医用有机化学 教学课件 作者 彭彩云 黄珍 彭东明 主编第五章 立体化学基础.ppt

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1、第五章立体化学基础研究立体异构体的立体结构与其理化性质之间的关系的化学学科。静态立体化学：立体异构的种类、结构及与理化性质的关系动态立体化学：反应中立体化学立体化学：分类分子结构的三个层次构造constitution构型configuration构象conformation分子结构:分子中各原子间相互连接的顺序和空间排列构造异构constitutional立体异构Stereo-碳架异构官能团异构位置异构互变异构构型异构configurational构象异构conformational顺反异构对映

2、异构同分异构isomerism旋转异构翻转异构同分异构的多层次性立体异构因原子或基团的空间排列或取向不同所产生的异构现象构造异构、构型异构和构象异构是不同层次上的异构。其中构造异构属较低层次的异构形式，其次为构型异构，而构象异构是较高层次的异构形式。其中低层次异构形式通常包含有较高层次的异构形式。构造异构：由于分子内原子相互连接的方式和次序不同而产生的异构现象。第一节手性异构的基本概念一、平面偏振光和旋光性物质平面偏振光光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。普通光(unpolariz

3、edlight)普通光通过尼可尔棱镜后产生只能在一个平面振动的光。这种只能在一个平面振动的光为平面偏振光(planepolarizedlight)，简称偏振光平面偏振光尼可尔棱镜平面偏振光的模型旋光性与旋光性物质光源自然光尼科尔偏振光样品管尼科尔装入水、或乙醇装入葡萄糖水溶液偏振面不改变偏振面发生偏转旋光性——物质使偏振光偏转面发生旋转的特性(-)-2-溴丁烷是旋光性物质二、旋光度和比旋光度右旋光物质：使偏振光向顺时针方向偏转的旋光性物质。用符号(+)或d–标记,(“d”来自拉丁语dexter)

4、。左旋光物质：使偏振光向逆时针方向偏转的旋光性物质，用符号(–)或l－标记,(“l”来自拉丁语laevus)。左旋右旋aa入射光方向旋光方向：旋光性物质不仅能使偏振光的偏振面旋转一定角度，而且还有旋转方向的差异。这种差异可通过旋光仪测出。λ——测定光源的波长D——钠单色光源，波长为589nmt——测定温度，单位为℃a——从旋光仪实测到的旋光度l——样品池的长度，单位为dmc(r)——样品的质量浓度（或纯液体样品的密度），单位为g·ml-1旋光度(observedrotation)：旋光活性物质使

5、偏振光振动平面旋转的角度，用“a”表示。“a”与溶液的浓度、测定管的长度成正比，也与温度、入射光的波长有关。a＝[a]l·c·l＝[a]D·c·ltt海洛因：[α]D=－166o(甲醇）蔗糖：[α]D=+66.7o2015溶剂例：(R,R)-(+)-酒石酸浓度[a]D=+12o(水,20%)(钠光，D线，l=589nm)25l×c=a[a]Dt旋光度随测定条件的变化而变化，是一变量，但是在定温、定波长的情况下，单位长度、单位浓度的旋光度是一个物理常数——比旋光度(specificrotation

6、)。常用表示。t[a]l旋光仪不能分辨出a±n180°的度数，这里的n为正整数。例1：1mol.L-1的试样测得读数为60°，究竟应为+60°，还是-300°呢?可再用1.1mol.L-1的试样测定，其结果将是+66°或-330°，这样就容易判别了。例2：测得一种试样的读数为38°，但也可能是218°；可再测定一次其1/5浓度的溶液，如果38°是正确的，则稀溶液将给出读数7.6°；如果218°是正确的，则新的读数将是43.6°。三、手性和手性异构手性（chiral)和手性异构早期发现：石英有两种

7、镜像晶体，加热后失去旋光性某些无机盐（Zn2SO4,KClO3)晶体也有旋光性，变成溶液后，同一失去旋光性。1848年巴斯德发现酒石酸钠铵晶体具有对映的晶体结构，其固体与溶液都具有旋光性两种半面晶体酒石酸钠铵晶体手性或手性征(chirality)对称物体——实物与其镜像可以完全重叠。不对称物体——实物与其镜像不能完全重叠。每一个化合物都具有其镜像分子手性：实物与其镜像不能重叠的现象。又称手征性具有手性的不对称物质——手性物质不具有手性的对称物质——非手性物质（一）手性分子和非手性分子两者不能重合

8、手性分子镜像转180o两者互相重合非手性分子镜像转60o不能与其镜像完全重叠的分子，称为手性分子(chiral)。可与其镜像完全重叠的分子称为非手性分子(achiral，对称分子)手性分子都具有旋光性，非手性分子均无旋光性实物与镜像完全重合实物与镜像不能重合（二）手性异构与对映体含有一个手性碳原子的化合物会产生一对具有镜面対映关系的分子。如：乳酸（2-羟基丙酸）有两个实物与镜像关系的立体异构体。乳酸的对映异构体[α]D=－3.82°(水)15[α]D=+3.82°(水)15出汗时肌肉分泌葡萄糖发