第三章有机化合物的立体结构.ppt

第三章 有机化合物的立体结构和命名 有机物的构造、构型和构像 分子的对称性和手性 有机化合物的立体异构 构型异构、旋光异构、对映异构、非对映异构、差向异构的关系 有机化合物的命名规则 2-甲基丙醇的表示方法： 0.5克胆甾醇溶于20ml氯仿中，装入1分米长的测量管中，得旋光度为-0.76度，（1）求比旋光度。（2）将溶质增加到1克，（3）增加溶液20ml，（4）测量管增加一倍 如何确定一个+60的右旋体不是-300的左旋体？ 将浓度或者长度减半 次序规则（1）最高优先（4）最低 原子序数高，则次序高，（同位素）（卤素） 第一原子相同，则比较第二原子（丁基） 双键相当于相同原子（双键，三键，羰基） —顺时针方向轮转的，则该投影式代表的构型为S型；如果是逆时针方向轮转的，则为R型。 分子中有多个手性碳原子的化合物,命名时可用R-S标记法将每个手性碳原子的构型一一标出。例如： C-2所连接的四个基团的次序: OH CHOHCH2CH3 CH3 H C-3所连接的四个基团的次序: OH CHOHCH3 CH2CH3 H 注意:R和S是手性碳原子的构型根据所连基团的排列顺序所作的标记. 在一个化学反应中,如果手性碳原子构型保持不变,产物的构型与反应物的相同,但它的R或S标记却不一定与反应物的相同. 反之,如果反应后手性碳原子的构型发生了转化,产物构型的R或S标记也不一定与反应物的不同. 例:2-羟基-3-氯丁二酸HOOC-CH-CH-COOH的立体异构 OH Cl 非对映体—(I)和(III)或(IV)以及(II)和(III)或(IV)也是立体异构，但它们不是互为镜象，不是对映体，这种不对映的立体异构体叫做非对映体. 非对映体旋光度不相同,而旋光方向则可能相同,也可能不同,其它物理性质都不相同: 例:酒石酸 HOOC-CH-CH-COOH的立体异构 OH OH (III)通过C(2)-C(3)键中心点的垂直线为轴旋转180°,就可以看出它可以与(IV)是叠合的: 在它的全重叠式构象中可以找到一个对称面。 在它的对位交叉式构象中可以找到一个对称中心。 酒石酸之所以有内消旋体，是由于它的两个手性碳原子所连接基团的构造完全相同。 当这两个手性碳原子的构型相反时，它们在分子内可以互相对映，因此，整个分子不再具有手性。 含有多个手性碳原子的分子却不一定都有手性.所以:不能说凡是含有手性碳原子的分子都是手性分子. 内消旋酒石酸(III)和有旋光性的酒石酸(I)或(II)是非对映体,它不仅没有旋光性,并且物理性质也相差很大： 例如：戊醛糖（2,3,4,5-四羟基戊醛）: 如果把戊醛糖的两端氧化成羧基,就只有四种立体异构体了： 外消旋体是由一对对映体等量混合而成，对映体除旋光方向外，其它物理性质均相同。 用一般的物理方法（分馏、分步结晶等）不能把一对对映体分离开来。必须用特殊方法。 拆分—将外消旋体分离成旋光体的过程叫“拆分”。 拆分的方法一般有以下几种： （1） 利用外消旋体中对映体的结晶形态上的差异，借肉眼直接辨认，或通过放大镜进行辨认，而把两种结晶体挑捡分开。(目前很少用) （2） 利用某些微生物或它们所产生的酶，对对映体中的一种异构体有选择的分解作用。 （3） 用某种旋光性物质作为吸附剂，使之选择性地吸附外消旋体中的一种异构体（形成两个非对映的吸附物）。 （4） （晶种结晶法）：在外消旋体的过饱和溶液中，加入一定量的一种旋光体的纯晶体作为晶种，于是溶液中该旋光体含量多，在晶种的诱导下优先结晶析出。 （5） 将外消旋体与旋光性物质作用，得到非对映体的混合物，根据非对映体不同的物理性质，用一般的分离方法将它们分离。如酸： 对于酸，拆分步骤可用下列通式表示： * 对非酸非碱的外消旋体，可以设法在分子中引入酸性基团，然后按拆分酸的方法拆分；也可以选适当的旋光性物质与外消旋体作用而生成非对映体的混合物，然后分离。 例如：拆分醇时 （方法1）先使醇与丁二酸酐或邻苯二甲酸酐作用生成酸性酯： （方法2）：或者使醇与如下的旋光性酰氯作用，形成非对映体的酯的混合物，然后分离： 手性合成