有机化学第六章-对映异构体课件.ppt

1、几何异构 因共价键旋转受阻而产生的立体异构。构象异构 因单键“ 自由” 旋转而产生的立体异构。CH3HHCH3HHHCH3HHHCH3CH3CH3旋光异构 因分子中手性因素而产生的立体异构。CH3CC2H5BrClCCH3ClC2H5BrCCH3ClBrH5C2立体异构立体异构分子式构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系分子式构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象称对映异构，由于它们异构体之间的立体异构现象称对映异构，由于它们异构体之间的旋光性能不同，故又称旋光异构或光学异构。的旋光性能不同，故又称旋光异构或光学异构。 光是一种电磁波，它振动着前光是一种电磁波，它振动着前进，振动

2、方向垂直于前进方向。普进，振动方向垂直于前进方向。普通光在所有可能的平面上振动。通光在所有可能的平面上振动。 普通光普通光平面偏振光平面偏振光 如果使如果使普通光普通光通过通过Nicol Nicol 棱棱镜，只有同棱镜晶轴平行的平镜，只有同棱镜晶轴平行的平面上振动的光线才可以通过棱面上振动的光线才可以通过棱镜，因此通过这种棱镜的光线镜，因此通过这种棱镜的光线就就只在一个平面上振动只在一个平面上振动，这种，这种光就是平面偏振光。光就是平面偏振光。平面偏振光平面偏振光一、手性和对称因素一、手性和对称因素 在盛液管中放入旋光性物质后，偏振光将发生偏转。在盛液管中放入旋光性物质后，偏振光将发生偏转。这

3、种使偏振光平面旋转的性质称为物质的旋光性，这种使偏振光平面旋转的性质称为物质的旋光性，能使偏能使偏振光向右旋转的，称为振光向右旋转的，称为右旋右旋体体，用，用(+) (+) 表示；表示； 能使偏振能使偏振光向左旋转的，称为光向左旋转的，称为左旋左旋体体，用，用(-) (-) 表示。表示。旋光仪示意图旋光仪示意图 lBt: : 旋光仪的旋光度旋光仪的旋光度B B: : 质量浓度质量浓度(g/ml)(g/ml) l l: : 盛液管的长度盛液管的长度 t: t: 测定时的温度测定时的温度 : : 光源的波长光源的波长 偏振光旋转的角度偏振光旋转的角度称为旋光度。旋光称为旋光度。旋光度度与盛液管的长

4、度、溶液的浓度、光源的波与盛液管的长度、溶液的浓度、光源的波长、测定时的温度、所用的溶剂的关系。长、测定时的温度、所用的溶剂的关系。通常用比旋光度通常用比旋光度 t 来表示物质的旋光属来表示物质的旋光属性。性。 通常规定通常规定1ml含含1g旋光物质浓度的溶液旋光物质浓度的溶液放在放在1dm长的旋光管中测得的旋光度为该物长的旋光管中测得的旋光度为该物质的比旋光度。质的比旋光度。公式如下：公式如下：实验事实证明：如果物质的分子和其镜像不实验事实证明：如果物质的分子和其镜像不能重合，这种物质就有能重合，这种物质就有旋光性旋光性。我们把物质的分子和其镜像不能重合的这种我们把物质的分子和其镜像不能重合

5、的这种特征称特征称手性（手性（Chirality) 或或手征性手征性。具有手。具有手性的分子称性的分子称手性分子（手性分子（ Chiral molecules). 化合物分子中的一个碳原子与四个不同的化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相连时，这个化合物在空间可能有两原子相连时，这个化合物在空间可能有两种不同排列，例如：种不同排列，例如：CCH2CH3HBrCH3以上两个分子在空间不能重叠，它们并不是同一种化合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。振光的不同影响。不对称

6、碳原子称手性不对称碳原子称手性中心或手性碳原子中心或手性碳原子HHFFClClHHCClHClHCCClHHCl有机化学中使用的最多的是对称中心和对称面：有机化学中使用的最多的是对称中心和对称面：对称面对称面对称中心对称中心对称面对称面有对称面和有对称面和/或对称中或对称中心的分子无手性，无心的分子无手性，无对映异构现象。对映异构现象。一个分子不能与它的镜像重合的条件一般一个分子不能与它的镜像重合的条件一般是是 这分子没有对称面，也没有对称中心。这分子没有对称面，也没有对称中心。CCOOHHOH3CHCHOOCOHCH3HCCH2OH3CHCH2COCH3H二、具有一个手性中心的对映异构二、具

7、有一个手性中心的对映异构这两种立体异构体互呈物体和镜像的对映关这两种立体异构体互呈物体和镜像的对映关系，因此互称为对映异构体，简称对映体。系，因此互称为对映异构体，简称对映体。等量的左旋和右旋的对映体混合到一起，得等量的左旋和右旋的对映体混合到一起，得到外消旋体。到外消旋体。构型表示方法构型表示方法: 画画投影式投影式时，习惯把编号最小的碳原子放在上端，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。让主链自然下垂，取代基分置碳链两侧。BrHCH3C2H5BrHCH3C2H5费歇尔费歇尔(Fisher)投影式投影式COHC2H5CH3HEyeCOHCH3C2H5HEye

8、 首先把与手性碳原子相连的四个原子或基首先把与手性碳原子相连的四个原子或基按次序规则排列顺序，然后把排列次序最小的按次序规则排列顺序，然后把排列次序最小的放在距观察者最远的地方，再看其它三个基的放在距观察者最远的地方，再看其它三个基的排列位置，如果由大到小是顺时针排列的，是排列位置，如果由大到小是顺时针排列的，是R型，反时针方向是型，反时针方向是S型。型。(R)-2-丁醇丁醇(S)-2-丁醇丁醇三、三、 构型构型的的R,S命名命名规则规则四、四、 具有两个手性中心的对映异构具有两个手性中心的对映异构1. 具有两个不同手性碳原子的对映异构具有两个不同手性碳原子的对映异构含有两个手性碳原子的化合物

9、应有四个立体异含有两个手性碳原子的化合物应有四个立体异构体。例如：构体。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)-(2S,3S)- 2-羟基羟基-3-氯丁二酸氯丁二酸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、物理非对映体之间在化学、物理性质上有较大的区别。性质上有较大的区别。HCOOHHOHClCOOHHCOOHOHHClCOOHHOCOOHHHClCOOHOHCOOHHHClCOOH232. 具有两个相同手性碳原子的对映异构具有两个相同手性碳原子的对映异构HCOOHHOHHOCOOHHCOOHOHHOHCOOHHOCOOHHHOHCOOHOHCOOHHHHOCOOH23(2R,3S)-2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸(2S,3R)-2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸(2S,3S)-(2R,3R)-内消旋体，内消旋体，存在对称存在对称平面，无平面，无手性。手性。对映体对映体HCOOHHOHHOCOOHHCOOHOHHOHCOOHHOCOOHHHOHCOOHOHCOOHHHHOCOOH