有机化学02立体化学

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1、第二章立体化学§2.1立体异构§2.2对称性与手性§2.4对映异构与非对映异构§2.3手性与对映异构§2.5构象与构象分析1立体异构：分子中原子或基团在空间的分布不同，包括构型异构与构象异构。构型异构：分子中原子或基团在空间的排列是刚性的，相互转化需要很高的能量，包括顺反异构与对映异构。§2.1立体异构构象异构：单键旋转导致分子中原子或基团在空间不同的排列，是柔性的，之间转化仅需很低的能量，包括对映与非对映构象异构。2构型异构：构象异构：顺反异构对映异构3双键、环导致的构型异构，以前叫几何异构。这是一种非对映异构，即没有对映关系的

2、立体异构。一、顺反异构C=C双键：C=NN=N环：4顺反异构的构型表达：顺/反、Z/E一般构型表达：通常用顺/反表示，即双键碳上两相同、相似或相近的基团在同一侧即为顺式，否则为反式。如顺式烯烃：命名：顺/反、Z/E双键碳上两相同基团在同一侧即为顺式，否则为反式.顺-2-丁烯反-2-丁烯5二、顺反异构体的性质1、稳定性一般，反式体较顺式体稳定。>>but>62、物理性质一般，顺式体有较大的偶极矩。μ1.89D0Dbutμ1.71D1.97D(1)极性7一般，反式体有较高的熔点、较低的溶解度。mp130˚C300˚Csol77.80.

3、7g/100mL(2)熔点与溶解度性8(3)沸点与密度、折光率一般，具有较大偶极矩的异构体有较高的沸点、密度与折光率。bp60˚C48˚C1.28351.25651.44861.44549(4)机械性能顺、反异构体的机械性能不同。如天然橡胶是全顺式聚异戊二烯，具有良好的弹性，而反式体杜仲胶(guttarubber)硬度大、无弹性。103、化学、生理活性顺、反异构体有不同的化学与生理生化性能。如油脂中的不饱和脂肪酸全是顺式的，vitaminA侧链中的双键全是反式的。linoleicacidlinolenicacidarachidon

4、icacidoleicacid11VitaminA12一、对称性§2.2对称性与手性分子的对称性是由其对称性元素决定的。对称面对称中心1、对称元素对称轴13对称面m操作：反映m有对称面的分子可与其镜像重叠。14对称中心i操作：反延.有对称中心的分子可与其镜像重叠。.15对称轴Cn操作：旋转Cnn=2π/θ通过其一直线为轴旋转2π/n或其倍数重叠或复原。C3C21617C4C6C∞仅有对称轴的分子不能与其镜像重叠。182、对称性第二类对称元素σ,ireflectionsymmetry具有第二类对称元素的分子可与其mirrorimag

5、e重叠,是对称的(symmetric).第一类对称元素Cnrotationalsymmetry仅具有第一类对称元素的分子不可与其mirrorimage重叠,是非对称的(dissymmetric).不具有任何对称元素的分子是不对称的(asymmetric),不可与其mirrorimage重叠。19对称分子:与其镜像可以重叠，是同一种分子。甘氨酸NH2CH2CO2H20互为对映异构体同一种分子mm1,2-二甲基环丁烷，有三个立体异构体：21二、手性(Chirality)不对称与非对称的分子统称为分子的手性(chirality,hand

6、edness)。就像人的左右手互为实物和镜影的关系，但二者不能完全重叠。分子这种实物与其镜影不能完全重叠的特殊性质叫做分子的手性。22手性分子的判据：一般，若分子既没有对称面m也无对称中心i,就是手性分子,不能与其镜像重叠。Achiralmoleculeisonethatisnotsuperimposableonitsmirrorimage.Non-superimposabilityonthemirrorimageisanecessaryandsufficientconditionforchirality具有手性的分子是手性分子。

7、23判断下列分子的对称性，有无手性？2425§2.3手性与对映异构一、手性与对映异构手性分子与其镜像不能完全重叠。手性分子与其镜像互为对映异构体。对映异构体(enantiomers)：互为镜像，但不可重叠的立体异构体，即呈对映关系，但不能重叠的立体异构体。26手性分子与其镜像互相对映，但不能完全重叠。手性是对映异构的必要、充分条件。27L-丙氨酸的镜像是D-丙氨酸，二者不能重叠，是不同的分子，属于对映异构体。L-丙氨酸D-丙氨酸2829二、手性因素手性因素有手性中心、手性轴与手性面。1、手性中心常见的是手性碳原子，也叫不对称碳原子

8、(asymmetriccarbon)。连接四个不同的原子或基团的碳原子，是为手性碳原子，常用*Cabcd标注。*30问题：有无手性碳原子？31:NR1R2R3Otherchiralatoms:rapidinversion翻转能垒ΔE=18~25kJ