05第五章旋光异构.ppt
2023/6/9 第五章 旋光异构 1,1、偏振光和旋光活性2、比旋光度3、分子的对称性、手性和旋光活性4、含一个手性碳原子的化合物5、构型的表示方法6、费歇尔投影式7、含两个不相同手性碳原子的化合物8、含两个相同手性碳原子的化合物,第五章 旋光异构,柒沂嘎皂蛤异富烫毋窄缔歇贺豫绞淳邮撩蓖拒符热望戍柒冰疹决予钝榴妈05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 2,9、不含手性碳原子的化合物的旋光异构现象10、环状化合物的立体异构11、旋光异构体的性质12、不对称合成、立体选择反应与立体专一反应13、分子的前手性和前手性碳原子14、外消旋体的拆分,握躁崖梁郊植迸炯札棉腊晶秤煤肩房灭时掺炒洪绒影蚁矿趟卷咀凤私影肿05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 3,构造异构constitutional,立体异构Stereo-,构型异构configurational,构象异构conformational,同分异构isomerism,碳链异构(如:正丁烷/异丁烷)官能团异构(如:醚/醇)位置异构(如:正丙醇/异丙醇)互变异构(如:烯醇醛酮),同分异构现象,顺反(Z、E)异构旋光异构,(对映异构),耻瞬坛梗雍寇沏辐数由辨蔗猫状胳姜肖聘锣尾舍仟厘蔽社婶辉怕恕梯涪楔05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 4,1、偏振光和旋光活性,光波振动方向与光束前进方向关系示意图,普通光,光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。,平面偏振光,占蜒耳漫糕厦恶鸿残撬肥泄某仆汁舟蚁冬孕尖卉俗伟奉往卿撩孕轮胞魁皑05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 5,右旋“+”左旋“-”,光活性物质,童绵坍以肤对胃睦版亭鸥沸禽士寐冀荣奄恃簇长旁嘎蔚册州糊磐筑肠靡差05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 6,影响旋光度的因素有：样品的本质，样品的厚度（旋光管的长度），样品的浓度（在纯液体的情况下为密度），溶剂，温度，和波长。,为了便于比较，用比旋光度来表示：,旋光仪测得试样的旋光度c 试样的质量浓度，单位 g/mL;若试样为纯液体则为密度l 盛液管的长度，单位 dm。t 测样时的温度。旋光仪使用的光源的波长（通常用钠光589nm，以D表示）,t,l(dm)c(g/mL),-76.3(乙醇),20,D,2、比旋光度,邱寨栗饰券盅剔级由红类糙裁舌璃吃咒至镭邪疤蔼雹尉损鼎汗丽峡常湖痹05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 7,3、分子的对称性、手性和旋光活性,手左、右手互为实物与镜像的关系，不能完全重合。手性像左右手一样，实物与其镜象不能叠合的性质。,相似而不重合,财毗塌薪醛嚣生铅瓤渍预汇沪农碾裕劳陛描孺彬帘猛吼停砾疤散达塑厘项05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 8,乳酸的两个异构体的关系象左手和右手一样,它们不能相互叠合,但却互为镜像,是手性分子.,乳酸 的立体异构:,镜面,透视式,具有旋光活性,风谋曾丘谭皮仟割香轿钧胞校泡猖浇驰租蜘枕磷龟于馈润砚拷碌驼紧励香05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 9,分子的对称性与手性的关系,对称因素,a.对称平面()b.对称中心(i)c.对称轴(Cn)d.交替对称轴(Sn),愿贮次忆弦标头泊妊辈盾躁堕捌庭姥幸逸适蝇矮择亨孟卯霍迂殴奖辛峦租05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 10,具有对称面的分子无手性,a.对称平面(),1.所有的原子共同处于的平面；,2.通过分子中心，且将分子平均分成互成实 物与镜象关系的两部分的假想平面。,匆撞救虐撒顶苔南谎迂窝却鬃枷稍试挡玩思胆谦糊牢坪士产婆众蚤歌触脓05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 11,b.对称中心(i),若分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果在离P等距离直线两端有相同的原子或基团，则点P称为分子的对称中心。,具有对称中心的分子无手性,很砸缄旋宽宗管闲菠丫免昼腑绪趁衷浅屉疲烛抹畦烤净走抬傅侵拾汲拄裕05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 12,4、含一个手性碳原子的化合物,乳酸 的立体异构:,*,*,手性碳原子和四个不同的原子或基团相连的碳原子。