有机化学Ⅱ-第五章 对映异构.pptx

旋光性、旋光度、比旋光度的含义； 含有手性碳原子化合物的对映异构； 对映异构体构型表示、确定和命名方法； 不含手性碳原子化合物的立体异构； 对映异构和分子结构的关系, 手性分子的判断; 对映体和外消旋体, 费歇尔投影式的书写。 第五章 对映异构 构型异构体 构象异构体 构造异构体(平面异构体) 同分异构体 顺反异构体 对映异构体 (旋光异构) 立体异构体 (原子的连接顺序和方式不同) (原子在空间的排列方式不同) :σ-单键的旋转 互变异构：烯醇式与酮式 顺反异构： 构象异构： 对映异构: 两分子互为实物和镜像但不能重叠 手性分子 具有手性的分子叫手性分子(或者说: 不能与其镜象叠合的分子为手性分子)。 对映异构好比人的左手和右手的关系, 左手和右手互为镜像, 它们不能重合。为此也把实物和镜像不能重合的现象称为手性(chirality)。 Chiral molecules 5.1 物质的旋光性 1、平面偏振光和旋光性 普通光线通过Nicol棱镜, 它只允许与其晶轴平行的平面上振动的光线通过, 即得到“平面偏振光” 双箭头表示光可能的振动方向 普通光: 有无数个振动平面, 振动平面与光的前进方向相垂直 Nicol(尼克尔)棱镜 方解石晶体(碳酸钙的一种特殊晶体) 晶轴 平面偏振光：只在一个平面上振动的光。 Nicol棱镜 (偏振片) 什么叫旋光性？ 普通光 有无数个振动平面, 振动平面与光的前进方向相垂直 偏振光 与棱镜晶轴平行的振动平面 旋光度—— 光学活性物质 旋光性: 能使偏振光振动平面旋转的性质; 具有旋光性的物质称为旋光物质或光学活性物质。 旋光物质的旋光方向 左旋体(-)：使偏振光振动平面按逆时针方向旋转； 右旋体(+)：使偏振光振动平面按顺时针方向旋转。 2、旋光性怎样测定?——旋光仪和比旋光度 普通光 尼克尔棱镜 样品管 起偏镜 检偏镜 观察目镜 光源 起偏镜 盛液管 检偏镜 观察目镜 刻度盘 不旋光物质 旋光仪工作原理示意图 旋光物质 ①能够体现物质特性的是: 比旋光度[] 明确两个问题 —与浓度C有关 —与长度l有关 []和溶液的浓度, 样品管的长度, 温度, 光的波长都有关系 5.2 手性和对映体 1、对映异构体 乳酸的左旋体和右旋体, 互为镜像但不能叠合。 2、手性 手性: 物质分子与自己的镜像不能重合的性质。 手性碳原子: 连有四个不同的基团的sp3杂化碳原子, 或称为不对称碳原子。 乳酸 苹果酸 酒石酸 * * * 课堂练习：找出下列化合物中的手性碳原子 3、手性分子判断 (1) 对称面: 一个平面能把分子分割成两部分, 一部分正好是另一部分的镜像。 有对称面的分子能和它的镜像重合, 没有手性。 (2) 对称中心: 从分子中任何一个原子向中心引一条直线, 再延长到对面等距的地方, 总有一个相同的原子。 有对称中心的分子能和它的镜像重合, 没有手性。 5.3 含有一个手性碳原子的化合物 1、对映异构体的特点 对映异构体都有旋光性, 其中一个是左旋的, 一个是右旋的。所以对映异构体又称为旋光异构体。 ① 对映异构体的物理性质、化学性质相同, 难以用化学方法区别。 ② 对映异构体的比旋光度相同, 方向相反。 ③ 对映异构体的生理作用往往不同 。 ④ 等量的对映异构体混合得到外消旋体, 用“±”表示。 外消旋体的旋光性抵消, 表现为无旋光性。 对映异构体的特点: 2、对映体的构型式 对映体的构造式相同, 但空间的排列方式(构型)不同, 所以需要用构型式来表示。 1) 楔形透视式 乳酸 2) 费歇尔(Fischer)投影式 ①手性碳位于纸平面上, 用横竖线的交叉点表示; ②以横线相连的原子或基团在纸面前方, 以竖线相连的原子或基团在纸面后方; 即“横前竖后” ③碳链竖放, 编号小的碳在上。 费歇尔(Fischer)投影式书写的原则： 注意: 投影式是用平面式来代表空间的立体结构．不能任意翻转. Fischer式书写注意事项： ① 将Fischer式在纸面上平移或旋转180º(90º的偶数倍)， 构型不变；旋转270º(90º的奇数次)构型为对映体。 旋转180º 实物图(球棍模型或透视图)是可任意转动的! 费歇尔(Fischer)投影式不能离开纸面翻转! 翻转 翻转 实物图(球棍模型或透视图)可任意翻转! 互为镜像 离开纸面翻转180o, 得到对映体 ② 对调两个基团, 对调偶数次构型不变; 对调 奇数次为原构型的