有机化学之立体化学.ppt

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1、第七章旋光(对映)异构同分异构体:凡分子式相同(或组成相同),但结构不同的化合物叫做(同分)异构体,而这种现象就叫做(同分)异构现象立体异构构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同。为什么要研究对映异构呢？因为：1．天然有机化合物大多有旋光现象。2．物质的旋光性与药物的疗效有关（如左旋维生素C可治抗坏血病，而右旋的不行）。3．用于研究有机反应机理。一.偏振光、比旋光度1.平面偏振光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。旋光性：当偏振光通过某种介质或它的溶液时,有的介质能使偏

2、振光的振动平面发生旋转,这种能使偏振光的振动平面(偏振面)旋转的性质称为物质的旋光性或光学活性.这些物质称为旋光性物质或光学活性物质.旋光度：使偏振光偏振面旋转的角度。用表示。旋光方向：右旋（+）、d-;左旋（-）、l-比旋光度[]t=(物理常数)2.旋光仪、比旋光度：旋光度；[]：比旋光度；t：温度；：光波长；c：样品浓度，单位g/ml；l:样品管长度，单位dm例：从粥样硬化动脉中分离出来的胆甾醇0.5g溶解于20ml氯仿，并放入1dm的测量管中，测得旋光度-0.76o。求其比旋光度。2.分子的手性与分子对称性有关1.手性(C

3、hirality)：手征,手征性,实物与其镜影不能重叠的特点。手性分子：任何不能和它的镜影重叠分子。二.分子的手性和对称因素1.对称因素1）平面对称因素()什么样的物质分子具有旋光性？具有平面对称因素的分子是对称分子,非手性分子。2）中心对称因素(i)具有中心对称因素的分子是对称分子,非手性分子。一般地说，物质分子凡在结构上具有对称面或对称中心的，就不具有手性，也就没有旋光性。反之，同时不具有对称面和对称中心的，分子就有手性和旋光性。2.手性分子具有光学活性。分子具有手性的最普遍的因素是手性碳原子。凡是含有一个手性碳原子的有机化合物分子都

4、具有手性，是手性分子。手性碳原子:和四个不相同的原子或基团相连的碳原子，也叫不对称碳原子，用*号表示。毒芹碱**1.含一个手性碳原子的分子含一个手性碳的分子是手性分子，具有一对对映体。[]D20=+3.8o(水)[]D20=-3.8o(水)1.对映体指分子式、构造式相同构型不同互为实物与镜影关系，不能相互重叠的两个立体异构体。三.含手性碳原子的分子的立体化学对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向（旋光性能）不同。2）左旋体、右旋体及外消旋体一对对映体中：使平面偏振光向左旋的为左旋体，用“（–）”或“l”表

5、示。使平面偏振光向右旋的为右旋体，用“（+）”或“d”表示。左旋体与右旋体，旋光度相同、旋光方向相反。外消旋体：等量的左旋体与右旋体的混合物。无旋光性。外消旋体用(±)或(RS)或(dl)或DL表示。外消旋体可分离成左旋体与右旋体。外消旋体不同于任意两种物质的混合物,它常具有固定的熔点,且熔点范围很窄。3）对映体构型表示方法Fischer等以甘油醛为标准人为规定:按以上方法投影手性C上的羟基-OH投影在右边的-----D型手性C上的羟基-OH投影在左边的-----L型相对构型:由以上人为标准来确定通过化学方法与甘油醛相联系的其他化合物的构型

6、。1.构型的D、L表示法手性碳的构型：与手性碳相连的四个不同基团的空间排列。2.构型的R、S表示方法构型的R、S命名规则；按照次序规则确定手性碳原子所连四个基团的优先次序，假定为①>②>③>④,如果除最小（优先次序排在最后）的基团外，从最小基团的对面观察，其它三个基团按次序规则递减排列的顺序,如果是顺时针排列的为R型，逆时针排列的为S型。R、S标记手性碳原子构型。SRR小结：手性碳绝对构型的判断方法1）确定手性碳的立体结构（空间方向）2）按取代基的顺序确定四个基团的顺序3）按R,S构型判别方法确定构型投影原则：1°横、竖两条直线的交叉点代表

7、手性碳原子，位于纸平面。2°横线表示与C*相连的两个键指向纸平面的前面，竖线表示指向纸平面的后面。（“横前竖后”）3°将含有碳原子的基团写在竖线上，编号最小的碳原子写在竖线上端。4）、Fischer投影式为了便于书写和进行比较，对映体的构型常用费歇尔投影式表示：将下列化合物改写成Fischer投影式，并标出手性碳原子构型。快速判断Fischer投影式构型的方法：(横变竖不变）顺序最小的原子(或基团)在竖线上,顺时针排列为R构型,逆时针排列为S构型。顺序最小的原子(或基团)在横线上,顺时针排列为S构型,逆时针排列为R构型。使用费歇尔投影式应注

8、意的问题：“横前竖后”不能离开纸面翻转。翻转180，变成其对映体。将投影式中与手性碳相连的任意两个基团对调,对调一次（或奇数次）则转变成它的对映体；对调二次则为原化合物。如