有机化学 第3章 对映异构.ppt

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1、第3章对映异构本章内容3.1物质的旋光性和比旋光度3.2分子的手性与对称性3.3含有一个手性碳原子的化合物3.4含两个手性碳原子的化合物3.5环状化合物的立体异构3.6不含手性碳原子的化合物的立体异构3.7不对称合成3.7不对称合成研究有机分子的立体结构以及立体结构对有机分子的物理性质和化学反应的影响，称为立体化学。3.1．物质的旋光性和比旋光度3.1.1物质的旋光性偏振光光波是一种横波，其振动方向垂直于前进方向。普通光是在不同方向上振动的，但当光通过尼柯尔（Ｎｉｃｏｌ）棱镜时，则变成只在一个平面上振动的光，这种光称为平面偏振光，简称偏振光。旋光性和旋光

2、性物质（光学活性物质）当偏振光通过某介质时，有的介质对偏振光没有作用，即通过介质的偏振光的振动方向没有变化；而有的介质却能使偏振光的振动方向发生旋转，这种能使偏振光的振动方向旋转的性质叫旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光性物质或光学活性物质。右旋物质左旋物质旋光度*能使偏正光的振动方向向右旋的物质，叫右旋物质，用“d”或“+”表示右旋物质。*能使偏正光的振动方向向左旋的物质，叫左旋物质，用“l”或“-”表示左旋物质。*偏正光振动方向的旋转角度，叫做旋光度，用“α”表示。3.1.2比旋光度一种旋光性物质的旋光度与测定时的温度、光源的波长、浓度、样品管长度等因

3、素有关。为了便于比较，国际上通常规定在２0℃，波长为５８９ｎｍ（钠光谱的Ｄ线），偏振光通过长为１ｄｍ，装有浓度为１.0g/ml溶液的样品管时，测得的旋光度为比旋光度，用[]20D表示。比旋光度[]ＴＤ与实测旋光度的关系为：比旋光度和温度，光源，溶剂有关，指出方向葡萄糖水溶液3.2分子的手性与对称性3.2.1分子的手性酒石酸实物和镜像不能重合的性质称为手性具有手性的分子，称为手性分子(立体化学中，不能与镜象叠合的分子叫做手性分子)互成实物和镜像对映的两个异构体，称为对映异构体（简称对映体）。对映体能使偏光转向，对映异构体又称为光学活性异构体。每个对映

4、体的分子又叫光学活性分子。手性是物质具有旋光性的充分必要条件。能叠合的分子叫做非手性分子乳酸分子的中心碳原子连有H、COOH、CH3、OH四个不相同的基团，将连有四个不同基团的碳原子称为手性碳或不对称碳原子，用C*表示。3.2.2对称因素分子的手性和分子的对称性有关手性分子的判别对称因素（1）对称轴（2）对称面（3）对称中心1.对称面（镜面）设想分子中有一个平面，它可以把分子分成互为镜象的两半，这个平面就是对称面(用σ表示)2.对称轴分子中有一直线，当以此直线为轴旋转360/n后（n为正整数），得到的分子与原来的分子形象相同，这条直线成为n重对称轴，用C

5、n表示。二重对称轴C2四重对称轴C43.对称中心分子中有一点，从分子中任何一个原子出发，通过这个点作一直线，在该直线这个点的另一方向相同距离处能找到相同的原子，这个点称对称中心，用i表示。分子中找不到任何对称中心或对称面，这种结构特点叫手性分子，最普遍的手性因素是手性碳原子手性分子的结构特点但分子内有对称轴，分子有可能是手性分子，反-1,2-二氯环丙烷分子内有一个二重对称轴，但实物和镜像不能重合，分子为手性分子。3.3含有一个手性碳原子的化合物含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子，有一对对映体，每个对映体都具有旋光性，一个分子是右旋，另一个分子则是左旋

6、。3.3.1对映体和外消旋体对映体的性质差别相同点：熔点，沸点，相对密度，拆光率，一般溶剂中溶解度都相同；非手性条件下化学性质相同。不相同：对偏振光作用不同,对映体比旋光度数值相等，但符号相反。外消旋体由等量的对映体相混合而形成的混合物叫做外消旋体。外消旋体没有旋光性，其它物理性质和单纯旋光体不同。如：乳酸外消旋体熔点18度，右旋53度3.3.2构型的表示方法。透视式楔形式纽缦式常用的构型表示方法是费歇尔（Fischer）投影式费歇尔（Fischer）投影式使分子中横键的两个基团朝前，竖键的两个基团朝后，将这样摆放的分子投影到平面上，用“＋”字交叉线表示

7、，中间的碳原子不要写出，这样的投影式称为Fischer投影式。Fischer投影式时要注意以下几点：(1)投影式不能离开纸面翻转，在纸面上向左或向右旋转180o，其构型保持不变。(2)投影式在纸面上旋转90o或270o后变成它的对映体的投影式。（3）投影式中的四个基团，固定一个基团，其余三个基团顺时针或逆时针旋转，构型保持不变。(4)投影式中任意两个基团对调一次后变成它的对映体的投影式。3.3.3构型的命名背景：1951年后，Ｘ－射线衍射技术的发展，人们可以直接测定对映体结构中的原子或基团的空间排列位置，这样就可以得到它们的真实构型，因此叫绝对构型。绝对

8、构型的标记是英果尔和凯恩确立的，以手性碳原子所连接的基团在空间不同方向上的排布为