有機(jī)化學(xué) 第3章 對(duì)映異構(gòu).ppt

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1、第3章對(duì)映異構(gòu)本章內(nèi)容3.1物質(zhì)的旋光性和比旋光度3.2分子的手性與對(duì)稱性3.3含有一個(gè)手性碳原子的化合物3.4含兩個(gè)手性碳原子的化合物3.5環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)3.6不含手性碳原子的化合物的立體異構(gòu)3.7不對(duì)稱合成3.7不對(duì)稱合成研究有機(jī)分子的立體結(jié)構(gòu)以及立體結(jié)構(gòu)對(duì)有機(jī)分子的物理性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的影響，稱為立體化學(xué)。3.1．物質(zhì)的旋光性和比旋光度3.1.1物質(zhì)的旋光性偏振光光波是一種橫波，其振動(dòng)方向垂直于前進(jìn)方向。普通光是在不同方向上振動(dòng)的，但當(dāng)光通過尼柯爾（Ｎｉｃｏｌ）棱鏡時(shí)，則變成只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光，這種光稱為平面偏振光，簡(jiǎn)稱偏振光。旋光性和旋光

2、性物質(zhì)（光學(xué)活性物質(zhì)）當(dāng)偏振光通過某介質(zhì)時(shí)，有的介質(zhì)對(duì)偏振光沒有作用，即通過介質(zhì)的偏振光的振動(dòng)方向沒有變化；而有的介質(zhì)卻能使偏振光的振動(dòng)方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這種能使偏振光的振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)叫旋光性，具有旋光性的物質(zhì)叫做旋光性物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)。右旋物質(zhì)左旋物質(zhì)旋光度*能使偏正光的振動(dòng)方向向右旋的物質(zhì)，叫右旋物質(zhì)，用“d”或“+”表示右旋物質(zhì)。*能使偏正光的振動(dòng)方向向左旋的物質(zhì)，叫左旋物質(zhì)，用“l(fā)”或“-”表示左旋物質(zhì)。*偏正光振動(dòng)方向的旋轉(zhuǎn)角度，叫做旋光度，用“α”表示。3.1.2比旋光度一種旋光性物質(zhì)的旋光度與測(cè)定時(shí)的溫度、光源的波長(zhǎng)、濃度、樣品管長(zhǎng)度等因

3、素有關(guān)。為了便于比較，國(guó)際上通常規(guī)定在２0℃，波長(zhǎng)為５８９ｎｍ（鈉光譜的Ｄ線），偏振光通過長(zhǎng)為１ｄｍ，裝有濃度為１.0g/ml溶液的樣品管時(shí)，測(cè)得的旋光度為比旋光度，用[?]20D表示。比旋光度[?]ＴＤ與實(shí)測(cè)旋光度?的關(guān)系為：比旋光度和溫度，光源，溶劑有關(guān)，指出方向葡萄糖水溶液3.2分子的手性與對(duì)稱性3.2.1分子的手性酒石酸實(shí)物和鏡像不能重合的性質(zhì)稱為手性具有手性的分子，稱為手性分子(立體化學(xué)中，不能與鏡象疊合的分子叫做手性分子)互成實(shí)物和鏡像對(duì)映的兩個(gè)異構(gòu)體，稱為對(duì)映異構(gòu)體（簡(jiǎn)稱對(duì)映體）。對(duì)映體能使偏光轉(zhuǎn)向，對(duì)映異構(gòu)體又稱為光學(xué)活性異構(gòu)體。每個(gè)對(duì)映

