第五章旋光异构ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第五章 旋光异构我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物同分异构现象同分异构现象 同分异构现象同分异构现象构造异构构造异构立体异构立体异构碳链异构碳链异构位置异构位置异构官能团异构官能团异构构型异构构型异构构象异构构象异构顺反异构顺反异构(几何异构几何异构)对映异构对映异构(旋光异构旋光异构)构型异构构型异构我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样
2、一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、一、 分子的手性与旋光活性分子的手性与旋光活性二、分子的手性和对称性二、分子的手性和对称性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、一、 分子的手性与旋光活性分子的手性与旋光活性当分子中的一个碳原子与四个不同的原子(基团)当分子中的一个碳原子与四个不同的原子(基团)相连时,这个化合物可能有两种不同的空间排列,相连时,这个化合物可能有两种不同的空间排列,例如:例如:CCH2CH3HBrCH3以上两个分子在空间不能重叠,
3、它们并不是同一种化合物,这两以上两个分子在空间不能重叠,它们并不是同一种化合物,这两个构型不同的化合物之间的差别在于对平面偏振光的不同影响。个构型不同的化合物之间的差别在于对平面偏振光的不同影响。手性手性:互为实物与镜象关系,不能重合的性质:互为实物与镜象关系,不能重合的性质我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1 1、平面偏振光和旋光活性、平面偏振光和旋光活性平面偏振光平面偏振光只在一个平面上振动的光只在一个平面上振动的光旋光活性旋光活性使偏振光的振动面发生旋转的性质使偏振光的振动面发生旋转的性
4、质旋光活性物质旋光活性物质具有旋光活性的物质。具有旋光活性的物质。如如:2-氯氯丁烷丁烷,乳酸乳酸,葡萄糖葡萄糖,氯霉素等氯霉素等nicol偏光偏光具有手性的分子具有手性的分子就有旋光活性就有旋光活性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2 2、比旋光度、比旋光度旋光度,用旋光度,用“ ”表示,其数值与测定条件有关;表示,其数值与测定条件有关; 比旋光度比旋光度: D Dt t = = L L:旋光管长度,分米;旋光管长度,分米;:样品浓度,克样品浓度,克/ 毫升毫升t:温度;温度; D:钠光灯波
5、长钠光灯波长 598nm 右旋,用右旋,用“+”“+”表示;表示;左旋,用左旋,用“-”“-”表示;表示;测定旋光度可用来鉴定旋光性物质测定旋光度可用来鉴定旋光性物质, ,物质的纯度和含量物质的纯度和含量. . 如葡萄糖:如葡萄糖: D D2020 = +52.5 = +52.5我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 具有手性的物质其具有手性的物质其实物实物与与镜像镜像之间互为之间互为对映异构体对映异构体(又称又称旋光异构旋光异构) 分子具有分子具有手性手性是产生对映异构的必要条件。是产生对映异构
6、的必要条件。判断分子手性的方法:看实物与镜像是否重叠判断分子手性的方法:看实物与镜像是否重叠 通过观察分子的通过观察分子的对称性对称性来判断。来判断。二、分子的手性和对称性二、分子的手性和对称性2-溴丁烷溴丁烷我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1、对称因素对称因素 (1). 对称面对称面: 假如有一个平面可以把分子分割成两部分,假如有一个平面可以把分子分割成两部分,而一部分正好是另一部分的镜像,这个平面就而一部分正好是另一部分的镜像,这个平面就是分子的对称面。是分子的对称面。CClHClHCC
7、ClHHCl对称面对称面对称面对称面我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2). 对称中心对称中心 若分子中有一点,通过该点画任何直线,在离若分子中有一点,通过该点画任何直线,在离此点等距离的两端有相同的原子,则该点称为分子此点等距离的两端有相同的原子,则该点称为分子的对称中心。的对称中心。HHHHHHH3CCH3HHFFClClHH对称中心对称中心我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物C3ClHC