,*,一对对映体的构造相同,只是立体结构不同,这种立体异构就叫对映异构.,互为镜象的两种构型的异构体叫做对映体.,舶岗忌噬耳叁元丈外壤枷宿伏延在锤窟泛猪得汀哈章啊晓氨喳爸轮量乾耪05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 13,一个手性碳原子可以有两种构型。,含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子。,酸牛奶得到的乳酸,外消旋体（）由等量的对映体相混合而成的混合物,=0,一对对映体的比旋光度大小相等，方向相反,阉菠轧眨滁掀档觉卧漳术铰券登丸攒酚赠箍君梧锥敛朗掀燎找均淬凌乙豢05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 14,5、构型的表示方法,S,顺时针,反时针,基团次序为：abcd,（R-S标记法）,R,R拉丁字头Rectus（右）；S 拉丁字头Sinister（左）。,崖雀者瞒品强横添诸析蛆角授吓宽羡锣吨烷倡奴冗距缄亿捐聚拄按蔷咬沛05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 15,曼易暖巢屋课竭饼饥砰立吼毯朴惰固求菲绣衡挪颁瓜坡囤榜喷继獭庸怯剥05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 16,6、费歇尔投影式,规定 投影时,与手性碳相连横向两个键朝前,竖 向两个键向后,交叉点为手性碳.一般碳链放 在竖直方向，氧化态较高的基团（或主链中的 1号碳原子）在上面。,横前竖后,亏运萝蹲勿垢坝谴坛菊团疹奇隧瑶楚盯祭谦佑律翅磨虏肋牌端耿专渝樟丸05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 17,使用Fischer 投影式的注意事项：,（A）可以沿纸面旋转，但不能离开纸面翻转。,（B）可以旋转180。，但不能旋转90。或270。,头除腹蓉拣淳环家恍啦菱彦尉叫拱谦汤蘸滞桩柄晨进丸温潦赵讥缆铬垣井05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 18,练习：写出(s)-2-甲基丁酸Fischer投影式,C2H5,H3C,S,S,骸鳃护祈殴迪妊匡亲汪坍动蚌亿酣根腮怖奸洛羡葬李刘帜剂咎阔阉漳幅扑05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 19,7、含两个不相同手性碳原子的化合物,例:2-羟基-3-氯丁二酸的立体异构,旋光异构体的数目,背舆隶捻储唱刮统蔓审误骗您抿雪篷蔡实臻瞒倚孤靠勇体缘坚睡设滴戚郑05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 20,非对映异构体的特点：物性不同、比旋光度不同,与为对映体；与为对映体；,与()为非对映体；与()为非对映体；,露辫岩衡匿昂蚀纬箔冬犊婆闲潜赛敬糯赢滑疟碌套是萌苞廊灭耶宿挚诈秤05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 21,8、含两个相同手性碳原子的化合物,(2R,3R),(2S,3S),(2R,3S),(2S,3R),I 与 II 是对映体,I 与 III、II 与III 是非对映体,III与 IV是同一种分子,内消旋体(meso)（分子内有一对称面）,3个旋光异构体,眷退稼扎叁墅赛棠鞍多弃外界萝洞姑当柜圣雌碧形孵陪肇缄郧啄菠痴岛掀05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 22,9、不含手性碳原子的化合物的旋光异构现象,（1）丙二烯型化合物,c,当ab 且cd时，为手性分子；当a=b 或c=d时，为对称分子(有对称面)。,d,渭猩万铁碴嫂蹈乃硅陶铀铃奉宪照洪是挑博支用彤昔侯泡脚品木药滚厂跋05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 23,膨铃袍凯宪搜探纸弃唇蛤飞郧饼姚组痉撒掠减撼腮掐钦跌浆肘恨省蝎瞧讳05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 24,当ab 且cd时，为手性分子；当a=b 或c=d时，为对称分子(有对称面)。,（2）联苯型(苯环邻位上有较大取代基时),黍段衰眩食保汗姻型吟恬堰蛀顾滩捡泽烩血莹晨妈矢壳钓滑坡半拔配衅纪05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 25,对映体,6,6-二硝基-2,2-联苯二甲酸,硬茨直插情雅卡颁骑检硬颊酉事漂会剥姨怠聋阎抨炮砾蚂迭残沏釉耐匿渡05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 26,10、环状化合物的立体异构,(1)顺反异构,(2)对映异构,内消旋体,卯颗冈钦柯挚室惫冲娱熬妊腊秦狞颅廓荒埂枉关卿鸥猜姆筷信辣篷芝铸踩05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 27,11、旋光异构体的性质,（1）对映体的性质,物理性质-基本相同（除旋光方向外）,化学性质非手性环境下-完全相同 手性环境下-不同,反应停（thalidomide沙利多胺）,镇痛剂,胎儿畸形,R型对映体,S型对映体,燥哉皋暴作湃条装炊彻青激尸夷贬崭虐锈叫雕讣像选萝与真噪逊朋营修苯05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 28,生命是由不对称因素主宰的。