第四章 立体化学2010.ppt

七 不含手性碳原子的手性分子 1 联苯型的旋光异构体 由于位阻太大引起的旋光异构体称为位阻异构体。 2 丙二烯型的旋光异构体 Vont Hoff（荷兰）Bel（法） （1901年诺贝尔奖） 实例：a=苯基，b=萘基，1935年拆分。 3 有手性中心的旋光异构体 一对对映体已拆分 C 6 H 5 H 3 C N C H 2 C 6 H 5 C H 2 C H C H 2 + 未拆分出光活异构体 （未分电子对起不到一个?键的作用。） 除C外，N、S、P、As 等也能作 手性中心 第四章 对映异构与非对映异构 同分异构体的类型 立体异构体的定义： 分子中的原子或原子团互相连接的次序相同，但在空 间的排列方向不同而引起的异构体。 立体化学的任务：研究分子的立体形象及与立体形象相联系的特殊物理性质和化学性质的科学。 一 手性和手性分子 手性(chirality)：实物与其镜象不能完全重叠的性质，也叫手征性。 手性分子： 任何一个不能和它的 镜象完全 重叠的分子为手性分子，也称不对称分子。 具有手性的化合物都具有光学活性 对映异构体 两种立体异构体互成实物和镜影的关系 The molecule is super imposable on its mirror image 物质的旋光性 Ability of a molecule to rotate plane-polarized light 2 物质的旋光性：物质的这种能使偏振光 的振动平面旋转的性质，也叫光学活性。 3右旋体：使偏振光的振动平面向右 (顺时针)旋转的物质。（+） 4 左旋体：使偏振光的振动平面向左(反时 针)旋转的物质。（-） 5 旋光度：旋光性物质使偏振光振动平面旋 转的角度。（α） 旋光仪(polarimeter) Schematic representation of a polarimeter a-光源 b-起偏镜 c-盛液管 d-检偏镜 e-刻度盘 a b c d e 6 比旋光度 定义：通常规定溶液的浓度为1g.ml-1,盛液 管长度为1dm时测得的旋光度。[α]λ 比旋光度与旋光度的换算 t l为旋光管长度， 单位dm C为溶液浓度， 单位g.ml-1 [α]λ= α c×l t 外消旋体可拆分为左旋和右旋两个有旋光活性的异构体。 7 外消旋体： 等量的左旋体和右旋体组成的混合体系。 表示方法：(±)- 2-溴丁烷 三 分子的对称性和手征性 对称元素 对称面 对称中心(i) 对称操作 反映（射） 判别手性的依据 有对称面无手性 倒反 有对称中心 无手性 手性C： 和4个不相同的原子或基团相连的C 1 Fischer 投影式 （1）画两条相互垂直的直线，其交点为手性碳 （2）投影时必须遵循将分子中竖直分布的价 键指向后方，水平分布的价键指向前方。 一般情况下，将最长的碳链投影在竖直方向，并使命名时是1号的基团在上面。 四 Fischer 投影式与构型的标记方法 2 对映异构体的表示方法 （1）D、L标记法 （2） RS标记法原则 1) 首先按“次序规则”将与手性碳原子相连的四个基团确定先后顺序。 2) 按次序规则将最小的基团放在离观察者最远的位置，此时其它三个基团离眼睛最近且位于一个平面内。 3) 将此三个基团从大到小排序，若为顺时针方向， 则为R，若反时针方向则为S。 取代基次序规则 第三条规则含不饱和键时排列顺序大小的规则： 连有双键或叁键的原子可以认为连 有两个或三个相同的原子。 （R）-2-羟基丙酸示意图 (S)-甘油醛示意图 以Fischer E判断构型时 1 最小基团在横键上，R变S 2 最小基团在纵键上，判断出来 是什么构型就是什么构型。 R，S的规定与物质的左旋和右旋没有关系 天然产物糖、多肽、生物碱等常含有一 个以上手性碳原子。 五 含有两个不同手性碳原子的化合物 用Fischer投影式写出2，3-二氯戊烷的所有立体异构体。 1）、含有两个手性碳原子命名时，需标  出每个手性碳原子的构型。 3）、非对映异构体： 凡不是实物与镜像对映关系的旋 光异 构体均称为非对映异构体。 3）、分子中含有n个不同的手性碳原 子，则有 2n个对映异构体。 六、含有两个相同手性碳原子的化合物 （酒石酸） 内消旋体 内消旋酒石酸示意图 内消旋体： 可以用平面将分子分成实物和镜影关系的两半,两个不对称原子的旋光性相反,整个分子没有旋光活性的异构体。