有机化学8光学异构.ppt

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1、第八章旋光异构镜面教学目的：使学生建立立体化学的概念，掌握产生分子的手性和对映异构的条件，产生对映异构和分子结构的关系；掌握含一个手性碳原子、两个手性碳原子的对映异构及R、S命名。教学重点：分子的手性和对映异构；含有一个、两个手性碳原子化合物的对映异构体。教学难点：对映异构体的R、S命名、手性分子的判断。立体异构§8-1物质的旋光活性和比旋光度§8-2分子的手性和对映异构§8-3具有一个手性碳原子的对映异构§8-4两个手性碳原子化合物的对映异构1.平面偏振光：如果将普通光线通过一个尼科尔(Nicol)棱晶(由方解石晶体经过特殊加工制成)，它好象一个栅栏，只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上

2、振动的光线透过棱晶，而在其他平面上振动的光线则被阻挡住。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。§8-1物质的旋光活性和比旋光度光波振动方向与光束前进方向关系示意图普通光平面偏振光：通过Nicol棱镜，仅在一个平面上振动的光。2.旋光性和旋光物质：*能使偏光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性。具有旋光性的物质象上面所述的乳酸称为旋光物质或称光学活性物质。能使偏振光振动平面向右旋转称为右旋体（dextrarotatory(d)or(+)），向左旋转则称为左旋体（levorotatory(l)or(-)）。3.旋光仪：用来测定物质的旋光度仪器叫旋光仪。4.比旋光度：通常

3、规定1ml含1g旋光性物质浓度的溶液，放在1dm(10cm)长的盛液管中测得的旋光度称为该物质的比旋光度。比旋光度是旋光物质特有的物理常数，通常用[α]tλ表示。例如：肌肉乳酸的比旋光度为：[]20=+3.8°发酵乳酸则为：[]20=－3.8°测定温度比旋光度溶液的浓度(g/ml)旋光度(仪器上的读数)盛液管长度(分米)波长(钠光D)§8-2分子的手性和对映异构实物和镜像不能重合一、基本概念1.对映异构体：两种立体异构体互呈物体和镜象的对映关系，因此互称为对映异构体，简称对映体(Enantiomers来自希腊文enantios相反的意思)。*2.手性和手性分子：实物和镜像不能重

4、合的性质称手性(或称手征性)(Chirality根据希腊文Cheir，手的意思)。所以也可以说手性是物质具有旋光性和对映异构现象的必要条件。具有手性的分子称为手性分子(Chiralmolecules)。由于含一个不对称碳原子的化合物具有手性是与其特征的中心碳原子有关，因此把这个特征原子称为手性中心，而把不对称碳原子称为手性碳原子。3.分子的对称性：当分子经过某一种对称操作后，其中每一点都恢复在与其原来所占据的相当的位置上，即分子重新复原。这种特殊操作称为对称操作，这样的分子称为对称分子。*对称因素包括对称面、对称中心、对称轴。对于大多数有机化合物来说，尤其是链状化合物，一般只需考察是否

5、具有对称面。1.对称面：假如有一个平面可以把分子分割成两部分，而一部分正好是另一部分的镜象，这个平面就是分子的对称面(用σ表示)。例如：二、对称因素若分子中所有的原子都在同一平面上，例如，(E)-1,2-二氯乙烯，这个平面就是分子的对称面，因此它不具手性，事实上它没有旋光性。CCHHClCl苯或环己烷分子有多少个对称面？7*物质分子凡在结构上具有对称面或对称中心，就不具有手性，就没有旋光性。反之，在结构上不具有对称面分子就具有手性，它和镜象互为对映异构体，不能重叠，具有旋光性。2.对称中心：若分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果在离P等距离的直线两端有相同的原子或基团，则点P称为分

6、子的对称中心(用i表示)。例如，2,4-二氟-1,3-二氯环丁烷，即具有对称中心i。具有对称中心的分子和它的镜象是能重叠的，因此它不具手性。事实上，它没有旋光性。3.对称轴：如果穿过分子画一直线，分子以它为轴旋转一定角度后，可以获得与原来分子相同的形象，这一直线即为该分子的对称轴。当分子沿轴旋转360°/n，得到的构型与原来的分子相重合，这个轴即为该分子的n重对称轴，用Cn表示。正n边形有n重对称轴。例如C3C4C5C6C2象上述一些含对称轴的化合物都是非手性化合物，这是由于它们分子中同时含有对称面和对称中心的缘故。但有些含对称轴的化合物，却不含对称面和对称中心，也具有手性。例如，反-

7、1,2-二氯环丙烷分子中有二重对称轴，但没有对称面和对称中心，具有旋光性，是手性分子。因此有无对称轴不能作为判断分子有无手性的标准。在手性分子结构中，往往允许有象对称轴的对称因素存在。§8-3具有一个手性碳原子的对映异构含有一个手性碳原子的化合物即Cabcd型的化合物也都有两个对映异构体，其中一个是右旋体，一个是左旋体。对映体的等量混合物叫做外消旋体。一对对映异构体除旋光方向相反外，其它物理性质，如熔点、沸点、相对密度、比旋光度以及在非手性溶