,如：自然界存在的糖都是D型的，氨基酸都是L型的，蛋白质和DNA都是右旋的，海螺的螺纹和缠绕植物都是右旋的。,凹诱郴沿车布铀粪实酶偷芥街端嗓舱刮颜歹刨章舌陀建舜磷鹅旗债敢磁支05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 29,（2）非对映体的性质,物理性质不同,化学性质基本相同（同一反应，反应速率不同）,（3）外消旋体的性质,有固定的熔点，且熔程很窄。,断逼溶脐缩寂沁办俯稳韧浪寓塞省迷恐姆鸣搂兽痈帽购等饥稍箩迟觅柏瘁05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 30,12、不对称合成、立体选择反应与立体专一反应,立体异构的原料在某种条件下取得某一种特定构型的产物的反应称立体专一性反应,立体专一性反应,犁啊堕己舍晰钳宙狭压送燥搭遏埋拨懦宴兜疵长窥闲厨社羞勿佐寻岳壬嘘05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 31,一种反应物能产生立体异构的产物。其中某一种异构体较多地生成。,所有的立体专一性反应都是立体选择性反应，但立体选择性反应不一定是立体专一性反应。,立体选择性反应,摄琅即浦固哆滁操投逛迸烩个浴缄瓦纲姬炽仁贩两死羊唇扰藩透楞非徽核05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 32,不对称合成的定义：通过反应，把反应物分子中一个对称的结构单位转化成一个不对称的单位，而产生不等量的立体异构体产物。,不对称合成,滔廖数模入烹政膀播英堵芦姚逝某帝座浅用腑县掀弃既炭靖史宦翱蓉极娜05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 33,13、分子的前手性和前手性碳原子,如果一个对称的非手性分子，经过一个基团被取代后或发生其他发应过程，失去了其对称性，而变成了一个非对称的手性分子，那么原来的对称分子称为“潜手性分子”，或称为“前手性分子”。而发生变化的碳原子称为“潜手性碳原子”或“前手性碳原子”。,肾喧漓轴谚缸千碰畏瞬氧昼潭分哇嗅趁无德棒具栗扳消香雪揽歧芝拱汕盏05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 34,前手性碳原子,对称平面,手性碳原子,或,乙醛-前手性分子,S面,R面,d-羟基丙腈,l-羟基丙腈,R面：O-CH3-H 顺时针 S面：O-CH3-H 逆时针,找牡剪纹鸽驯忙廷碌希箱鸿稀泰瘩胡坛治氛属帐盂闷乎级糖洒炼虹两丰宦05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 35,14、外消旋体的拆分,外消旋体的拆分：将外消旋体的两个对映体分开，使之成为纯净的状态。,意义：用有机合成法进行生理活性化合物的制备时，得到的经常是外消旋体，而往往只有一个立体异构体具有所需要的活性。如氯霉素。,鹏录锤絮砌忱演浩挽熙叼诫五杆德斯堆迟拯惜理雁血扣茫婆耘羔七拍懊蔚05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 36,外消旋体的拆分方法(化学法/生物法/柱层析法),(1)化学分离法,-形成和分离非对映立体异构体的分离法,原理：把外消旋体的一对对映体用一个纯的手性试剂转变为性质不同的一对非对映体，利用常规的分离方法分离非对映体，然后再将非对映体分别处理，可以得纯的对映体。拆分剂：纯的手性试剂。,革防七麻般每败诌劫知辖疥黄埠氯堡曹摸豫岔齐看吁索蓑比擂丽闷悲瘸甲05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 37,(2)生物分离法,-微生物或酶作用下的分离法,手性大分子,仕好迭图暖拧援悠汰曝扣善缸难蚌该蚂攀煽襄存痈慈卓能镣慑伐序墩露卉05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 38,(3)柱层析法,用手性化合物作为柱色谱的吸附剂，有可能使一个外消旋体析解成旋光性的对映体。,因为非对称的吸附剂与被析解的外消旋体中的两种对映体分别的形成两种吸附物，(-)-Ads(+)-X 和(-)-Ads(-)-X它们具有非对映立体异构的关系，所以稳定性有差别，因此在洗脱的过程中，稳定性差的容易先被洗脱，于是达到析解外消旋体的目的。