6-立体化学.ppt

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1、第六章立体化学一、异构体的分类二、手性和对称性1.分子的手性对映异构对映体手性：一个物体与自身的镜象不能叠合的性质，叫手性。手性分子：不能与自身镜象叠合的分子，叫手性分子。手性碳原子：与四个互不相同的原子或原子团相连的碳原子，叫做手性碳原子。也叫做不对称碳原子。通常可以在化合物的结构式中用星号（*）标出手性碳原子。(C*)对映异构体：凡一个碳原子和四个不同的原子或基团相连接的化合物，都可以有两种构型。这两种构型不同的化合物不能重合，但互为镜像，称为对映体。2.对称因素手性分子的基本条件：分子不具备对称性。判断一个化合物是否有手性，

2、可根据对称因素来判断。对称因素的种类：（1）对称轴；（2）对称面；（3）对称中心；（4）交替对称轴。对称面(又称镜面)：设想分子中有—平面，它可以把分子分成互为镜象的两半，这个平面就是对称面。：有机化学中常见的对称因素：对称中心：设想分子中有一个点，从分子中任何一个原子出发，向这个点作一直线，再从这个点将直线延长出去，则在与该点前一线段等距离处可以遇到一个同样的原子，这个点就是对称中心。判断分子有没有手性的条件是：该分子没有对称面，也没有对称中心三、手性分子的性质：光学活性手性分子具有旋光性，非手性分子则不具备旋光性对映体的熔点、

3、沸点、折光率、溶解度（一般溶剂）及光谱图等物理性质完全相同，并且在与非手性试剂作用时的化学性质也完全相同对映体在物理性质上的不同，只表现在对偏振光的作用不同，能使偏振光的振动方向发生旋转1.旋光性能旋转偏振光振动方向的性质叫做旋光性。具有旋光性的物质叫做旋光性物质或光活性物质能使偏振光的振动方向向右旋转的物质叫做右旋物质（右旋体）；向左旋转的物质叫做左旋物质（左旋体）。通常用“十”表示右旋；“一”表示左旋，等量的左旋体和右旋体相混合，他们各自对偏振光的影响就相互抵消，因而对偏振光也就没有影响了，这种等量对映体的混合物称为外销旋体，

4、常用“±”表示2.旋光仪和比旋光度旋光性物质的旋光度和旋光方向可用旋光仪进行测定。旋光仪主要由一个光源、两个尼科尔棱镜和一个盛测试样品的盛液管组成由旋光仪测定的旋光度，不仅取决于物质结构，而且与测定条件有关。如偏振光的波长、被测定液的浓度、温度等。通常把溶液浓度规定为g/ml，盛液管长度为，1dm，并把这种条件下测得的旋光度叫比旋光度。比旋光度一般用[α]表示在任意条件下测定旋光度，则须用下式换算成比旋光度。四、具有一个手性中心的对映异构分子的构型1.对映体和外消旋体的性质凡含有一个手性碳原子的化合物，都有一对对映体。在非手性环境

5、中，对映体的性质是相同的，但在手性环境中，它们的性质是不同的。外消旋体是等量右旋体和左旋体混合而成，外消旋体与右旋体或左旋体的旋光性不同的，外消旋体无旋光性。另外，它们的物理性质也不一样。2.构型的表示方法常用的方法有：模型、透视式和Fischer投影式(1)模型和四面体式(2)透视式(3)Fischer投影式两个竖立的键代表模型中向纸面背后伸过去的键，两个横在两边的键则表示模型中向纸的前方伸出的键Fischer投影式可以在纸面上旋转180°Fischer投影式在纸面上旋转90°270°是不允许的Fischer投影式不能离开纸面旋

6、转3.构型的标记法D—L命名法是以甘油醛的构型为对照标准来进行命名的。右旋甘油醛的构型被定为D型，左旋甘油醛的构型被定为L型。(1)D—L命名法凡通过实验证明其构型与D—甘油醛相同的化合物，都叫做D型的，命名时标以“D”；而构型与L—甘油醛相同的，部叫做L型的，命名的标以“L”。“D”和“L”只表示构型，不表示旋光方向D—L标记法应用已久，也较为方便。但对含多个手性碳原子的化合物，用D—L标记法不能适用(2)R—S标记法R-S命名法是根据手性碳原子所连四个基团在空间的排列来命名的。要点如下：1）次序规则次序规则主要包括以下内容:a

7、.将各基团与C*原子直接相连的原子按其原子序数由大到小排列；b.若与C*原子直接相连的第一原子相同，则还须比较其以后原子的原子序数；c.当基团中有重键时，应将它看作以单键与多个原子相连2）命名原则R—S标记法可直接用于菲舍尔投影式若最小基团在横键上，则逆时针为R型，顺时针为S型；若最小基团在竖键上，则顺时针为R型，逆时针为S型五、具有两个手性中心的对映异构分子中如果含有两个手性碳原子，立体异构体的数目就要多一些。因为每个手性碳原子可以有两种构型。所以，含有一个手性碳原子的化合物有两种构型；一般，含有n个手性碳原子的化合物，最多可以

8、有2n种立体异构体。但有些分子异构体的数目小于这个最大可能数。1.具有两个不同手性碳原子的对映异构Ⅰ和Ⅱ是对映体,Ⅲ和Ⅳ也是对映体，对映体的等量混合就是外消旋体Ⅰ同Ⅲ，和Ⅰ同Ⅳ，Ⅱ同Ⅲ，和Ⅱ同Ⅳ都不是对映体，这种不互为对映体的立体异构体成为非对映异