旋光异构精品课件

1、关于旋光异构第一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月21. 概 述 前面，我们对有机化合物中的许多异构现象进行了讨论：碳链异构官能团位置异构几何异构 这一章我们要讨论的是一种更为精细更为重要的异构现象旋光异构（也称对映异构）。第二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月3碳链异构位置异构官能团异构几何异构旋光异构构造异构立体异构异构现象第三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月4 具有旋光异构的分子有什么特性呢？ 首先是在生物化学上，它们往往表现出不同的性质来，如：合霉素（ -）；丙氨酸，它有两种构型，当把它们作为某种细菌的食物时，只有一种被吃掉，而另一种完全保留下来。可见在生物体

2、中的选择性是很高的。这对于生物化学当然是相当重要的。第四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月5普通光:光是一种电磁波，其振动方向与前进方向垂直，普通光是由各种波长的在垂直于前进方向的各个平面内振动的光波所组成。5.1 旋光性5.1.1 偏振光：只在一个平面内振动的光。第五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月6旋光性：可通过旋光仪测定。旋光性物质：使偏光振动平面旋转的物质称为，分为左旋体和右旋体。5.1.2 旋光仪和比旋光度旋光仪的原理：第六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月7旋光仪结构示意图第七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月8旋光度和比旋光度旋光度：使偏振光振动

3、平面旋转的角度。用表示。其大小与测定时所用溶液的浓度（c)、盛液管的长度(d)、温度(t)、光波()以及溶剂的性质等有关。其值为检偏器刻度盘上的读数。右旋：为“+”，左旋： 为“一” 比旋光度：1g/ml溶液，放在1dm的 盛液管中测出的旋光度。 注意*： 1）一般用钠灯（D）作光源，=589.3nm，t=202）C：g/100ml L：dm纯物质用密度代C第八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月（3）溶液一般为稀溶液，否则测出的值不准（刻度盘可旋转n周）（4）若溶液不是水，则要在后面标出溶液及相应浓度（5）可在手册中查到，故可用该公式来计算稀溶液的浓度或验纯，也可用同一条件下测得的稀溶

4、液的值来测量旋光性的大小。5.2 手性5.2.1 对映异构现象：分子式相同、构造式相同的两个分子，构型不同，互呈实物与镜像对应关系的立体异构现象。称为对映异构。它们的旋光性能不同又称为旋光异构或光学异构。第九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月105.2.2 手性（手征性）：实物与镜像不能重叠的性质(同左、右手)5.2.3 手性分子：具有手性的分子称为手性分子5.2.4 不对称碳原子（手性碳原子）：连接四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子以C*标记5.2.5 对映异构体：若两个互为不能重叠的镜像关系，旋光大小相等但方向相反的立体异构体，则二者互为对映异构体 但手性分子中不一定含有手性

5、碳原子；含手性碳原子的分子不一定是手性分子。一般有手性的分子就有光学活性。如：第十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月115.3 分子的手性与对称性5.3.1 对称因素（判断分子有无手性的依据）(1)对称面 ：用一个平面将分子分成两部分，若一部分正好是另一部分的镜像，则该平面就是该分子的对称面。（下页） (2)对称中心 i：若分子中有一点P ，通过P点画任何直线，如果在离P点等距离的直线两端有相同的原子，则点P称为该分子的对称中心。 （下下页）第十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月12第十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月13对称中心对称中心：若分子中有一点 P ，通

6、过 P 点画任何直线，如果在离 P 点等距离的直线两端有相同的原子或基团，则点 P 称为分子的对称中心（i )第十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月14 具有对称中心或对称面的分子没有手性，即没有旋光活性手性碳原子：和四个不相同的原子或基团相连的碳原子，用“ * ” 标出。第十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月155.4 含一个手性碳原子的化合物外消旋体：构型的书写 费歇尔（Fischer)投影式构型的表示方法（R S）描述手性碳所连的四个基团在空间的分布状况。第十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月16第十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月17 含有一个

7、手性碳原子的化合物只能有两种构型，即两个对映异构体。 5.4.1.外消旋体：等量的对映体组成的混合物，无旋光性，在手性条件下可拆分。5.4.2.构型的表示方法：锯架式（透视式）， 契形式，Newman投影式，费歇尔投影式（为了书写方便）Fischer 投影规则： 用一个“十” 字，以其交点代表手性碳原子，四端与四个不同原子或基团相连，将碳链放在竖直线上的两个顶点，氧化态较高的碳原子或编号为一号碳原子在上面。以竖直线相连的原子或基团表示伸到纸后。即远离读者；以水平线相连的原子或基团表示伸出纸前即伸向读者，然后用光照射，投到纸面上的式子即为Fischer投影式第十七张，PPT共四十七页，创作于20

