汪小兰有机化学课件(第四版)5.ppt

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1、第五章旋光异构对映异构的基本概念含两个手性碳原子的化合物不含手性碳原子的化合物的旋光异构旋光异构体的性质不对称合成、立体选择反应与立体专一反应5-1对映异构的基本概念一、偏振光和偏振面光是一种电磁波，光波振动方向与光波前进方向垂直。偏振光：只在一个平面上振动的光。又叫极化光。偏振面：偏振光振动方向与其前进方向所构成的平面。普通光偏振光尼科尔棱镜晶轴平行旋光性物质：具有旋光性的物质。也叫光活性物质。旋光性：能使偏振光的振动面旋转的性质。右旋物质：能使偏振光的偏振面向右旋的物质。左旋物质：能使偏振光的偏振面向左旋的

2、物质。偏振光α旋转后的偏振光旋光性物质检测偏振光偏振面的旋转可用旋光仪。（旋光度和旋光方向）起偏镜（尼科尔棱镜）盛液管检偏镜（尼科尔棱镜）比旋光度：将浓度为1g/ml的溶液放在1分米长的盛液管中所测得的旋光度。在一定条件下，旋光性物质的比旋光度是一常数。“＋”：右旋。“－”：左旋。二、旋光度和比旋光度αα：旋光度[α]：比旋光度λtt：温度λ：光源的波长（常用钠光灯，5893Å）l：长度（分米）。c：浓度（g/ml）(纯溶液,则为密度d)三、分子的手性和旋光性、手性碳原子乳酸（α-羟基丙酸）：右旋乳酸（肌肉中）

3、左旋乳酸（葡萄糖发酵）对映异构体：其它性质都相同而旋光性不同的异构体。这种现象叫对映异构。手性：手是不能与自身镜象相叠合的。一个物质如果与自身镜象不能叠合，就叫做具有手性。手性分子：不能与镜象叠合的分子。非手性分子：能与镜象叠合的分子。互为镜像关系镜HCOOHOHHCH3CH3HCOOHOH(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸一般说来具有手性的分子都有旋光性；从分子的内部结构来说，手性与分子的对称性有关。{对称面对称中心对称性若一个分子中没有上述任何一种对称因素，这种分子就叫不对称分子。不对称分子就有手性反

4、-1，2-二氯乙烯对称面二氯甲烷对称面对称性分子--------无手性、无旋光活性1、对称面：一个平面可以把分子分割成两部分。2、对称中心：若分子中有一点Ｐ，通过Ｐ点画任何直线，在离Ｐ等距离的线段两端有相同的原子或原子团，则点Ｐ称为对称中心。例：反-1,3-二氟-2,4-二氯环丁烷有对称中心：*****手性碳原子：与四个不同基团相连的碳原子。又叫不对称碳原子。用C*表示。四、对映体、外消旋体、投影式1.对映体两种构型互为实物与镜象的关系。一个为右旋体,一个为左旋体.非常相似互为镜像关系镜HCOOHOHHCH3不

5、能重合CH3HCOOHOH对映体旋光性相反，其他物理性质相同。2.外消旋体由等量的对映体相混合而形成的混合物。没有旋光性。3.投影式费歇尔(Fischer)投影式的写法：（1）将不对称碳原子位于纸平面上；（2）以横线表示两个在纸平面前方的原子或基团；（3）以竖线表示两个在纸平面后面的原子或基团。用投影式表示时，如果旋转90°或270°，则变成其对映体。旋转180°构型不变。CH3HCOOHOH投影式≠HOHCOOHCH3HOHCH3COOH透视式C、CH3、COOH共平面用透视式表示构型五、相对构型和绝对构型及

6、其表示方法D，L构型表示法：人为规定甘油醛的构型，并以其作为参考标准。构型与D-甘油醛相当的，叫D-型；与L-甘油醛相当的，叫L-型。由此确定出的构型叫相对构型。D、L只表示构型，不表示旋光方向。物质的旋光性与它的构型无固定关系。即D-构型既可以是右旋的，又可为左旋的。相对构型的局限性：有些化合物很难与甘油醛联系起来。有些容易引起混乱。R、S命名法：确定手性碳原子所连接的四个原子或基团的大小顺序。最小的原子或基团放在离观察者最远的位置。其它三原子或基团由大到小如按顺时针方向排列，则为R型。如按逆时针方向排列，则

7、为S型。右手螺旋规则COOHHOHCH3(S)-(＋)-乳酸HCOOHCH3OH(R)-(－)-乳酸COOHHOHCH31234CH3OHCOOHH12345-2含两个手性碳原子的化合物一、含两个不相同手性碳原子的化合物例：2-氯-3-羟基丁二酸Ⅱ(2S,3S)Ⅲ(2S,3R)Ⅳ(2R,3S)Ⅰ(2R,3R)[α]=－7.1°＋7.1°－9.3°＋9.3°Ⅰ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ是对映异构体。Ⅰ和Ⅲ或Ⅳ，Ⅱ和Ⅲ或Ⅳ是非对映异构体。Ⅰ和Ⅲ是C2的差相异构体；Ⅰ和Ⅳ是C3的差相异构体。非对映异构体：物理性质（如熔点、沸点、溶

8、解度和比旋光度）不相同。化学性质相似。对映异构体的数目=2nn：手性碳原子数二、含两个相同手性碳原子的化合物例：酒石酸（2,3-二羟基丁二酸）Ⅰ、Ⅱ是对映异构体，具有实物和镜象的关系。Ⅲ、Ⅳ为同一物质，因为旋转180°后相同。Ⅲ没有旋光型性，是内消旋体。三种异构体：左旋体、右旋体和内消旋体。Ⅰ(2S,3S)Ⅱ(2R,3R)Ⅲ(2R,3S)Ⅳ(2S,3R)含手性碳原子的分子不一定是手性分