物理有机化学第2章立体化学

《物理有机化学第2章立体化学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章立体化学原理有机化合物的异构现象异构体：具有相同的分子式的不同化合物异构现象：由化学键的刚性和方向性引起的构造：分子中各原子间相互结合的顺序（连接顺序）构型：原子或基团在空间的排列方式对映异构体：互为镜象的两种构型异构体。分子的手性是存在对映异构体的必要和充分条件。手性：一个物体若与自身镜象不能叠合，叫具有手性。不能与镜象叠合的分子叫手性分子；手性分子都具有旋光性。旋光性物质（光活性物质）：能使偏振光旋转的物质。光学活性的物质总是成对出现，一个左旋，一个右旋，互为对映体；手性(Chiral

2、ity)——实物与其镜像不能完全重合的特性生活中的手性现象手性分子(S)-(+)-乳酸(R)-(-)-乳酸——具有手性特征的分子(一).分子的对称性对称要素：对称轴(Cn)：分子围绕通过分子中心、并且垂直于分子所在平面的直线旋转一定的角度后，同原来的分子重合，此直线为一般对称轴。分子旋转的角度为360°n时，称n重对称轴(Cn)。一.分子的对称因素和手性C3C4C5C6n重：当分子旋转360°时，已经重复了n次围绕对称轴的旋转操作。对称平面(σ):1.所有的原子共同处于的平面2.通过分子中心，且将

3、分子平均分成互成实物与镜象关系的两部分的平面请你各举一例。对称中心(i)：点分子中心等距离相同的原子交替对称轴(Sn):反射重合通过反射的操作，上、下方的基团交换位置，基团的构型改变。垂直于对称轴的镜面S4α-古柯间二酸对称分子(SymmetricMolecules)：具有σ、i、Sn分子。非对称分子(DissymmetricMolecules)：仅具有Cn的分子。请各举一例不对称分子(AsymmetricMolecules)：不含有任何对称要素的分子。[α]27D=+42.9°[α]27D=-4

4、2.9°非对称分子不对称分子手性分子(Chiralmolecule)对映体旋光活性手性分子一定不含有σ,i,Sn(二)手性分子的几种类型判断分子具有手性的充分必要条件：分子既没有对称面，没有对称中心，也没有四重交替对称轴。一般情况下，只要分子中既没有对称面也没有对称中心，即可判断它是手性分子。⑴分子含有手性中心即不对称碳原子（连接四个不同取代基的碳原子）⑵非碳手性中心（Si,N,S,PAs以及B等）；非碳原子所形成的不对称四面体（或三角锥体）化合物也有对映异构现象。如手性膦、手性氮与手性砜类化合物

5、：四级铵盐不能翻转,可分出对映体[3]含手性轴的化合物：。a.丙二烯衍生物（具手性轴）b.联芳基型化合物（具手性轴）(R)-(+)(S)-(-)-2,2’-二氨基-6,6’-二甲基联苯联苯型丙二烯型下列哪些化合物为手性分子手性分子手性分子非手性分子非手性分子判断下列是否为手性分子?[4]手性面分子（分子中无手性中心，无手性轴）取代对苯二酚双环醚衍生物。二.含两个（或多个）手性中心的分子(2R,3S)(2S,3R)(2R,3R)(2S,3S)赤（藓〕型(ery-)：相同原子或基团碳链同侧Fische

6、r投影式：氧化态高的基团在上端。苏（阿〕型(threo-):相同原子或基团碳链异侧D-赤藓糖L-赤藓糖L-苏阿糖D-苏阿糖非对映体(Diastereomers)和内消旋体(mesomer):不是对映体的立体异构体称非对映体。结构特征：至少在一个不对称中心上具有相同的结构，至少在一个不对称中心上具有不同的结构。物理性质、化学性质不同如：(I)与(III)、(II)与(IV)内消旋体(meso)：同一分子两个相同的手性中心，构型相反。(V)、(VI)为内消旋体的两种表示非对映异构体之间不是物体与其镜象

7、的关系的立体异构体。当分子中有n个手性碳原子时，则最多有2n个立体异构体。酒石酸分子中有两个相同的手性碳。如果按照2n规则，最多可有四个立体异构体。但实际上酒石酸分子只有三个立体异构体.内消旋酒石酸的两个邻位交叉式构象，相互对映，不能重合，有手性。但由于它们的能量相同，存在的几率相同，室温下又不能分离，所以相互抵消了旋光性，整体表现不具旋光性。L.Pasteur(1848)对映异构体的物理性质——旋光性对映异构体熔点(oC)[α]D密度(g/cm3)溶解度20oC(g/100mLH2O)右旋(+)

8、168-170+12o1.7598139.0左旋(-)168-170-12o1.7598139.0酒石酸盐酒石酸立体异构体的物理性质熔点（℃）溶解度（g）(—)酒石酸(＋)酒石酸内消旋酒石酸(±)酒石酸170170140206139.0139.0125.020.0-12+120020[α]D含n个手性碳原子化合物的对映异构紫杉醇是一种全新的光谱抗癌药，副作用小，国际医疗界认为紫杉醇是近10年来发现的最有希望的抗癌药物。C47H51NO14Taxol一般说来，含有n个不同的手