8、lClC6(3). 对称轴对称轴 以设想直线为轴旋转以设想直线为轴旋转360。/ n,得到与原分子相得到与原分子相 同的分子,该直线称为同的分子,该直线称为n重对称轴重对称轴( (又称又称n阶对称轴阶对称轴) )。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2、对称因素与手性的关系对称因素与手性的关系( (判断依据判断依据) )有对称面有对称面或或对称中心的分子均可与其镜象重叠,对称中心的分子均可与其镜象重叠,是非手是非手性分子性分子既既无对称中心,无对称中心,又又无对称面的分子无对称面的分子必定必定有
9、手性,有手性,是手性分子是手性分子对称轴对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。并不能作为分子是否具有手性的判据。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一个分子一个分子不能与它的镜像重合不能与它的镜像重合的条件一般是的条件一般是 这分子这分子没有对称面,也没有对称中心。没有对称面,也没有对称中心。CCOOHHOH3CHCHOOCOHCH3HCCH2OH3CHCH2COCH3H我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有
10、一个活的生物非非手性分子手性分子镜像镜像FClClHFClClHFClClHClBrClBrClBrClBrClBrClBr非非手性分子手性分子有对称面有对称面或或对称中心对称中心我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。 有对称轴有对称轴ClHClClH我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物用用* *标记标记C H3C H
11、C H C H3C l C lCH3CHCHCH2CH3Cl ClFCBrClHFCHClBr对有机物而言,看是否手性的判据是:对有机物而言,看是否手性的判据是:有机化合物中,大多数手性分子具有手性碳原子有机化合物中,大多数手性分子具有手性碳原子。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 三、具有一个手性碳原子的对映异构三、具有一个手性碳原子的对映异构 四、具有两个手性碳原子化合物的对映四、具有两个手性碳原子化合物的对映异构异构我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界
12、里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三、三、 具有一个手性碳原子的对映异构具有一个手性碳原子的对映异构分子只有一个手性碳,分子只有一个手性碳,必然必然具有手性具有手性。含一个手性碳原子的化合物含一个手性碳原子的化合物有一对对映体有一对对映体,对映体的旋光度大小相等,方向相反。对映体的旋光度大小相等,方向相反。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物对映异构体对映异构体 (S)-(+)-乳酸乳酸 (R)-(-)-乳酸乳酸 D = +3.82 D = -3.82 1515CH
13、OCOOHCH3HCCOOHCH3HOH一个可使平面偏振光向右旋,称为一个可使平面偏振光向右旋,称为右旋体右旋体(+) ;另一另一个可使平面偏振光向左旋,称为个可使平面偏振光向左旋,称为左旋体左旋体(-) 。二者。二者旋旋转角度相同转角度相同。因此对映异构也叫做旋光异构。因此对映异构也叫做旋光异构。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例:例:Br2hv,CH3HBrC2H5CH3HBrC2H5+CH3CH2CH2CH350%50%外消旋体性外消旋体性(racemic mixture)CH3CHC
14、H2CH3Br外消旋体没旋光性外消旋体没旋光性我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物构型的命名法构型的命名法 选择选择优先顺序优先顺序最小的原子或基团最小的原子或基团远离观察者,其余远离观察者,其余原子或基团依优先原子或基团依优先顺序排列顺序排列(S)- -2- -丁醇丁醇(R)- -2- -丁醇丁醇CH3C2H5HOHCH3C2H5OHHCH3CHC2H5O H*有一个手性碳有一个手性碳复习较优基团复习较优基团p16+84我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里
