《對映異構(gòu)教學》ppt課件

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1、第五章對映異構(gòu)(一)手性和對稱性(二)具有一個手性中心的對映異構(gòu)(三)構(gòu)型和命名法(四)具有兩個手性中心的對映異構(gòu)(五)手性中心的產(chǎn)生(六)手性合成(自學)(七)外消旋體拆分(自學)(八)不含手性中心化合物的對映異構(gòu)(九)對映異構(gòu)在研究反應機理中的應用第五章對映異構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)就包括分子的構(gòu)造、構(gòu)型和構(gòu)象。本章主要討論對映異構(gòu)。(一)手性和對稱性偏光(2)旋光物質(zhì)與比旋光度(3)手性的概念(4)對稱性(一)手性和對稱性(1)偏光光是一種電磁波，光波的振動方向與其前進方向垂直。普通光在所有垂直于其前進方向的平面上振動。偏振光——只在一個平面上振動

2、。強度為I0的偏振光在通過檢偏鏡后的強度I為：I＝I0Cos2α其中α為兩Nicol棱鏡晶軸的夾角?？梢?，當兩Nicol晶軸平行時，觀察到的光強度最大。(2)旋光物質(zhì)與比旋光度旋光性——某些物質(zhì)能使偏振光的振動方向旋轉(zhuǎn)一定角度的性質(zhì)。右旋——(+)；左旋——(－)旋光度——旋光性物質(zhì)使偏振光的振動平面所旋轉(zhuǎn)的角度，用α表示。顯然，溶液的旋光度與濃度、單位盛液管長度成正比。比旋光度——單位濃度、單位盛液管長度下測得的旋光度，用[α]表示。實際測量時，可用溶液測量其旋光度，再用下式計算其比旋光度：式中：[α]λt——比旋光度；λ——測量時所采用的

3、光波波長；t——測量時的溫度；α——由儀器測得的溶液的旋光度；l——盛液管的長度,單位為dm(1dm=10cm)；C——溶液的濃度,單位為g.mL-1。表示比旋光度時，需要標明測量時的溫度、光源的波長以及所使用的溶劑。例如，在溫度為20°C時，用鈉光燈為光源測得的葡萄糖水溶液的比旋光度為右旋52.2°,應記為：[α]D20=+52.2°（水）“D”代表鈉光波長。鈉光波長589nm相當于太陽光譜中的D線。比旋光度是旋光性物質(zhì)的一個物理常數(shù)。(3)手性的概念手——左、右手互為實物與鏡像的關(guān)系，不能完全重合。手性——像左右手一樣，實物與其鏡象不能疊

4、合的性質(zhì)。例如兩種不同的乳酸分子都具有手性：其中心碳原子上連有四個不同的原子或原子團，在空間有兩種不同的排列方式，不能完全重合，互為實物與鏡像的關(guān)系，是兩種不同的化合物。(動畫)手性碳原子——與四個不同的原子或原子團相連的碳原子，用“*”號標出。例如：(4)對稱性考察分子的對稱性就能判斷它是否具有手性。(甲)對稱軸（Cn）：Cn的對稱操作是旋轉(zhuǎn)。(乙)對稱面（σ）：對稱面的對稱操作是反映（即照鏡子）。(丙)對稱中心（i）對稱中心的對稱操作是反演。對稱因素與分子的手性在絕大多數(shù)情況下，分子中沒有對稱面和對稱中心，與其鏡象就不能疊合，分子就會有手

5、性。分子中是否存在對稱軸對分子是否具有手性沒有決定作用。判斷分子中有無對稱面和對稱中心在立體化學中有重要意義。(二)具有一個手性中心的對映異構(gòu)對映體(2)構(gòu)型表示方法(二)具有一個手性中心的對映異構(gòu)對映體凡是手性分子，必定有一個與之不能完全疊合的鏡象?；閷嵨锱c鏡象的兩個構(gòu)型異構(gòu)體稱為對映體。例如，乳酸是手性分子，就有一對對映體存在：2-溴丁烷也是手性分子，也有一對對映體存在：一般情況下，除旋光方向外，一對對映體的理化性質(zhì)基本相同。在手性環(huán)境中，一對對映體表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。手性環(huán)境——偏振光、手性溶劑、手性試劑等。(2)構(gòu)型表示方法Fisch

6、er投影式的寫法：①碳鏈豎置，且編號小者置于上端；②上下朝里，左右朝外；例如：注意事項：①Fischer投影式只能在紙面上平移或旋轉(zhuǎn)180°，但不能旋轉(zhuǎn)90°或270°,也不能將其脫離紙面翻身，否則構(gòu)型翻轉(zhuǎn)。如：(動畫1)(動畫2)(動畫4)(動畫3)②將手性碳上的四個基團中的任意三個輪轉(zhuǎn)（順時針或反時針），構(gòu)型不變；將手性碳上的四個基團中的任意兩個對調(diào)，構(gòu)型改變：(動畫5)(動畫6)(三)構(gòu)型和命名法D/L構(gòu)型標記法(2)R/S構(gòu)型標記法(三)構(gòu)型和命名法(1)D/L構(gòu)型標記法D／L標記法是以甘油醛的構(gòu)型為標準來進行的。D／L構(gòu)型是相對構(gòu)型

7、。構(gòu)型與旋光方向是兩個不同的概念，無必然聯(lián)系。例如：D／L標記法經(jīng)典、方便，但它只能標出一個手性碳的構(gòu)型。目前，D／L標記法主要用于糖和蛋白質(zhì)的構(gòu)型標記。(2)R/S構(gòu)型標記法R—拉丁字Rectus（右）；S—拉丁字Sinister（左）。R/S標記法是根據(jù)手性碳原子上所連的四個原子或原子團在空間的排列方式來標記的。R/S構(gòu)型是絕對構(gòu)型。用R/S標記構(gòu)型的步驟為：①按照大小次序規(guī)則，確定大小次序；②將最小的原子或原子團置于距觀察者最遠處；③觀察其余三個原子或原子團由大到小的排列方式。順時針——R；逆時針——S。(動畫)(動畫)例1：的構(gòu)型標記

8、。根據(jù)次序規(guī)則：OH＞COOH＞CH3＞HR／S標記法也可直接應用于Fischer投影式：注意：R／S標記法與D／L標記法的依據(jù)不同。R／S法依據(jù)與＊C相連的四個原