对映异构和非对映异构.pptVIP

4 对映异构和非对映异构 本章要点 旋光现象与分子结构的关系； 手性分子的投影表示和Fischer投影式； 手性化合物的种类与性质。 分子构型产生于碳原子及其它原子的原子轨道空间分布，形成的分子随之产生相对于一个参照的空间特征分布； 构造相同的有机物分子会有不同的构型或构象；如果因这些不同而产生有机物性质不同，即产生异构现象：构型异构及构象异构； 构型异构包括几何异构和旋光异构。 4.1 和 4.2 一、旋光现象 旋光性质：能使平面偏振光的偏振面发生旋转的性质； 旋光性物质：具有旋光性质的物质； 旋光度：旋光能力的度量； 比旋光度：比旋光度是在一定测量条件下，单位浓度的旋光性物质在单位光程下的旋光度， 用 表示。 二、分子的手性与分子结构 1，手性与旋光性 手性物质：一个物质的实体与其镜象若不能重叠，称其有手性； 有手性的分子称为手性分子，手性分子组成的手性化合物有旋光性； 分子有手性是由于分子结构不对称（分子没有对称面、对称中心等对称因素）； 连有四个不同原子和原子团的碳原子是手性碳原子； 2，对映异构现象和对映异构体 手性分子与其镜象不能重叠，是两个不同的化合物，这两个化合物是一对对映异构体； 对映异构体之间构造相同，仅是分子中原子或原子团在空间的伸展方向不同； 对映异构体之间在熔点、沸点、折光率等物理性质和多数化学性质上没有差别；但在生物学上意义重大； 对映异构体具有不同的旋光性质，其一使偏振光左旋（ - ），另一使偏振光右旋（ + ），两者的比旋光度绝对值相同； 等量的对映异构体混合物旋光性质抵消，混合物没有旋光性，称为外消旋混合物（化合物？） 外消旋表示为（±） ； 3，手性碳原子与含一个手性碳原子的分子 只含有一个手性碳原子的分子是不对称分子，此分子有手性； 手性碳原子的 绝对构型与R/S 标记法： 将手性碳原子上的四个原子和原子团按取代基次序规则排序； 将最小的一个远离观察者，看其它的三个按大小排列的旋转方向：顺时针排列者为R构型，逆时针者为S构型； 已知绝对构型的手性分子的Fischer投影式 以不对称碳原子为中心，将最长的碳链投影在竖直方向，并使编号最小的碳原子写在上面； 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； 按构型在水平方向写出另两个基团； 根据Fischer投影式判断构型 依照次序规则区分出四个基团的大小顺序； 看最小基团的指向：若指向后方，其它三个基团顺时针方向排列时为R构型，反时针方向为S构型； 若指向前方，其它三个基团顺时针方向排列时为S 构型，反时针方向为R构型； 表示旋光特征时，左旋乳酸标记为(–)-乳酸（如蔗糖发酵得到的乳酸），右旋乳酸标记为(+)-乳酸（如从动物肌肉中提取的乳酸）； 此旋光特征标记与构型标记不是一回事，没有任何可供比较的意义； 4，含两个手性碳原子的化合物 含两个不相同手性碳原子的分子具有手性，有两对对映异构体； 四个化合物互为异构体，且为两对对映异构体； 不是对映体的化合物称为非对映异构体； 含两个相同手性碳原子的分子，不能构成两对对映异构体： I和II是一对对映异构体，III和IV是同一个化合物； III或IV分子中有对称面，不是手性分子，称为内消旋体，记为meso或(±)； I和III、IV， II和III、IV互为非对映异构体； 三、旋光异构体的性质 内消旋体没有旋光性； 一对对映异构体的等量混合物也没有旋光性，称为外消旋化； 非对映异构体之间在物理性质和化学性质个方面都有很大的差别，而对映异构体之间仅在手性性质方面有差别: 如旋光性、生物酶活性等； 对映异构体混合物常用的分离方法是拆分：用另一种旋光性化合物与对映体化合物反映生成两个非对映异构体，这是较容易分离的混合物； * 1 2 3 最小的甲基连接在水平键上， 朝前，其它三个基团顺时针排 列，因此是S构型； (S)-3-甲基-3-氯-1-戊烯 最小的甲基连接在竖直键上， 朝后，其它三个基团顺时针排 列，因此是R构型； (R)-2-氯- 2-溴丁烷 I II ? III IV 2R,3S 5，不含手性碳原子的旋光性分子 丙二烯类化合物 ：丙二烯三个双键碳原子中间的一个是 sp杂化，结构中两个双键平面互相垂直，当两端的双键 碳原子都连接不同基团时分子不对称，从而具有旋光性； 尽管分子中没有手性碳原子； 联苯类化合物： 联苯分子中两个苯环的2、6位上有不同 取代基时，两个苯环不能处于同一个平面上，分子不对称， 从而具有旋光性；尽管分子中也没有手性碳原子； *