汪小兰大学有机化学课件 第五章 旋光异构.ppt

2. 对称因素与分子的手性 · 对称中心i 分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果在离P等距离的直线两端有相同的原子或基团，则P点为分子的对称中心。 【练习】 试写出R-2-氨基丙酸的费歇尔投影式。 具体书写方法 第一步 写出结构式，并编号，确定手性碳 第二步 写出十字架，填上主链碳 第三步 填上手性碳的另两个基团，使之符合构型要求 三、含有两个手性碳原子的化合物 1.两个相同手性碳的化合物 酒石酸 (2R,3R)-酒石酸 (2S,3S)-酒石酸 (2R,3S)-酒石酸 (2S,3R)-酒石酸 对映异构体 同一物 因此，含有两个相同手性碳原子的化合物——酒石酸有3种旋光异构体 内消旋体无旋光性 对称面 非对映体 2. 含有两个不同手性碳原子的化合物 2，3，4－三羟基丁醛 a (2R,3R)- 2,3,4－三羟基丁醛 b (2S,3S)- c (2R,3S)- d (2S,3R)- 对映异构体 对映异构体 非对映体 若一个化合物含有 n 个手性碳原子，则该化合物有 2n 个旋光异构体；如果有相同的手性碳原子，旋光异构体数减少。 四、不含手性碳原子的光活性异构体 1.丙二烯类化合物 其中C1和 C3为 sp2 杂化，C2 为 sp杂化 a,b和C1的平面与c,d和C3的平面相互垂直 当a≠b且c≠d时，为手性分子。 sp C C C sp 2 sp 2 a b d c 1 3 2. 联苯型化合物 HOOC O 2 N HOOC NO 2 COOH NO 2 COOH O 2 N 手性分子 联苯类化合物中，只要其中一个环上的邻位连有两个相同的基团，则无手性。 五. 碳环化合物 环丙烷衍生物 有对称面，无手性 无对称面，为手性分子 （1R,2R)- （1R,2S)- 1,2-环丙基二甲酸 （1S,2S)- 顺反异构和对映异构有时同时存在。 所有环烷烃化合物考虑其有无手性时，就用平面结构分析其有无对称面或对称中心即可。 有对称面 无手性 (1R,2S,4R)-2-甲基－4－乙基环己醇 2.环己烷衍生物 （1R，3S）- 3-溴-1-环己醇 * 第五章 旋光异构 同分异构 构造异构 立体异构 碳架异构 官能团异构 官能团位置异构 互变异构 构型异构 构象异构 顺反异构 对映异构 由分子的手性引起的立体异构. 构造相同，但原子在空间的排列方式不同 构型异构体间的转变必须断裂化学键 构型异构： 分子中原子或原子团的连接次序和连接方式相同，但原子在空间的排列方式（即相对位置）不同。 构象异构与构型异构的差别： 构型异构间的转变必须断裂化学键；构象异构间的转变不需要断裂化学键，只需通过单键的旋转就可实现。 一、旋光性 1. 偏光 光是一种电磁波，其振动方向与其前进方向垂直 普通光在所有垂直于其前进方向的平面上振动 光源 偏振光 Nicol棱镜 偏光：光波的电场或磁场只在一个平面振动的光 2.旋光性 盛液管 偏振光 Nicol棱镜 检偏镜 观察 旋转后的 偏振光 Nicol棱镜 起偏镜 光源 光 源 光 栅 偏振光 水 旋光性 光 源 光 栅 偏振光 旋光性物质 乳酸 [?]?t = 旋光性：使偏振光偏振面旋转的能力。 旋光度：使偏振光偏振面旋转的角度。用?表示。 旋光方向：右旋（+）、d- ; 左旋（-）、l- 比旋光度 表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的波长以及所使用的溶剂。 例如，在温度为20°C时，用钠光灯为光源测得的葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋52.2°,应记为： [α]D20=+52.2°（水） 二、分子的对称性、手性与旋光性 1. 手性 实物与其镜象不能叠合的性质 手性分子：不能与其镜象重叠的分子 手性分子 旋光性 1-氯-1-溴乙烷 1-氯-1-溴乙烷 分子 镜像 分子 镜像 对于一个化合物，分子中没有对称面和对称中心，与其镜象就不能叠合，分子就会有手性。 · 对称面σ 分子中所有的原子都在一个平面内，或是通过分子的中心，可以用一个平面将分子分成互为实物和镜影的两半，这种分子就具有对称面。 C H CH3 Cl Br 1,1-二氯乙烷 3.手性碳原子 ——不对称碳原子 如果C abcd, 且a,b,c,d 四个基团互不相同， 则该碳原子为手性碳原子。手性碳用“*”表示。 CH3CHCOOH C2H5 * CH3CH(Cl)CH2CH3 * 如果一个分子含有手性碳原子，则可能是手性的，但只含一个手性碳原子化合物一定是手性的。 【练习】 CH3CH2-OH ＊ 3 2 1