8、22年6月18透视式和Fischer投影式第十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月19Fischer 投影式ABC第十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月20 费歇尔（Fischer)投影式第二十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月21Fischer投影式注意事项：（1）“十”的含义：交叉点表示手性C，四个端点连四个不同的基团；（2）四个基团的空间关系：“横”前“竖”后。（3）四点操作：第二十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月221、投影式不能离开纸面翻转；2、在纸平面上只能转动180o；不能转动90o ；3、投影式中任意两个基团不能对调；4、投影式中固定一个基

9、团，其它三个可依次轮换如：第二十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月235.4.4 对映（异构）体的命名：步骤（1）根据次序规则确定四个基团的优先次序abcd，找出最小的基团。注意：Z型优先于E型，R型优先于S型；（2）确定R、S：把最小基团d置于离观察者最远位置，从a，b，c为顺时针旋转，则为R，若为逆时针旋转，则为S。第二十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月24Fischer投影式中R、S的简便确定法：第二十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月25（1）若最小基团d在竖线上，则a，b，c为顺时针旋转为R型，逆时针为S型；（2）若最小基团d在横线上，则a，b，c顺时

10、针旋转为S型，逆时针为R型。 即：小横顺S.第二十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月265.5 含n个C*的开链化合物的对映异构体5.5.1 含两个不相同(C*) 化合物的对映异构体立体异构体总数： 2n个 2n-1个外消旋体即： 2n-1对映异构体 例5.5.2 含两个相同C*的化合物对映异构体以酒石酸为 例内消旋体：含多个手性碳原子但不具有旋光性的化合物称为内消旋体（为纯净物）。分子内有一对称面。第二十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月27含两个不同手性碳的化合物COOHCH2OHOHHOOHOHHOOHHOHO第二十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月28含两

11、个相同手性碳的化合物OHHOOHHOOHHOOHHO第二十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月295.6 碳环化合物的对映异构环丙烷衍生物；环丁烷衍生物；环戊烷衍生物；环己烷衍生物。环状化合物的立体异构。第二十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月30环状化合物的立体异构第三十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月31二氯环丁烷，二氯环戊烷，二氯环己烷第三十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月321. 联苯型5.7 不含手性碳原子的化合物的对映异构第三十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月332. 丙二烯衍生物第三十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月

12、34练习：1. 反-2-丁烯加溴得到(2R,3S)-2,3-二溴丁烷,即内消旋体,顺-2-丁烯加溴得到(2R,3R)-2,3-二溴丁烷及其等量对映体,即外消旋体,试说明其立体化学过程第三十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月35对映异构体50%50%第三十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月362. 顺-2-丁烯与氯水反应生成氯醇(I)及其对映体,反-2-丁烯与氯水反应生成氯醇(II)及其对映体,试说明其立体化学过程.第三十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月375.7 旋光异构体的性质物理性质：熔点、沸点、相对密度、比旋光度、溶解度等在非手性环境中完全相同。但旋光方向

13、相反。化学性质：在非手性试剂的作用下完全相同与手性试剂作用时。或在手性溶剂或手性催化剂的作用下，两者反应速率有所不同，生理活性（药性）不同；在某些特殊情况下，其中的一个根本不起反应。对映体可在手性条件下（手性试剂、手性催化剂等）拆分。第三十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月38-氨基酸构成生物体的有机物大多数都是有旋光性的第三十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月39 D-（+）-葡萄糖第三十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月409- - D 脱氧核呋喃糖腺嘌呤第四十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月415.8 不对称合成，立体选择性反应，立体专一性反应由非手性的化合物合成手性化合物时，在无外界手性因素的影响下，总是得到外消旋混合物。例：丁烷的氯代反应第四十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月42第四十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月43在已有一个手性中心的分子中引入第二个手性中心时，得到不等量的非对映异构体，而是一对对映体和内消旋体。第一个手性中心对第二个手性中心的构型有控制作用。例：第四十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月4471%29%第四十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月45不对称合成 将分子中的一个非手性中心转化为手性中心时，使某一个立体异构的量占优势的合成（asymmetric synth