第一届网络课程大赛 12.1 对映异构 12.1 対映异构.ppt

同分异构现象 构造异构 立体异构 碳链异构、官能团异构、官能团位置异构、互变异构等 构象异构 构型异构 对映异构 顺反异构 非对映异构 对映异构： 分子式、构造式相同，构型式不同且互呈镜象对映关系。 * 尼科尔棱镜 普通光 偏振光 旋光性物质 ? 手性分子 偏振光的振动方向发生旋转 旋光度 12.1 对映异构 一、物质的旋光性 1．偏振光和旋光性 * 只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 能使平面偏振光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性。 具有旋光性的物质称为旋光性物质或光活性物质。 * 旋光物质使平面偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度，通常用α表示。 2、旋光仪和比旋光度 能使平面偏振光振动平面向右旋转称为右旋体。用（+）表示； 能使平面偏振光振动平面向左旋转称为左旋体。用（-）表示。 * 旋光仪工作原理示意图 测定化合物的旋光度是用旋光仪，旋光仪主要部分是有两个尼可尔棱晶（起偏棱晶和检偏棱晶），一个盛液管和一个刻度盘组织装而成。 * 比旋光度 旋光性物质的旋光度的大小决定于该物质的分子结构，并与测定时溶液的浓度、盛液的长度、测定温度、所用光源波长等因素有关。为了比较各种不同旋光性物质的旋光度的大小，一般用比旋光度来表示。比旋光度与从旋光仪中读到的旋光度关系如下。 * 当物质溶液的浓度为1g/ml，盛液管的长度为1分米时，所测物质的旋光度即为比旋光度。若所测物质为纯液体，计算比旋光度时，只要把公式中的C换成液体的密度d即可。 最常用的光源是钠光（D），λ=589.3nm。 所用溶剂不同也会影响物质的旋光度。因此在不用水为溶剂时，需注明溶剂的名称。 例如，右旋的酒石酸在5%的乙醇中其比旋光度为： = +3.79 (乙醇，5%)。 * 测得一个葡萄糖溶液的旋光角为+3.4°，而葡萄糖的比旋光本领为+ 52.7(°)·ml·g-1·dm-1，若盛液管长度为1dm，计算出葡萄糖的浓度为 同样也可通过已知旋光度物质的浓度而求得该物质的比旋光度。 * （1）1808年，E．Malus首次发现偏光 。 （2）1815年，J．B．Biet发现有些石英结晶将偏光向右旋，有些将偏光向左旋。 （3）1848年，Louis Pasteur首次成 功地把一个外消旋体分成右旋及 左旋体。 （4）1874年，Vant Hof和Le.Bel提出，如果一个C原子连有四个不同基团，这四个基团在C原子周围可以有两种不同的排列形式，有两种不同的四面体空间构型，它们互为镜象，和左右手之间的关系一样，外形相似，但不能重合。两只手的关系称作实物与镜象的对映关系。 二、手性和对映异构 * 特征： （1）、不能完全重叠， （2）、呈物体与镜象关系（左右手关系）。 物质分子互为实物和镜象关系（象左手和右手一样）彼此不能完全重叠的特征，称为分子的手性。 具有手性（不能与自身的镜象重叠）的分子叫做手性分子。 连有四个各不相同基团的碳原子称为手性碳原子（或手性中心）用C*表示。 凡是含有一个手性碳原子的有机化合物分子都具有手性，是手性分子。 1、手性分子和旋光性 * * * 如：乙醇无旋光性， 2-丁醇有旋光性。 * 手性 （以乳酸CH3C*HOHCOOH为例来讨论） 乳酸有两种不同构型（空间排列） * 含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子，含有两种不同的构型，是互为物体与镜象关系的立体异构体，称为对映异构体（简称为对映体）。 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 2、对映体—互为物体与镜象关系的立体异构体 * ① 理化性质一般都相同。 ② 只是对偏振光表现现不同的旋光性能，旋转角度相等，方向相反。 ③ 在手性环境的条件下如手性试剂、手性溶剂、手性催化剂的存在下也会表现出某些不同的性质。 对映异构体的生理作用表现出很大的差别。 * 3.外消旋体 （1）定义：对映体中等量左、右旋体的混合物。 ① 外消旋体没有旋光性。 ② 外消旋体和相应的左旋或右旋，除旋光性能不同外，其它物理性质也有差异，化学性质则基本相同。 ③ 在生理作用方面，外消旋体仍各发挥其所含右旋和左旋的相应效能。 （2） 性质 * 4. 分子的对称因素 手性分子在结构上有哪些特点？ 手性物质是否一定含有手性C原子？ 含有手性C原子的是否一定有旋光性？ 分子的手性（而不是手性碳）是其具有旋光性和对映异构现象的充分必要条件。 要从分子模型判断分子手性，虽然直观，但很麻烦。因而从微观分子的对称性入手。