旋光异构 有机化学

旋光异构有机化学第一页，共四十一页，编辑于2023年，星期三碳链异构位置异构官能团异构互变异构构型异构构象异构顺反异构旋光异构同分异构的种类：第二页，共四十一页，编辑于2023年，星期三旋光异构又称对映异构或光学异构，是指两个分子或多个分子由于构型的差异而表现出的不同旋光性能的现象，这些分子互为旋光异构体。第三页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

5.1物质的旋光性一、偏振光

光源尼科尔棱镜偏光水或酒精等乳酸或葡萄糖等第四页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

*能使偏光旋转的物质，叫做旋光性物质或光学活性物质。**能使偏光旋转的性质，叫做物质的旋光性第五页，共四十一页，编辑于2023年，星期三二、旋光度

1、旋光仪光源起偏镜盛液管检偏镜方向：使偏光顺时针旋转-----右旋光，用+表示使偏光逆时针旋转-----左旋光，用-表示角度：偏光偏转的角度-----旋光角2、旋光度旋光角附上旋光方向叫旋光度，用α表示。第六页，共四十一页，编辑于2023年，星期三用于比较物质旋光能力的大小三、比旋光度溶液：液体：（1）推测未知物（2）求未知物浓度注意单位！第七页，共四十一页，编辑于2023年，星期三问题：有一物质的水溶液其浓度为0.05g·mL-1，在25℃时，放入长度为100cm的盛液管中，钠光为光源，测得其旋光度为-4.64°，问：（1）此物质的比旋光度为多少？（2）同样的溶液若放在10cm长的盛液管中，比旋光度又为多少？旋光度呢？第八页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

5.2物质的旋光性与分子结构的关系一、手性和手性分子1、手性实物与其镜象不能重合的特征称为手性，有如左右手的关系。第九页，共四十一页，编辑于2023年，星期三2、手性分子任何一个不能和它的镜象完全重叠的分子是手性分子！镜子第十页，共四十一页，编辑于2023年，星期三2－丙醇可与其镜像重叠，它不是手性分子第十一页，共四十一页，编辑于2023年，星期三**与四个不同的原子或基团相连的碳原子称为手性碳原子或不对称碳原子(用C*表示)。*手性分子有旋光性*第十二页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

如何从分子结构上来判断一个化合物是否具有手性?根本的办法是判断分子是否具有对称因素。对称因素有对称面、对称轴、对称中心。二、手性与对称因素的关系第十三页，共四十一页，编辑于2023年，星期三.

正立方体具有9个对称面（未全部画出）球体具有无数个对称面对称面第十四页，共四十一页，编辑于2023年，星期三2-氯丙烷有对称面2-氯丁烷无对称面第十五页，共四十一页，编辑于2023年，星期三E-1,2-二氯乙烯Z-1,2-二氯乙烯有对称面第十六页，共四十一页，编辑于2023年，星期三对称中心←有对称中心通过一点做任意直线、在直线距中心点等距的两端有相同的原子或基团反-2.4－二甲基－反-1.3－环丁二酸第十七页，共四十一页，编辑于2023年，星期三无对称中心，有对称面。反－2,4－二甲基－顺－1,3－环丁二酸

第十八页，共四十一页，编辑于2023年，星期三不具备对称因素的分子为手性分子，有旋光性。

产生旋光性的根本原因是分子结构的不对称性！第十九页，共四十一页，编辑于2023年，星期三5.3含一个手性碳原子化合物的旋光异构一、对映体

乳酸的对映体第二十页，共四十一页，编辑于2023年，星期三乳酸，空间有二种不同排列。互为镜象，称为对映体。其一能使偏光右旋，称右旋体；其二能使偏光左旋，称左旋体。左旋体与右旋体：分子组成相同，化学性质相同，m.p、b.p亦相同，比旋光度数值相等，唯旋光方向相反—这样的异构现象称为旋光异构。第二十一页，共四十一页，编辑于2023年，星期三二、外消旋体

等量对映体的混合物无旋光性，称为外消旋体。

含一个手性碳的化合物有二个旋光异构体，它们是一对对映体，可组成外消旋体。如2－羟基丁酸…第二十二页，共四十一页，编辑于2023年，星期三第二十三页，共四十一页，编辑于2023年，星期三三、费歇尔投影式投影规则：

(1)碳链竖放，碳链编号最小的碳原子位于上端。

(2)用交叉的“+”代表手性碳原子。

(3)与手性碳原子相连的横线表示伸向纸面前方的化学鍵。

(4)与手性碳原子相连的竖线表示伸向纸背面的化学健。第二十四页，共四十一页，编辑于2023年，星期三例如：第二十五页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

几个注意问题：

1、投影式在纸面上旋转90°,构型反转。

2、在纸面上旋转180°，构型不变。3、离开纸面翻转，则构型反转。4、投影式任意两个原子或基团互换位置则构型反转。5、投影式固定任意一个原子或基团不动，其它三个顺时针或逆时针轮换位置，构型不变。第二十六页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

5.4旋光异构体构型的表示法一、D、L标记法分别命名为：D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛

1951年前，人为规定用Ⅰ式表示右旋甘油醛，用Ⅱ式表示左旋甘油醛。D（I）L（Ⅱ）第二十七页，共四十一页，编辑于2023年，星期三*

D、L表示构型，+、–

表示旋光方向**

D、L与+、–

之间无固定关系。D（+）—甘油醛D（–）—甘油酸D（–）—乳酸第二十八页，共四十一页，编辑于2023年，星期三二、R、S标记法

1、将与C*

相連的四个原子或基团按次序规则排序，大者在前。如a>b>c>d。

2、将C*按四面体排布，序号最小者d

远离观测者，其它三个靠近观测者，并按大小顺序绕环，顺时针方向者为R构型；逆时针方向者为S

构型。第二十九页，共四十一页，编辑于2023年，星期三第三十页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

R-构型S-构型第三十一页，共四十一页，编辑于2023年，星期三R、S仅仅只表示构型，不代表旋光方向。第三十二页，共四十一页，编辑于2023年，星期三5.5含有二个手性碳原子化合物的旋光异构一、含有二个不同手性碳原子的化合物第三十三页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

ⅠⅡⅢⅣ*2-羟基-3-氯丁二酸的费歇尔投影式(2R,3R)-(+)-(2S,3R)-(-)-(2R,3S)-(+)-(2S,3S)-(-)-对映体：旋光方向相反，物理性质与化学性质均相同。非对映体：旋光度不同，物理性质不同，但化学性质相似。第三十四页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

二、含有二个相同手性碳原子的化合物

（2,3-二羟基丁二酸）

ⅠⅡⅢⅣ(2R,3R)-(+)-(2S,3S)-(-)-meso-第三十五页，共四十一页，编辑于2023年，星期三三、其他立体异构现象取代联苯

2,2’-二羧基联苯取代丙二烯

2,3—戊二烯环状化合物第三十六页，共四十一页，编辑于2023年，星期三

5.6某些有机反应中的立体化学一、SN2

的立体化学

Walden转化

R-2-氯丁烷水解得S-2－丁醇，构型反转了，为什么？RS第三十七页，共四十一页，编辑于2023年，星期三S二、SN1的立体化学

R－3－甲基－3－溴己烷在NaOH熔液中水解，产物是否有旋光性？R产物为外消旋体－－无旋光性！第三十八页，共四十一页，编辑于2023年，星期三