有机化学立体化学ppt.ppt

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1、第3章立体化学基础本章内容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。异构体构造异构(连接次序、方式)碳架官能团位置异构官能团异构立体异构(空间排列)构象异构构型异构顺反异构对映异构互变异构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

2、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。普通光尼柯尔棱镜平面偏振光旋光性和旋光性物质（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。普通光光波在各个方向振动光学活性物质使偏振光的平面发生偏转旋转了α的角度普通光变成只在一个平面振动的光，称为偏振光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

3、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、样品管长度等因素有关。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

4、.2.1分子的手性手性(Chirality)：实物与镜像不重合的性质。手性概念第一次被引入化学领域手性是一个几何学概念，1848年法国科学家Pasteur首次发现了酒石酸分子具有两种不同的空间构型。150多年前发现酒石酸的镜面对称丰富多彩的自然界尽管可以发现一些漂亮的对称体，但现代科学已经揭示出，自然界通常不存在镜像对称，从亚原子水平到宏观水平，宇宙在所有的水平上都是不对称的。许多类似于这种不对称是如何产生的，某一水平上的手征性如何引起另一水平上的手征性之类的问题还远远没有解决。手征性的宇宙蝴蝶的四翅（每侧两个）左右对称长瓣兜兰(Paphio

5、pedilumdianthum)两侧长瓣左右对称卡特兰(Cattleyalabiata)左右对称自然界中的手性体与宇宙的不对称性尽管可以发现一些物体以对映异构体存在，但真实世界通常显示对其中一种手征性更加偏爱,生命有机体更加强烈地显示这种偏爱。请注意山中腾类植物绝大多数总是右旋向上爬。北马兜铃(Aristolochiacontorta)右旋常青油麻藤(Mucunasempervirens)右旋萝藦科杠柳(Periplocasepium)右旋蜗牛外壳的右螺旋结构DNA的双螺旋结构可爱的小蜗牛身上的罗纹是右旋的，DNA的双螺旋结构也是右旋的，有些

6、宇宙星云也显示右螺旋结构。不对称的宇宙星云NobelPrizesinChemistry(1954)andPeace(1962)发现-蛋白质螺旋结构整个生物世界是手性世界荣获1954年诺贝尔化学奖LinusPauling李政道杨振宁吴健雄共同提出宇宙不守恒理论（生命手性的起源）荣获1957年诺贝尔物理学奖Francis克里克JamesD.沃森罗莎琳德·富兰克林发现DNA双螺旋结构荣获1962年诺贝尔医学奖TheprizeisbeingawardedtoWilliamS.KnowlesRyojiNoyoriK.BarrySharpless定向不

7、对称还原与氧化荣获2001年诺贝尔化学奖立体异构与生物活性物质举例：r-thalidomides-thalidomide(孕妇镇静剂)(强致畸物质)反应停反应停的副作用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几个重要的概念乳酸分子的中心碳原子连有H、COOH、CH3

8、、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。Rotate180°Rotate180°3.2.2对称因素分子的手性和分子的