第六章 对映异构教学课件.ppt

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1、2022-4-16第一节 物质的旋光性和旋光度第二节 旋光性和分子结构的关系第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构2022-4-16碳架异构官能团异构位置异构互变异构构象异构构型异构 构造异构 同分异构 立体异构 立体异构体分子的构造（即分子中原子相互联结的方式和次序）相同,只是立体结构（即分子中原子在空间的排列方式）不同的化合物互为立体异构体。2022-4-16(一) 偏振光 一. 偏振光和旋光性偏振片（棱镜）：只允许与其晶轴平行的光通过。平面偏振光（偏振光或偏光）光透过偏振片后，变为只在一个平面内振动的光。光波是一种电磁波，光的振动方向与光的前进方向垂直。2022-4-16如果在两个棱镜

2、之间放一个盛液管，里面装入两种不同的物质：（二）旋光性（1）旋光性物质能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。 （2）非旋光性物质不具有旋光性的物质，叫做非旋光性物质。2022-4-16右旋物质能使偏振光的振动平面顺时针旋转的物 质。 用 “d ” 或 “+” 表示。左旋物质能使偏振光的振动方向逆时针旋转的物 质。 用 “l ” 或 “-” 表示。 例：(+)葡萄糖， ()果糖2022-4-16如果在两个棱镜之间放一个盛液管，装入两种不同的物质：旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度,以“ ”表示。（一）旋光度：二. 旋光仪和比旋光度旋光方向顺时针，右旋，以

3、“d”表示逆时针，左旋，以“l”表示（二）旋光仪和比旋光度 :(1) 旋光仪组 成：光源 起偏镜盛液管 检偏镜2022-4-16光源光源起偏棱镜起偏棱镜自然光自然光盛液管盛液管偏振光偏振光检偏棱镜检偏棱镜眼睛眼睛旋光仪工作原理旋光仪工作原理2022-4-16(2) 比旋光度:旋光度“ ”受温度、光源、浓度、管长等许多因素的影响，为了便于比较，常用比旋光度 来表示： l= = tc l l式中： - 为旋光仪测得试样的旋光度； c- 为试样的质量浓度，单位 g . ml 1; l - 为盛液管的长度，单位 dm 。t - 测样时的温度。l l -为旋光仪使用的光源的波长2022-4-16一.手性

4、和手性分子左手的镜像是右手左、右手对映而不能重合，这种性质称为手性分子：不能与其镜象重合的分子；非手性分子：而能与其镜像重合的分子。 第二节 旋光性和分子结构的关系规律：手性分子构成的物质都具有旋光性；旋光性 物质的分子都是手性分子互相判定。2022-4-16判断化合物是否旋光的方法：分子与其镜像是否重合：（根据模型）（根据模型） 分子的对称性：（根据对称元素）（根据对称元素）对称对称非手性非手性不旋光不旋光不对称不对称手性手性旋光旋光重合重合非手性非手性不旋光不旋光不重合不重合手性手性旋光旋光二.分子手性的判断：2022-4-161.分子的对称因素与手性:既无对称面也没有对称中心的，一般可判

5、定为是手性分子。COOHCH3 HH COOHHHOHCOOH OH 具有对称因素的分子没有手性，也没有旋光性, 为非手性分子。2022-4-162.分子的手性碳原子与手性:(1) 手性碳原子:分子中连有四个不同原子或基团的碳原子叫不对称碳原子（手性碳原子）。 *CH3CHCH2CH3ClCH3CHCHCH2CH3ClCl* *课堂练习：2022-4-162022-4-16(2) 手性碳原子与手性的关系:一般，不含手性碳原子的分子不具有手性 判断有机物分子是否为手性的重要标志C。 注意：C碳原子是决定分子是否具有手性的重要标志，但不是决定性标志。化合物分子是否为手性的决定性因素是分子的不对称性

6、。结论：一般，含有一个手性碳原子的开链化合物是手性的，有两个构型异构体互为对映体。2022-4-16COOHCH3OHHH3COHCOOHH-对映异构体：分子构造相同，构型不同，互为实物与镜像关系而不能重合的立体异构体,叫做对映异构体。简称对映体。例如：()乳酸和(+)乳酸 第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构 一. 对映异构和外消旋体2022-4-16外消旋体：由等量的左旋体和右旋体组成的混合物。 以 ()或（dl）表示。外消旋体特点： 不具有旋光性 其他物理性质往往与单纯旋光体不同例如：(-)乳酸、(+)乳酸 mp=5353 ()乳酸（酸牛奶中） mp=16.82022-4-16乳酸分