15、呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物注意:注意: R、S与左、右旋的关系:与左、右旋的关系: 没有必然的联系。没有必然的联系。 如果如果R构型是构型是,则,则S构型为构型为;反之,如果;反之,如果R构型是构型是,则,则S构型为构型为。构型构型 旋光方向(水溶液)旋光方向(水溶液)乳酸乳酸 R S + 甘油醛甘油醛 R + S 乳酸与甘油醛的构型与旋光方向乳酸与甘油醛的构型与旋光方向我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2 2) D D、L L- -命名法命名法以甘油醛为标
16、准,人为规定:以甘油醛为标准,人为规定: 羟基在碳链右边的为羟基在碳链右边的为D D型,它的对映体为型,它的对映体为L L型。型。OHCH2OHCHOHHOCH2OHCHOHD-D-甘油醛甘油醛L-L-甘油醛甘油醛 凡可以从凡可以从D-甘油醛通过化学反应而得到的化合物,甘油醛通过化学反应而得到的化合物,或可以转变成或可以转变成D-甘油醛的化合物,都具有与甘油醛的化合物,都具有与D-甘油醛甘油醛相同的构型,即相同的构型,即D型。与型。与L-甘油醛的相同构型的化合甘油醛的相同构型的化合物则是物则是L型。型。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉
17、快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物HOHCOOHCH3CH3HOCOOHHL-乳酸乳酸 D-乳酸乳酸 OHCH2OHCHOHHOCH2OHCHOHD-D-甘油醛甘油醛L-L-甘油醛甘油醛我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3 3、分子构型的表示方法、分子构型的表示方法CH3C2H5HOHCH3CC2H5OHHCH3C2H5OHH画投影式时,习惯把编号最小的碳原子放在上画投影式时,习惯把编号最小的碳原子放在上端,让主链自然下垂,取代基分置碳链两侧。端,让主链自然下垂,取代基分置碳链两侧。
18、 1 1)模型)模型 2 2)透视式)透视式 3 3)FischerFischer投影式投影式记忆规则:横前竖后记忆规则:横前竖后我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物CH3HOHOHHCH3CH3OHHHOHCH3IIIC3 转180o23CH3HOHHOHCH323CH3OHHCH3HOH23CH3HOHCH3OHH23IIICH3OHHCH3HOH23I32将主链转至同一方向将主链转至同一方向互为镜像,不能重合互为镜像,不能重合我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美
19、丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物注意:注意:为了保持投影式的构型不改变,必须遵守以为了保持投影式的构型不改变,必须遵守以下规定:下规定: 1. 1.FischerFischer投影式只能在纸面上旋转投影式只能在纸面上旋转1801800 0,而不是,而不是90900 0或或2702700 0 2. 2.投影式不能离开纸面翻转投影式不能离开纸面翻转 3. 3.手性碳原子所连原子或基因,可以两手性碳原子所连原子或基因,可以两-两交换两交换偶数次,而不能奇数次偶数次,而不能奇数次 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是
20、我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物四、四、 具有两个手性碳原子化合物的对映异构具有两个手性碳原子化合物的对映异构1 .具有两个具有两个不相同手性不相同手性碳原子化合物的对映异构碳原子化合物的对映异构含有两个手性碳原子的化合物应有四个立体异构体。含有两个手性碳原子的化合物应有四个立体异构体。例如:例如:2-羟基羟基-3-氯丁二酸氯丁二酸HCOOHHOHClCOOHHCOOHOHHClCOOHHOCOOHHHClCOOHOHCOOHHHClCOOH23(2R,3R)- 2-羟基羟基-3-氯丁二酸氯丁二酸(2R,3S)-(2S,3R)-分子中含几个不同的分子中含几个不同的 C C
21、时,对映体的个数为时,对映体的个数为2 2n n。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物对映体对映体对映体对映体非对映体非对映体 非对映体之间在化学、物理性质上有较大的区别。非对映体之间在化学、物理性质上有较大的区别。HCOOHHOHClCOOHHCOOHOHHClCOOHHOCOOHHHClCOOHOHCOOHHHClCOOH23非对映体非对映体:没有对映关系的旋光异构体。:没有对映关系的旋光异构体。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,
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