一对对映体。分子与其镜象不能重合，有一对对映体(+)–乳酸(+)-Lacticacid(-)–乳酸(-)-Lacticacid1,2–环氧丙烷6.3手性分子的性质光学活性6.3.1旋光性普通光平面偏振光当平面偏振光通过手性分子的每个对映体

5、时，偏振光振动的方向发生旋转。手性分子的两个对映体使偏振光旋转的角度相同，而方向相反。使偏振光振动平面旋转的物质—旋光性物质或光学活性物质6.3.2旋光仪和比旋光度旋光仪(polarimeter):检测偏振光平面旋转的仪器。比旋光度α：旋光度；l:样品管长度(dm);ρB:质量浓度(g/mL);t:温度；λ：波长,钠光D线,589nm左旋与右旋使偏振光反时针旋转的对映体——左旋体(–)，使偏振光顺时针旋转的对映体——右旋体(＋)。等量的对映体的混合物——外消旋体(±)[α]D=–13.25°[α]D=+13.25°左旋体右旋体(–

6、)–2–丁醇,(+)–2–丁醇6.4具有一个手性中心的对映异构6.4.1对映体和外消旋体的性质*******1,2–环氧丙烷柠檬油精乳酸2–溴丁烷含一个手性中心的分子具有一对对映体。乳酸(－)–乳酸(＋)–乳酸(±)–乳酸mp:18℃mp:26℃mp:26℃葡萄糖发酵得到(S)-(+)-Lacticacidisthecompoundresponsiblefortheburningsensationfeltinmusclesduringanaerobicexercise,anditisalsofoundinsourmilk.6.4.

7、2构型的表示法(1)透视式(+)–乳酸(–)–乳酸(+)–2–丁醇(2)Fischer投影式用平面形式表示的手性碳原子的分子立体模型。将最长的碳链置于垂直的位置上；将编号最小的碳原子置于顶端；两线的交点为手性碳原子；竖线两端上的基团在纸面的下方；横线两端上的基团在纸面的上方。用表示；规则：如：6.4.3构型的标记法(1)D,L–标记法D–(+)–甘油醛L–(–)–甘油醛D型D–(+)–甘油醛L–(+)–酒石酸X射线衍射BijroetJ.M.1951D–(–)–乳酸D,L与左旋右旋无关。(2)R,S–标记“次序规则”排列次序

8、其它三个基团由大到小为顺时针方向时为R型；反时针时为S型(R)–2–丁醇更多示例D–(+)–甘油醛R型R型D–(–)–乳酸6.5具有两个手性中心的对映异构6.5.1具有两个不同手性碳原子的对映异构(IV)(2S,3S)(2R