7、子的一对对映体 OHCOOHCHCH3COOHCHH3CHO（1）构型的表示法 透视式 实线相连的原子/基团纸面上楔形线相连的原子/基团纸面前虚线相连的原子/基团纸面后规定：C*纸面上二. 对映异构体的构型表示法：透视式、费歇投影式2022-4-16（2）构型的表示法 Fischer 投影式投影规则：主链竖直放置，编号最小的基团放在上端；C C* *纸面上，横、竖线“”交叉点代表C* 横向原子或基团伸向纸平面前 竖向原子或基团伸向纸平面后乳酸两种构型的费歇尔投影式2022-4-16l 在纸面上旋转180不变。l 在纸面上旋转90、270或翻转对映体。l 取代基位置互换一次或奇数次，构型改变成为

8、其对映体；互换偶数次，构型不变。投影式使用规则：练习：下列化合物是对映体还是同一物质？2022-4-162022-4-16 (一）D / L标记法以甘油醛为基础，通过化学方法合成其它化合物，仍保持甘油醛的原有构型。例：HOHCOOHCH2OHHOHCOOHCH3H HOHCHOCH2OHO三. 对映异构体构型标记法2022-4-16（二） R / S标记法: 绝对构型标记法 ClCHCH3C2H5Cl C2H5 CH3为顺 时针排列 R2氯丁烷 ClCHC2H5CH3Cl C2H5 CH3为逆时针排列 S2氯丁烷 1.透视式 R / S标记法判断：2022-4-16优先顺序规则： 例：-I -

9、Br -Cl -OH -CH3 -H （2）当直接和手性碳原子相连的原子相同时，可再比较第二个原子；依此类推。-CH（CH3）2 -CH2CH2CH3 -CH2CH3 -CH3（3）双键和三键可分别看作两次和三次与有关元素的结合。（1）首先比较和手性碳原子相连接的原子的原子序数，原子序数大者优先。例如: -CHO -CH2OH -CH=CH2 -CH2CH32022-4-16COOHCH3OHHHOCOOHCH3H从右后方观察 为顺时针排列 R乳酸 S乳酸逆时针排列 2. 费歇尔投影式 R / S标记法判断：2022-4-16（1) 基团排序。（2) 若最小基团在横键上, 其它基团为顺时针,

10、则为S; 其它基团为逆时针, 则为R。（3) 若最小基团在竖键上, 其它基团为顺时针, 则为R; 其它基团为逆时针, 则为S。如何根据Fischer 投影式判断R、S构型:横-顺-SClHBrIHClBrI例： R S2022-4-16RSSS2022-4-162.请写出R-2-丁醇的费歇尔投影式。3.根据RS构型指出下列哪些是对映体。 (1) 与（2）对映异构（1）与（3）对映异构（4）与（1）是同一物质（2）与（3）是同一物质2022-4-16绝对构型绝对构型相对构型相对构型注意：无论是D, L还是R, S标记方法，都不能通过其标记的构型来判断旋光方向。 因为旋光方向是化合物的固有性质，而

11、对化合物的构型标记只是人为的规定。D, L标记的是相对构型，R,S标记的是绝对构型结论: 旋光性化合物的构型（R、S或D、L）和其旋光方向（或）没有必然的联系。2022-4-16一. 具有两个不同手性碳原子的对映异构体与是对映体; 与是对映体ClCOOHHOHCOOHCOOHHOClHOHOHHCOOHHOHCOOHCOOHClHHOHClCOOHCOOH第四节 含两个手性碳原子化合物的对映异构2022-4-16HHOHHHOCOOHCOOHHOHHOCOOHCOOH HHOHOHHCOOHCOOHHO HHOCOOHCOOH与是对映异构体; 与是是同一物质，为内消旋体。二. 具有相同手性碳原子的对映异构体酒石酸的四种构型判断: 有手性碳的分子一定是手性分子,具有旋光性。内消旋体: 分子内含有相同的手性碳原子并存在对称因素导致分子内部的旋光性相互抵消的化合物称为内消旋体. （2R, 3R) （2S, 3S）（2S, 3R） (2S, 3R）2022-4-16习 题