吉林大学有机化学课件—立体化学.ppt

§3 立 体 化 学 立体化学基础 §3.1 对称因素与手性分子 1. 对称因素 B.对称中心 ? 在分子中可找到某一个点，通过该点任意向两端作射线,距离该点相等的距离有相同的原子或基团，则该点称为该分子的对称中心。用I表示. C.对称轴 在分子中可找到某条直线，分子绕该直线旋转一定角度后可与原分子重合,则该直线称为该分子的对称轴。用Cn表示.其中: 称 n 重对称轴 2.手性及手性分子 手性:不对称性 A．?? 手性分子 a．?? 实例 :乳酸 1-氯-2-甲基环丙烷 ? b．手性分子：实物与镜像不能重合的 分子是手性分子，即-不对称的分子. 实物与镜像的关系为对映关系。 实物与镜像互为对映(异构)体。 c．手性分子产生的条件：既无对称面 也无对称中心 ? ?B.手性分子的物理性质——旋光性 比旋光度 [?]t? = ? / (c l ) ? 测得的旋光度 + 或 - c 溶液浓度 (g/ml) l 旋光管长度 (10cm) t 温度 通常为25 ? ?波长 通常为Na光源(5893 ) 即D光源 ? §3.2 构型及构型的平面表达 1. 构型：分子中的原子或基团在空间的特定排布方式称为构型 2、对映(异构)体及外消旋体 A,对映体: B,外消旋体: 等量对映体的混合物 3、构型的平面表达 A, 伞形式: B, 锯架式: C,纽曼式: D,Fischer投影式 a,Fischer投影式: b,Fischer投影式的规则 1)交换两个基团，变为对映体 2)面内旋转90?，或面外翻转180?变为对映体 3)面内旋转180?，构型不变 4)固定一个基团不动，按次序交换另三个基团，构型不变； §3.3 构型的标识 1.D/L 构型标识法： 2.赤式/苏式 构型标识法： 3.R/S 构型标识法(IUPAC)： A.规定：⑴把基团按一定的定序规则定序。 ⑵朝向最小基团，按由大到小看另三个基团，若为顺时针则定义该手性碳的构型为 R 构型；反之，若为逆时针则定义该手性碳的构型为 S 构型。 如： B.定序规则： 1，若一个手性碳上连有四个不同的原子，则原子序数大的优先。 如： 2，若一个手性碳上连有原子序数相同的原子，则原子量大的优先。 如： 3，若一个手性碳上连有原子序数相同的原子，且原子量也相同，则按规则 1，2，次序地比较下一个所连的原子。 如： 一个较大的原子序数比多个较小的原子序数优先 4，若一个手性碳上连有双键或三键，可将其拆开后比较。 如： §3.4 构型在各种表达式中的标识 1，构型在飞楔式中的标识： 2，构型在Newman投影式中的标识： 3，构型在锯架式中的标识： 4，构型在Fischer投影式中的标识： 总结： A. 在Fischer投影式中，当最小基团在横键时，在Fischer投影式中的标定方向与实际标定方向相反，即顺时针则定义该手性碳的构型为 S 构型；反之，若为逆时针则定义该手性碳的构型为 R 构型。 B. 在Fischer投影式中，当最小基团在竖键时，在Fischer投影式中的标定方向与实际标定方向相同。 5，构型在其它表达式中的标识： §3.5 外消旋体及内消旋体 1，外消旋体：等量的对映异构体的混合物 2，内消旋体： §3.6 含有两个手性碳的化合物 --对映与非对映异构 1，含有两个相同手性碳的化合物 2，含有两个不相同手性碳的化合物 §3.7 相对构型与绝对构型 1.相对构型: 2.绝对构型: 1951年 J.M.Vijovet 首次用X-ray晶体结构测定仪测定了(+)-酒石酸铷钠的结构: §3.8 烷烃卤代反应中的立体化学 1.在手性烷烃中不产生新的手性碳: 4.在非手性烷烃中形成手性碳: 4.外消旋体的拆分 a, 机械法: L. Pasteur用镊子和显微镜成功分离 了外消旋的酒石酸 b. 生物化学法: c. 化学法: 原理示意图: §3.10 催化不对称合成 §3.9 对映异构体及外消旋体的拆分 1.对映异构体: (+) (-) 比旋光度 (+)5.758 (-)5.758 b.p 128.9 128.9 密度