,毡奴仁闻撅罗湍浑前酌洛玩认乳兜呼路践芋艇姚惦阂际坡纸刽返陵毛选腑05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 39,谱沸擦凿厉排鳃茅繁缝果手博莫寇桂瑶羔届径凉咏娟任记赞星淤攒笼秧诫05第五章旋光异构05第五章旋光异构,2023/6/9 第五章 旋光异构 40,第五章 作业答案及课堂测试,酸瀑天闻宣峻沉负茫消藤鄙篡吴九儡元舌埂涡视疡濒闹涟撵懊敞尸锚宝叭05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,第五章 作 业 答 案,P94-96,5.4 下列化合物中哪个有旋光异构体？如有手性碳，用星号标出。指出可能有的旋光异构体的数目。,答案：,注意：c和j的区别，d和i的区别,棋昌桃蓖杭及伪康巢捍淤日霸鲍霓沦娜痪杏仰搐佩谗酵秃榜项披囱直明众05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,5.5下列化合物中，哪个有旋光异构？标出手性碳，写出可能有的旋光异构体的投影式，用R，S标记法命名，并注明内消旋体或外消旋体。b.,二溴代丁二酸 c.,二溴代丁酸,答案：,雁世应乐铰仇搀茅刚靖寿锈永方凄莱橱勇湖青沂氖外臃绑著沏址愈抡药斑05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,5.8 分子式为C6H12的开链烃A，有旋光性。经催化氢化生成无旋光性的B，分子式为C6H14。写出A，B的结构式。,答案：,阵委篆讯肘康趁植龙秽臀擅洲戮牛虚榴鸟真后卞竹界兑肮傣锌账蛊防搜所05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,5.10 指出下列各对化合物间的相互关系（属于哪种异构体，或是相同分子）。如有手性碳原子，注明R，S。,答案：a.对映异构体 b.相同 c.非对映异构体 d.非对映异构体,S,R,*,*,*,*,R,R,*,*,*,*,*,*,S,R,S,S,S,S,S,R,淤系要恒倘伞年贝镍蓟怎肢榨扔坯芬雹揍著述扒概锁账峻宴钙褒舌豁缅蛾05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,答案：e.构造异构体 f.相同 g.顺反异构 h.相同,躬窒暇棺浩恍俗俐窗吩呈架住臣神梁谷敦稚胜胃庙囱沪航司欺岁峡碾根杖05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,第五章 测 试,一、判断各对投影式之间的关系（同一物、对映体或非对映体）,1、,2、,3、,4、,住汉李搬沫巷中奈踏笨东疼湍修振许鸡熏耿墒箕星疡谢孝巢在候惠扭懊屋05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,二、下列各组化合物中，有旋光活性的是（）,见捧逝光控卑痪向蒲仰宪遭悬奄秘厉拱丑鉴热吓暇譬泣亦眯硼裔诧斥戚胳05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,三、将下列各化学物写成Fischer投影式，将手性碳原子标以R，S构型：,1、,2、,3、,4、,翻袁铬袍尤蹬奄典框挽傣科记邢痒噎洱凳妒嘻打泉涛阉棠烩郧斯鸵徐肠宵05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,四、写出(R)仲丁基氯在300进行一氯取代反应可能得到的全部一氯取代产物的立体化学式，并给以R/S标记，指出产物是否具有旋光性。,掐格箩批磋朔换隧泼咸砂歌或梯塞缨齿陪糊注蚜钳退炙选广嚎狡纤瀑遵疆05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,第五章 测 试 答 案,一、判断各对投影式之间的关系（同一物、对映体或非对映体）,1、,2、,3、,4、,对映体,同一物,同一物,非对映体,S,R,R,R,S,R,R,S,R,S,S,S,于掇忘抛块苫僻憋愿馅瘫乡辑枕琅兵笆猾痪舔逻枷甩秀铃随翠菱星沮辨丁05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,二、下列各组化合物中，有旋光活性的是（A）,外涵霄曝砒鼎医卜级库嘶呀白或蜘彦目威镶匝东副泼蜒精豁舅继饮吹柔墒05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,三、将下列各化学物写成Fischer投影式，将手性碳原子标以R，S构型：,1、,2、,3、,4、,成庞僻邻捡淖侈娃完鸟息睛凹碉氢韵苗箔芯只梳南斟看顾蔑堕施蚕墓遮壁05第五章旋光异构05第五章旋光异构,有 机 化 学 Organic Chemistry,四、写出(R)仲丁基氯在300进行一氯取代反应可能得到的全部一氯取代产物的立体化学式，并给以R/S标记，指出产物是否具有旋光性。,证纯勤讶蟹帆聂椿憎拳辅姐待部镶睛术捧去熔颧傍怯潜径劲棒矿唐官判色05第五章旋光异构05第五章旋光异构,
