《對(duì)映異構(gòu)教學(xué)》ppt課件

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1、第五章對(duì)映異構(gòu)(一)手性和對(duì)稱性(二)具有一個(gè)手性中心的對(duì)映異構(gòu)(三)構(gòu)型和命名法(四)具有兩個(gè)手性中心的對(duì)映異構(gòu)(五)手性中心的產(chǎn)生(六)手性合成(自學(xué))(七)外消旋體拆分(自學(xué))(八)不含手性中心化合物的對(duì)映異構(gòu)(九)對(duì)映異構(gòu)在研究反應(yīng)機(jī)理中的應(yīng)用第五章對(duì)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(duì)映異構(gòu)。(一)手性和對(duì)稱性偏光(2)旋光物質(zhì)與比旋光度(3)手性的概念(4)對(duì)稱性(一)手性和對(duì)稱性(1)偏光光是一種電磁波，光波的振動(dòng)方向與其前進(jìn)方向垂直。普通光在所有垂直于其前進(jìn)方向的平面上振動(dòng)。偏振光——只在一個(gè)平面上振動(dòng)

2、。強(qiáng)度為I0的偏振光在通過檢偏鏡后的強(qiáng)度I為：I＝I0Cos2α其中α為兩Nicol棱鏡晶軸的夾角?？梢姡?dāng)兩Nicol晶軸平行時(shí)，觀察到的光強(qiáng)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(dòng)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(dòng)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(shí)際測量時(shí)，可用溶液測量其旋光度，再用下式計(jì)算其比旋光度：式中：[α]λt——比旋光度；λ——測量時(shí)所采用的

3、光波波長；t——測量時(shí)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(shí)，需要標(biāo)明測量時(shí)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(shí)，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(yīng)記為：[α]D20=+52.2°（水）“D”代表鈉光波長。鈉光波長589nm相當(dāng)于太陽光譜中的D線。比旋光度是旋光性物質(zhì)的一個(gè)物理常數(shù)。(3)手性的概念手——左、右手互為實(shí)物與鏡像的關(guān)系，不能完全重合。手性——像左右手一樣，實(shí)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(gè)不同的原子或原子團(tuán)，在空間有兩種不同的排列方式，不能完全重合，互為實(shí)物與鏡像的關(guān)系，是兩種不同的化合物。(動(dòng)畫)手性碳原子——與四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)相連的碳原子，用“*”號(hào)標(biāo)出。例如：(4)對(duì)稱性考察分子的對(duì)稱性就能判斷它是否具有手性。(甲)對(duì)稱軸（Cn）：Cn的對(duì)稱操作是旋轉(zhuǎn)。(乙)對(duì)稱面（σ）：對(duì)稱面的對(duì)稱操作是反映（即照鏡子）。(丙)對(duì)稱中心（i）對(duì)稱中心的對(duì)稱操作是反演。對(duì)稱因素與分子的手性在絕大多數(shù)情況下，分子中沒有對(duì)稱面和對(duì)稱中心，與其鏡象就不能疊合，分子就會(huì)有手

5、性。分子中是否存在對(duì)稱軸對(duì)分子是否具有手性沒有決定作用。判斷分子中有無對(duì)稱面和對(duì)稱中心在立體化學(xué)中有重要意義。(二)具有一個(gè)手性中心的對(duì)映異構(gòu)對(duì)映體(2)構(gòu)型表示方法(二)具有一個(gè)手性中心的對(duì)映異構(gòu)對(duì)映體凡是手性分子，必定有一個(gè)與之不能完全疊合的鏡象?；閷?shí)物與鏡象的兩個(gè)構(gòu)型異構(gòu)體稱為對(duì)映體。例如，乳酸是手性分子，就有一對(duì)對(duì)映體存在：2-溴丁烷也是手性分子，也有一對(duì)對(duì)映體存在：一般情況下，除旋光方向外，一對(duì)對(duì)映體的理化性質(zhì)基本相同。在手性環(huán)境中，一對(duì)對(duì)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(hào)小者置于上端；②上下朝里，左右朝外；例如：注意事項(xiàng)：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(dòng)畫1)(動(dòng)畫2)(動(dòng)畫4)(動(dòng)畫3)②將手性碳上的四個(gè)基團(tuán)中的任意三個(gè)輪轉(zhuǎn)（順時(shí)針或反時(shí)針），構(gòu)型不變；將手性碳上的四個(gè)基團(tuán)中的任意兩個(gè)對(duì)調(diào)，構(gòu)型改變：(動(dòng)畫5)(動(dòng)畫6)(三)構(gòu)型和命名法D/L構(gòu)型標(biāo)記法(2)R/S構(gòu)型標(biāo)記法(三)構(gòu)型和命名法(1)D/L構(gòu)型標(biāo)記法D／L標(biāo)記法是以甘油醛的構(gòu)型為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行的。D／L構(gòu)型是相對(duì)構(gòu)型

7、。構(gòu)型與旋光方向是兩個(gè)不同的概念，無必然聯(lián)系。例如：D／L標(biāo)記法經(jīng)典、方便，但它只能標(biāo)出一個(gè)手性碳的構(gòu)型。目前，D／L標(biāo)記法主要用于糖和蛋白質(zhì)的構(gòu)型標(biāo)記。(2)R/S構(gòu)型標(biāo)記法R—拉丁字Rectus（右）；S—拉丁字Sinister（左）。R/S標(biāo)記法是根據(jù)手性碳原子上所連的四個(gè)原子或原子團(tuán)在空間的排列方式來標(biāo)記的。R/S構(gòu)型是絕對(duì)構(gòu)型。用R/S標(biāo)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(tuán)置于距觀察者最遠(yuǎn)處；③觀察其余三個(gè)原子或原子團(tuán)由大到小的排列方式。順時(shí)針——R；逆時(shí)針——S。(動(dòng)畫)(動(dòng)畫)例1：的構(gòu)型標(biāo)記

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