【教学课件】第五章旋光异构.ppt

第五章第五章旋旋光光异异构构本章要点：本章要点：1.掌握旋光异构、手性、对映体、非对映体、内消掌握旋光异构、手性、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等基本概念旋体、外消旋体等基本概念2.熟练掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的熟练掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的Fischer投影式的书写及相互关系的确定。投影式的书写及相互关系的确定。3.熟练掌握熟练掌握D、L及及R、S构型命名法构型命名法一、物质的旋光性一、物质的旋光性实验事实：实验事实：同为乳酸，为什么会具有不同的光学性质呢？同为乳酸，为什么会具有不同的光学性质呢？生理活性的不同：生理活性的不同：1.氯霉素氯霉素 左旋：杀菌作用，可以治疗伤寒病左旋：杀菌作用，可以治疗伤寒病 右旋：几乎没有右旋：几乎没有2.Vc 左旋：可以治疗坏血病左旋：可以治疗坏血病 右旋：几乎没有右旋：几乎没有3.葡萄糖葡萄糖 左旋：几乎没有左旋：几乎没有 右旋：有营养价值，可以为动物吸收利用右旋：有营养价值，可以为动物吸收利用旋光仪原理示意图旋光仪原理示意图旋光性物质右旋物质“+”左旋物质“-”偏振光旋光性旋光度比旋光度C:g/ml L:dm 二、旋光性和分子结构的关系二、旋光性和分子结构的关系1.对称面对称面旋光性旋光性手性分子（不对称分子）手性分子（不对称分子）2.对称中心对称中心CH3CH3H COOHCOOHHHH手性分子手性分子：当一个分子不存在对称因素时，该分子的：当一个分子不存在对称因素时，该分子的实物和镜象不能重合。简称不对称分子。实物和镜象不能重合。简称不对称分子。不对称碳原子不对称碳原子(手性碳原子手性碳原子)：三、含一个不对称碳原子的旋光异构体三、含一个不对称碳原子的旋光异构体1.对映异构体和外消旋体对映异构体和外消旋体返回乳酸乳酸互相呈实物与镜像的关系，它们的熔点相同，酸性互相呈实物与镜像的关系，它们的熔点相同，酸性相同，一般化学性质相同，比旋光度数也相同，只是相同，一般化学性质相同，比旋光度数也相同，只是旋光方向相反。这样的异构体叫旋光方向相反。这样的异构体叫对映体。对映体。（+）-乳酸乳酸（-）-乳酸乳酸等量的光学对映体混合时，左旋体所具有的旋光度，等量的光学对映体混合时，左旋体所具有的旋光度，恰好被其右旋体抵销，因此失去了旋光性。这种特恰好被其右旋体抵销，因此失去了旋光性。这种特殊的混合物，称为殊的混合物，称为外消旋体外消旋体。（）表示外消旋体。）表示外消旋体。2.费歇尔（费歇尔（Fisher）投影式）投影式旋光异构现象旋光异构现象：投影原则是投影原则是：把与手性碳原子结合的左右横向的两个：把与手性碳原子结合的左右横向的两个键伸向手性碳原子的前面键伸向手性碳原子的前面，即伸向观察者；把上下，即伸向观察者；把上下竖立的两个键伸向手性碳原子的后面。竖立的两个键伸向手性碳原子的后面。常称为常称为“横前竖后横前竖后”，即横键朝前，竖键朝后的意思。，即横键朝前，竖键朝后的意思。标准写法标准写法是把碳链写在上下竖立的位置，并把氧化态较高的基团放在碳链的上端，把其它的原子或基团放在左右横向位置。费歇尔投影式写法注意点：费歇尔投影式写法注意点：1.投影式不能离开纸面旋转。投影式不能离开纸面旋转。2.投影式在纸面旋转投影式在纸面旋转180和和360，结构保持不变。，结构保持不变。3.投影式在纸面旋转投影式在纸面旋转90和和270，结构变成它的对映体。，结构变成它的对映体。4.固定一个基团，其他三个基团依次旋转，构型不变。固定一个基团，其他三个基团依次旋转，构型不变。要求：要求：1.给出费歇尔投影式能想象出立体结构。给出费歇尔投影式能想象出立体结构。2.立体结构能用费歇尔投影式表示。立体结构能用费歇尔投影式表示。3.构型及其表示方法构型及其表示方法,构型构型(相对构型相对构型)表示法表示法绝对构型绝对构型：原子或基团在空间的真实排列。：原子或基团在空间的真实排列。构型不一定是右旋，也不一定是左旋。构型不一定是右旋，也不一定是左旋。构型与旋光方向之间没有简单的联系构型与旋光方向之间没有简单的联系。,构型表示法构型表示法(绝对标记法绝对标记法)这种方法根据化合物的实际模型或投影式就能判定构型。这种方法根据化合物的实际模型或投影式就能判定构型。命名原则：命名原则：它先按顺序规则将与手性碳原子所连的它先按顺序规则将与手性碳原子所连的四个原子或基团确定一个从大到小的优先次序四个原子或基团确定一个从大到小的优先次序（如），然后让次序最小的原子或基团（如），然后让次序最小的原子或基团（）远离观察者（向最小基团方向观察）若（）远离观察者（向最小基团方向观察）若的排列次序是顺时针排列就称为型，相反反时针排列的排列次序是顺时针排列就称为型，相反反时针排列的就称为型。的就称为型。透视式R-甘油醛S-甘油醛R/S与与D/L比较比较均表示构型,R/S绝对构型，D/L相对构型含有多个不对称碳原子时，D/L以最后一个不对称碳 原子的构型来定，R/S每一个都需标明。D/L表示法与/表示法没有对应关系 四、四、含有两个不对称碳原子的旋光异构体含有两个不对称碳原子的旋光异构体1.含两个不相同的手性碳原子含两个不相同的手性碳原子III(2R,3R)-(-)-赤藓糖D-(-)-赤藓糖(2S,3S)-(+)-赤藓糖L-(+)-(2S,3R)-(-)-苏阿糖D-(-)-(2R,3s)-(+)-苏阿糖L-(+)-和和；和和是对映体是对映体和和或或；和或和或是非对映体是非对映体非对映体：非对映体：不仅旋光性不同，其它物理性质不同，不仅旋光性不同，其它物理性质不同，化学性质也不完全相同。化学性质也不完全相同。差向异构体：差向异构体：若含有若含有n个不相同个不相同的不对称碳原子的不对称碳原子,则有则有2n个旋光异构体个旋光异构体2.含两个相同的不对称碳原子含两个相同的不对称碳原子酒石酸酒石酸(2R,3S)(2S,3R)(2S,3S)(2R,3R)和和是相同化合物是相同化合物和和是对映体是对映体内消旋体内消旋体：含有不对称碳原子的非手性分子，含有不对称碳原子的非手性分子，用用i或或meso表示。表示。五、含有不对称碳原子的环状化合物五、含有不对称碳原子的环状化合物六、不含不对称碳原子化合物的旋光异构六、不含不对称碳原子化合物的旋光异构有少数旋光物质的结构中并不含不对称碳原子，但整个分子是手性分子，也具有旋光性。1.取代的丙二烯型化合物取代的丙二烯型化合物2.取代的联苯型化合物取代的联苯型化合物