chapt 5旋光异构

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1、第五章旋光异构本章要点：1.掌握旋光异构、内消旋体、外消旋体等概念2.熟练掌握费歇尔投影式3.熟练掌握D、L及R、S构型命名法同分异构构型构造异构构象立体异构碳架异构位置异构官能团异构互变异构顺反异构旋光异构一、物质的旋光性第一节旋光性与比旋光度光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。(一)．平面偏振光在光前进的方向上放一个（Nicol）棱镜或人造偏振片，只允许与棱镜晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱镜，而在其它平面上振动的光线则被挡住。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。能使平面偏振光振动平面旋转的物

2、质称为物质的旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质（也称为光活性物质）。(二)旋光活性物质旋光仪主要部分是有两个尼可尔棱镜（起偏棱镜和检偏棱镜），一个盛液管和一个刻度盘组装而成。旋光仪（一）旋光度（二）比旋光度二、比旋光度能使偏振光振动平面向右旋转的物质称右旋体（+），能使偏振光振动平面向左旋转的物质称左旋体（－），使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度，用α表示。第二节旋光性和分子结构的关系一、手性和手性分子特征：（1）、不能完全重叠，（2）、呈物体与镜象关系（左右手关系）。物质分子互为实物和镜象关系（象左手和右手一样）彼此不能完全重

3、叠的特征，称为分子的手性。具有手性（不能与自身的镜象重叠）的分子叫做手性分子。连有四个各不相同基团的碳原子称为手性碳原子（或手性中心）用C*表示。凡是含有一个手性碳原子的有机化合物分子都具有手性，是手性分子。乳酸旋光性手征性分子（不对称分子）二、分子对称因素物质分子能否与其镜象完全重叠（是否有手性），可从分子中有无对称因素来判断，最常见的分子对称因素有对称面和对称中心。1.对称面假设分子中有一平面能把分子切成互为镜象的两半，该平面就是分子的对称面2.对称中心CH3CH3HCOOHCOOHHHH手性分子：当一个分子不存在对称因素时，该分

4、子的实物和镜象不能重合。简称不对称分子。物质分子在结构上具有对称面或对称中心的，就无手性，因而没有旋光性。物质分子在结构上既无对称面，也无对称中心的，就具有手性，因而有旋光性。三、含一个不对称碳原子的旋光异构体1.旋光异构体和外消旋体对映体：互为实物与镜象关系的立体异构体。对映异构体都有旋光性，其中一个是左旋的，一个是右旋的。所以旋光异构体又称为对映异构体。这样的异构体叫光学对映体。旋光异构体之间的异同点（1）物理性质和化学性质一般都相同，比旋光度的数值相等，仅旋光方向相反。（2）在手性环境条件下，对映体会表现出某些不同的性质，如反应

5、速度有差异，生理作用的不同等。等量的光学对映体混合时，左旋体所具有的旋光度，恰好被其右旋体抵销，因此失去了旋光性。这种特殊的混合物，称为外消旋体。（±）表示外消旋体。外消旋体外消旋体与对映体的比较（以乳酸为例）：旋光性物理性质化学性质生理作用外消旋体不旋光mp18℃基本相同各自发挥其左右旋体对映体旋光mp53℃基本相同的生理功能（1）立体结构式2.旋光异构体构型的表示方法（2）.费歇尔(Fisher)投影式投影原则是：把与手性碳原子结合的左右横向的两个键伸向手性碳原子的前面，即伸向观察者；把上下竖立的两个键伸向手性碳原子的后面。常称为

6、“横前竖后”，即横键朝前，竖键朝后的意思。标准写法是把碳链写在上下竖立的位置，并把氧化态较高的基团放在碳链的上端，把其它的原子或基团放在左右横向位置。费歇尔投影式写法注意点：1.投影式不能离开纸面旋转。2.投影式在纸面旋转180º及其整数倍，构型保持不变。3.固定一个基团，其他三个基团依次旋转，构型不变。4.对调任意两个基团的位置，对调偶数次构型不变，对调奇数次则为原构型的对映体。5.投影式旋转90º及其奇数倍，构型变成它的对映体。要求：1.给出费歇尔投影式能想象出立体结构。2.立体结构能用费歇尔投影式表示。3.旋光异构体构型标记⑴Ｄ

7、,Ｌ构型(相对构型)表示法Ｄ构型不一定是右旋，也不一定是左旋。构型与旋光方向之间没有简单的联系。⑵Ｒ,Ｓ构型标记法——绝对构型这种方法根据化合物的实际模型或投影式就能判定构型。命名原则：它先按顺序规则将与手性碳原子所连的四个原子或基团确定一个从大到小的优先次序（如ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ），然后让次序最小的原子或基团（ｄ）远离观察者（向最小基团方向观察）若ａ→ｂ→ｃ的排列次序是顺时针排列就称为Ｒ（Rectus,右的意思）型，相反反时针排列的就称为Ｓ（Sinister,左的意思）型。透视式R-甘油醛S-甘油醛⑶R/S与D/L比较③D/L表示法与Ｒ

8、/Ｓ表示法没有对应关系①均表示构型,R/S绝对构型，D/L相对构型②含有多个不对称碳原子时，D/L以最后一个不对称碳原子的构型来定，R/S每一个都需标明。四、含有两个不对称碳原子的旋光异构体1.含两个不相同的不对称碳原子