4、體的分子又叫光學(xué)活性分子。手性是物質(zhì)具有旋光性的充分必要條件。能疊合的分子叫做非手性分子乳酸分子的中心碳原子連有H、COOH、CH3、OH四個(gè)不相同的基團(tuán)，將連有四個(gè)不同基團(tuán)的碳原子稱為手性碳或不對(duì)稱碳原子，用C*表示。3.2.2對(duì)稱因素分子的手性和分子的對(duì)稱性有關(guān)手性分子的判別對(duì)稱因素（1）對(duì)稱軸（2）對(duì)稱面（3）對(duì)稱中心1.對(duì)稱面（鏡面）設(shè)想分子中有一個(gè)平面，它可以把分子分成互為鏡象的兩半，這個(gè)平面就是對(duì)稱面(用σ表示)2.對(duì)稱軸分子中有一直線，當(dāng)以此直線為軸旋轉(zhuǎn)360/n后（n為正整數(shù)），得到的分子與原來(lái)的分子形象相同，這條直線成為n重對(duì)稱軸，用C

5、n表示。二重對(duì)稱軸C2四重對(duì)稱軸C43.對(duì)稱中心分子中有一點(diǎn)，從分子中任何一個(gè)原子出發(fā)，通過這個(gè)點(diǎn)作一直線，在該直線這個(gè)點(diǎn)的另一方向相同距離處能找到相同的原子，這個(gè)點(diǎn)稱對(duì)稱中心，用i表示。分子中找不到任何對(duì)稱中心或?qū)ΨQ面，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)叫手性分子，最普遍的手性因素是手性碳原子手性分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)但分子內(nèi)有對(duì)稱軸，分子有可能是手性分子，反-1,2-二氯環(huán)丙烷分子內(nèi)有一個(gè)二重對(duì)稱軸，但實(shí)物和鏡像不能重合，分子為手性分子。3.3含有一個(gè)手性碳原子的化合物含有一個(gè)手性碳原子的分子一定是手性分子，有一對(duì)對(duì)映體，每個(gè)對(duì)映體都具有旋光性，一個(gè)分子是右旋，另一個(gè)分子則是左旋

6、。3.3.1對(duì)映體和外消旋體對(duì)映體的性質(zhì)差別相同點(diǎn)：熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，相對(duì)密度，拆光率，一般溶劑中溶解度都相同；非手性條件下化學(xué)性質(zhì)相同。不相同：對(duì)偏振光作用不同,對(duì)映體比旋光度數(shù)值相等，但符號(hào)相反。外消旋體由等量的對(duì)映體相混合而形成的混合物叫做外消旋體。外消旋體沒有旋光性，其它物理性質(zhì)和單純旋光體不同。如：乳酸外消旋體熔點(diǎn)18度，右旋53度3.3.2構(gòu)型的表示方法。透視式楔形式紐縵式常用的構(gòu)型表示方法是費(fèi)歇爾（Fischer）投影式費(fèi)歇爾（Fischer）投影式使分子中橫鍵的兩個(gè)基團(tuán)朝前，豎鍵的兩個(gè)基團(tuán)朝后，將這樣擺放的分子投影到平面上，用“＋”字交叉線表示

7、，中間的碳原子不要寫出，這樣的投影式稱為Fischer投影式。Fischer投影式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：(1)投影式不能離開紙面翻轉(zhuǎn)，在紙面上向左或向右旋轉(zhuǎn)180o，其構(gòu)型保持不變。(2)投影式在紙面上旋轉(zhuǎn)90o或270o后變成它的對(duì)映體的投影式。（3）投影式中的四個(gè)基團(tuán)，固定一個(gè)基團(tuán)，其余三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，構(gòu)型保持不變。(4)投影式中任意兩個(gè)基團(tuán)對(duì)調(diào)一次后變成它的對(duì)映體的投影式。3.3.3構(gòu)型的命名背景：1951年后，Ｘ－射線衍射技術(shù)的發(fā)展，人們可以直接測(cè)定對(duì)映體結(jié)構(gòu)中的原子或基團(tuán)的空間排列位置，這樣就可以得到它們的真實(shí)構(gòu)型，因此叫絕對(duì)構(gòu)型。絕對(duì)

8、構(gòu)型的標(biāo)記是英果爾和凱恩確立的，以手性碳原子所連接的基團(tuán)在空間不同方向上的排布為