高四6章 对映异构

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1、第六章立体化学第六章目录(1)6.1异构体的分类6.2手性和对称性6.3手性分子的性质----光学活性6.4具有一个手性中心的对映异构6.5具有两个手性中心的对映异构6.6手性中心的产生第六章目录(2)6.7手性合成(自学)6.8外消旋体拆分(自学)6.9脂环化合物的立体异构6.10构象对映体和构象非对映体6.11不含手性中心化合物的对映异构6.12对映异构在研究反应机理中的应用第六章立体化学第六章立体化学6.1异构体的分类本章主要讨论对映异构。立体化学是研究分子中原子或基团在空间的排列状况，以及不同

2、的排列对分子的物理、化学、生理性质所产生的影响。6.2手性和对称性手性——像左右手一样，实物与其镜象不能叠合的性质。凡是手性分子，必有一个与之不能完全叠合的镜象。例如两种不同的乳酸分子都具有手性：其中心碳原子上连有四个不同的原子或原子团，在空间有两种不同的排列方式，不能完全重合，互为实物与镜像的关系，是一对对映体。(动画)6.2.1分子的手性对映异构对映体第六章立体化学手性碳原子——与四个不同的原子或原子团相连的碳原子，用“*”号标出。例如：互为实物与镜象的两个构型异构体称为对映体。例如，乳酸是手性分

3、子，就有一对对映体存在。6.2手性和对称性对称面的对称操作是反映（即照镜子）。6.2.2对称性考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。(1)对称面（σ）：(2)对称中心（i）对称中心的对称操作是反演。6.2手性和对称性对称因素与分子的手性在绝大多数情况下，分子中没有对称面和对称中心，与其镜象就不能叠合，分子就会有手性。判断分子中有无对称面和对称中心在立体化学中有重要意义。6.2手性和对称性6.3手性分子的性质----光学活性6.3.1偏光光是一种电磁波，光波的振动方向与其前进方向垂直。普通光在所有垂直

4、于其前进方向的平面上振动。偏振光——只在一个平面上振动。6.3手性分子的性质----光学活性6.3.2旋光物质与比旋光度旋光性——某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角度的性质。右旋——(+)；左旋——(－)旋光度——旋光性物质使偏振光的振动平面所旋转的角度，用α表示。显然，溶液的旋光度与浓度、单位盛液管长度成正比。比旋光度——单位浓度、单位盛液管长度下测得的旋光度，用[α]表示。6.3手性分子的性质----光学活性实际测量时，可用溶液测量其旋光度，再用下式计算其比旋光度：式中：[α]λt——比旋光度

5、；λ——测量时所采用的光波波长；t——测量时的温度；α——由仪器测得的溶液的旋光度；l——盛液管的长度,单位为dm(1dm=10cm)；C——溶液的浓度,单位为g.mL-1。6.3手性分子的性质----光学活性表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的波长以及所使用的溶剂。例如，在温度为20°C时，用钠光灯为光源测得的葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋52.2°,应记为：[α]D20=+52.2°（水）“D”代表钠光波长。钠光波长589nm相当于太阳光谱中的D线。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。6.3

6、手性分子的性质----光学活性6.4具有一个手性中心的对映异构6.4.1对映体和外消旋体的性质6.4.2构型的表示方法6.4.3构型的标记方法6.4具有一个手性中心的对映异构6.4.1对映体和外消旋体的性质凡是手性分子，必定有一个与之不能完全叠合的镜象。互为实物与镜象的两个构型异构体称为对映体。例如，乳酸是手性分子，就有一对对映体存在：对映体和外消旋体的性质2-溴丁烷也是手性分子，也有一对对映体存在：一般情况下，除旋光方向外，一对对映体的理化性质基本相同。在手性环境中，一对对映体表现出不同的性质。手性

7、环境——偏振光、手性溶剂、手性试剂等。对映体和外消旋体的性质外消旋体——等量对映体的混合物。外消旋体没有旋光性。外消旋体的物理性质与左旋体或右旋体不同。例如：左旋或右旋乳酸的熔点是26℃；外消旋乳酸的熔点是18℃。不同构型的旋光异构体具有不同的生理活性。例如：右旋葡萄糖可被人或动物吸收，左旋葡萄糖不行；(CH3)2CHCH2*CH(NH2)COOH(亮氨酸)的一对对体，一个有甜味，另一个有苦味；对映体和外消旋体的性质6.4.2构型的表示方法Fischer投影式的写法：①碳链竖置，且编号小者置于上端；②

8、上下朝里，左右朝外；例如：四面体式构型的表示方法注意事项：①Fischer投影式只能在纸面上平移或旋转180°，但不能旋转90°或270°,也不能将其脱离纸面翻身，否则构型翻转。如：(动画1)(动画2)(动画4)(动画3)构型的表示方法②将手性碳上的四个基团中的任意三个轮转（顺时针或反时针），构型不变；将手性碳上的四个基团中的任意两个对调，构型改变：(动画5)(动画6)构型的表示方法6.4.3构型的标记方法(1)D/L构型标记法D／L标记法是以甘油醛的构