第3章立体化学-2课件.ppt

第三章 立体化学(stereochemistry)  立体化学(stereochemistry)：是指分子结构中原子在空间趋向不同而引起的性质（物理性质和化学性 质）差异。以三维空间研究物质的结构和性质。 一、异构体分类(sort of isomerizero) 对于像乳酸这样的分子（自身与镜像不能重合）称 为手性分子（chiral molecules)。由手性分子引起的异构称为对映异构。对映异构体之间是互为镜像的关系。对映异构体是手性分子的特征，这种特征称为手性。 手性：一个物体若与其镜像不能重合，称这个物体具有n 手性，也叫手征性。 手性分子：不能与自身镜像重合的分子称手性分子。 手性碳原子：一个碳原子上含有四个不同的原子或基团 说明： （1）当分子中有手性碳原子，那么这个分子具手性，就是手性分子，因此存在对映异构体。 （2）有些分子中不含有手性碳原子，但也具有手 性，存在着对映异构。 （3）也有的分子中含有多个手性碳原子，但又不 是手性分子 说明：（1）凡是分子内具有对称面或对称中心的分子一般是非手性分子，反之分子具有手性。 （2）凡是手性分子必有互为镜像的两种构型，互为镜像的两种构型的异构体叫做一对对映体，这种立体异构称为对映异构。 注意：要把一种构型转变成它的对映异构体，必须断裂分子中的化学键，然后对调两个基团的位置。 四、对映异构体的旋光活性(optical rotation of enantiomorph isomerous) 一对对映体，它们的一般物理性质（如：熔沸点、密度、折光率、在非手性溶剂中的溶解度以及光谱性质）相同，但它们对偏振光的作用不同。 一个使平面偏振光顺时针方向旋转，用符号（+）表示，称右旋体。（dextrorotation) 另一个使平面偏振光逆时针方向旋转，用符号（-）表示，称左旋体。（levorotation) 因此，对映异构体也叫旋光异构体（optical isomer) 能使平面偏振光旋转的物质称为光学活性物质。 那么什么是平面偏振光？化合物的旋光性又是怎样测出来的？ 1）偏振光 (polarized light) 自然光是由各种不同波长的光组成的，光的本质是电磁波，光振动的方向与它前进的方向垂直，一部分光线被阻挡只有在与棱镜晶轴平行的平面上振动的光线才能通过。 能通过尼克尔棱镜的光线叫做平面偏振光。 2）旋光性(optical rotation ) 3）旋光性的测量(measurement of the optical rotation ) 用旋光仪进行测量。 旋光仪由四组成部分：①光源 ②起偏镜（尼克尔棱镜） ③盛液管 ④检偏镜 由旋光仪测得的角度就是该物质的旋光度（ α），它的大小与测定时所用的光源，溶剂，溶液的浓度，盛液管的长度，温度等因素有关，因此旋光度的数值不能直接用来比较各种旋光物质的旋光能力，必须规定一些条件，使它成为反映该物质的旋光能力的特性常数，方可用于比较各种旋光性物质，通常用比旋度[α]λt 表示。 外消旋体(racemize)：等量的左、右旋体的混合物 注意： ①外消旋体没有旋光性； ②外消旋体与其左、右旋体的物理性质不同； ③一般的物理方法不能分离外消旋体。 2、构型的表示方法(denotation of the configuration) 1）球棒模型(ball stick model) 请掌握： (1) 使用投影式时，要有立体概念。 （2）对菲舍尔（Fischer）投影式，可在纸平面或黑板平面旋转180°或360 °，但决不能旋转90 °或270 °。因为不离开纸平面旋转180°后其投影式仍旧代表原来的构型，而转90 °或270 °原来的竖键变为横键，而横键变为竖键，这个投影式就不再代表原来的构型，而是代表原构型的镜像。 （3）不能离开纸平面进行翻转，如把投影式翻个身，则翻身前后，所有键的伸出方向都完全相反了。因此翻身前后的两个投影式并不代表同一构型。 （4） 用菲舍尔（Fischer）投影式，也可投出立体构型，请看左右乳酸的表示： 3、构型的标记(sign of the configuration) 1）D-L标记法(D-L marking