汪小兰有机化学ppt课件(第四版)第五章.ppt
第五章 旋光异构 对映异构的基本概念 含两个手性碳原子的化合物 不含手性碳原子的化合物的旋光异构 旋光异构体的性质 不对称合成、立体选择反应与立体专一反应,旋光性物质：具有旋光性的物质。也叫光活性物质。 旋光性：能使偏振光的振动面旋转的性质。 右旋物质：能使偏振光的偏振面向右旋的物质。 左旋物质：能使偏振光的偏振面向左旋的物质。,检测偏振光偏振面的旋转可用旋光仪。（旋光度和旋光方向）,起偏镜（尼科尔棱镜）,盛液管,检偏镜（尼科尔棱镜）,比旋光度：将浓度为1g/ml的溶液放在1分米长的盛液管中所 测得的旋光度。 在一定条件下，旋光性物质的比旋光度是一常数。 “”：右旋。“”：左旋。,三、 分子的手性和旋光性、手性碳原子乳酸（-羟基丙酸）：右旋乳酸（肌肉中）左旋乳酸（葡萄糖发酵）,对映异构体：其它性质都相同而旋光性不同的异构体。 这种现象叫对映异构。,手性：手是不能与自身镜象相叠合的。 一个物质如果与自身镜象不能叠合，就叫做具有手性。,手性分子：不能与镜象叠合的分子。非手性分子：能与镜象叠合的分子。,一般说来 具有手性的分子都有旋光性；,从分子的内部结构来说，手性与分子的对称性有关。,对称面对称中心,对称性,若一个分子中没有上述任何一种对称因素，这种分子就叫不对称分子。 不对称分子就有手性,反-1，2-二氯乙烯,对称面,二氯甲烷,对称面,对称性分子-无手性、无旋光活性,1、对称面 ：一个平面可以把分子分割成两部分。,2、对称中心 ：若分子中有一点，通过点画任何直线，在离等距离的线段两端有相同的原子或原子团，则点称为对称中心。例：反-1,3-二氟-2,4-二氯环丁烷有对称中心：,手性碳原子：与四个不同基团相连的碳原子。 又叫不对称碳原子。用C*表示。,四、对映体、外消旋体、投影式1. 对映体两种构型互为实物与镜象的关系。一个为右旋体,一个为左旋体.,对映体旋光性相反，其他物理性质相同。,2. 外消旋体 由等量的对映体相混合而形成的混合物。 没有旋光性。,3. 投影式 费歇尔(Fischer)投影式的写法：（1）将不对称碳原子位于纸平面上；（2）以横线表示两个在纸平面前方的原子或基团；（3）以竖线表示两个在纸平面后面的原子或基团。,用投影式表示时，如果旋转90或270，则变成其对映体。旋转180构型不变。,透视式,C、CH3、COOH共平面,用透视式表示构型,五、相对构型和绝对构型及其表示方法 D，L构型表示法： 人为规定甘油醛的构型，并以其作为参考标准。,构型与D-甘油醛相当的，叫D-型；与L-甘油醛相当的，叫L-型。由此确定出的构型叫相对构型。,D、L只表示构型，不表示旋光方向。 物质的旋光性与它的构型无固定关系。 即D-构型既可以是右旋的，又可为左旋的。,相对构型的局限性： 有些化合物很难与甘油醛联系起来。 有些容易引起混乱。,R、S命名法： 确定手性碳原子所连接的四个原子或基团的大小顺序。 最小的原子或基团放在离观察者最远的位置。 其它三原子或基团由大到小如按顺时针方向排列，则为R型。 如按逆时针方向排列，则为S型。,右手螺旋规则,非对映异构体： 物理性质（如熔点、沸点、溶解度和比旋光度）不相同。 化学性质相似。,对映异构体的数目 = 2n n：手性碳原子数,二、含两个相同手性碳原子的化合物例：酒石酸（2, 3-二羟基丁二酸）,、是对映异构体，具有实物和镜象的关系。 、为同一物质，因为旋转180后相同。 没有旋光型性，是内消旋体。 三种异构体：左旋体、右旋体和内消旋体。,含手性碳原子的分子不一定是手性分子。分子中如含有对称 因素，则为非手性分子，没有对映异构体。 如果分子中含有相同的手性碳原子，则其对映异构体的数目 少于2n。,5.3、不含手性碳原子的化合物的旋光异构,位阻作用，使得两个苯环不能处在一个平面内，整个分子没有对称因素而具有手性,1、联苯类化合物,2、丙二烯的衍生物当C1和C3各连有不同基团时，也有旋光异构体,Organic Chemistry Wenzhou University,3：环状化合物的立体结构,顺-1，2-二氯代环戊烷 反-1，2-二氯代环戊烷,对映体,5.4、旋光异构体的性质,物理性质：旋光方向相反。其它物理性质 (如熔点、沸点、相对密度、比旋光度、在非手性试剂的溶解度) 都完全相同。 化学性质：与非手性试剂的作用完全相同。 与手性试剂的作用会有差别。 许多药物分子是手性分子，具生理活性的往往只是一种旋光异构体。 非对映异构体的物理性质不同，化学性质基本相同。 外消旋体不同于任意两种物质的混合物，具有固定熔点，且熔点范围很窄。,5.5、不对称合成、立体选择反应与立体专一反应,1. 无外界手性因素的影响下，得到外消旋混合物,对映体,顺-2-丁烯,2. 2-丁烯与卤素的加成,外消旋体,立体专一反应：由某一立体异构的反应物只得到某一种特定的 立体异构产物。,反-2-丁烯,内消旋体,
