对映异构简化

对映异构简化第1页，课件共33页，创作于2023年2月构型异构体构象异构体构造异构体(平面异构体)

同分异构体碳架异构体官能团异构体官能团位置异构体互变异构体顺反异构体对映异构体(旋光异构)立体异构体(原子的连接顺序和方式不同)(原子在空间的排列方式不同):σ-单键的旋转第2页，课件共33页，创作于2023年2月两个反-1,3-二甲基环己烷一样吗?两个分子互为实物和镜像但不能重叠的立体异构现象称为对映异构;相应的分子称为对映异构体。对映异构体在化学特性、物理特性上大致相同,但其生物活性和光学活性不同！不能重叠第3页，课件共33页，创作于2023年2月5.1物质的旋光性1、平面偏振光和旋光性(了解)

普通光线通过Nicol棱镜,它只允许与其晶轴平行的平面上振动的光线通过,即得到“平面偏振光”双箭头表示光可能的振动方向普通光:有无数个振动平面,振动平面与光的前进方向相垂直Nicol(尼克尔)棱镜方解石晶体(碳酸钙的一种特殊晶体)晶轴平面偏振光：只在一个平面上振动的光。第4页，课件共33页，创作于2023年2月2、什么叫旋光性？普通光旋光度——不旋光物质旋光性物质光活性物质旋光性:

能使偏振光振动平面旋转的性质;具有旋光性的物质称为旋光物质或光学活性物质。旋光物质的旋光方向(只能实验测定!)左旋体(-):使偏振光振动平面按逆时针方向旋转;右旋体(+):使偏振光振动平面按顺时针方向旋转.

第5页，课件共33页，创作于2023年2月光源起偏镜盛液管检偏镜观察目镜刻度盘不旋光物质旋光仪工作原理示意图旋光物质亮暗亮旋光度①能够体现物质特性的是:比旋光度[]l:dmC:g·mL-1[]25＝+2.6o(水)D例如:右旋乳酸—与浓度C有关—与长度l有关[]和溶液的温度,光的波长有关系第6页，课件共33页，创作于2023年2月对称——是一种很常见的现象。在化学中,分子、晶体等也有各种对称性.如何表达、衡量各种对称？数学中定义了对称元素来描述这些对称。1、对称操作和对称元素对称操作是指不改变物体内部任何两点间的距离而使物体复原的操作。对称操作所依据的几何元素称为对称元素(点、线、面及其组合)。对称操作和相应的对称元素主要有:旋转轴(对称轴)和旋转操作;对称面和反映操作;

对称中心和反演操作.

5.2分子的对称性与手性(对映异构)第7页，课件共33页，创作于2023年2月Cn轴定义(1)旋转轴(对称轴)和旋转操作单重(次)轴二重(次)轴三重(次)轴…n重(次)轴C1θ

=360C2θ

=360/2C3θ

=360/3Cnθ

=360/n如果有一直线,当分子绕它旋转(2/n)或其倍数时,能恢复原状,这个直线称为该分子的n-重对称轴,符号为Cn。第8页，课件共33页，创作于2023年2月(2)对称中心和反演操作对称中心是假想点,分子或晶体经过该点反演后能够复原。即从分子中任一原子至对称中心连一直线,将此线延长,必可在和对称中心等距离的另一侧找到另一相同原子.四面体的体心不是对称中心第9页，课件共33页，创作于2023年2月对称面是假想平面,分子或晶体通过该平面作镜像反映而能复原.对称面所相应的对称操作是镜面的一个反映.(3)对称面与反映操作对映异构体形成条件:分子中既无对称面,也无对称中心。第10页，课件共33页，创作于2023年2月手性分子连接四个不同基团——不对称C原子(手性C*)把实物和镜像不能重叠的现象称为手性。Chiralmolecules对映异构:两分子互为实物和镜像但不能重叠具有手性的分子叫手性分子(即不能与其镜象叠叠的分子为手性分子)。其结构特点是既无对称面,也无对称中心。2、手性(对映异构)第11页，课件共33页，创作于2023年2月课堂练习：找出下列化合物中的手性碳原子青蒿素(15个碳中7个是手性碳)乳酸苹果酸第12页，课件共33页，创作于2023年2月史上最复杂的天然产物—GargantulideA这是一个大环内酯类化合物,它含有一个52元环和总共105个碳原子,其中近一半碳原子具有手性。第13页，课件共33页，创作于2023年2月3、手性碳原子与对映异构酒石酸乳酸不同构型分子互为镜像但不能叠合。含有手性碳原子的分子一定是手性分子吗?含有一个手性碳原子的化合物,一定是手性分子?手性分子一定含有手性碳原子吗?第14页，课件共33页，创作于2023年2月反应停(Thalidomide)致短肢畸形事件（20世纪50至60年代初期）主要成分：α-苯酞茂二酰亚胺(酞胺哌啶酮)导致大量“海豹畸形婴儿”出生！人们对于手性药物的认识经历过一段惨痛教训：“反应停药物”是由于当时的科学技术水平的落后而造成的，当时的科学界尚不知道长得非常相似的两个化合物在生物体内有这么大的差异！镇静作用强烈致畸作用第15页，课件共33页，创作于2023年2月4、对映异构体的特点对映异构体都有旋光性,其中一个是左旋的,一个是右旋的。所以对映异构体又称为旋光异构体。①对映异构体的物理性质、化学性质相同,难以用化学方法区别。②对映异构体有光学活性,其比旋光度相同,方向相反。③对映异构体的生理作用往往不同。

④

等量的对映异构体混合得到外消旋体,用“±”表示。

外消旋体的旋光性抵消,表现为无旋光性。对映异构体的性质特点:第16页，课件共33页，创作于2023年2月1、对映体的构型式对映体的构造式相同,但空间的排列方式(构型)不同,所以需要用构型式来表示。1)楔形透视式

乳酸5.3含有一个手性碳原子的化合物第17页，课件共33页，创作于2023年2月2)费歇尔(Fischer)投影式①手性碳位于纸平面上,用横竖线的交叉点表示;②以横线相连的原子或基团在纸面前方,以竖线相连的原子或基团在纸面后方;即“横前竖后”③碳链竖放,编号小的碳在上。

费歇尔(Fischer)投影式书写的原则：第18页，课件共33页，创作于2023年2月Fischer投影式注意事项：注意:投影式是用平面式来代表空间的立体结构,其可以在纸面上平移;在纸面上旋转时,只能旋转90º的偶数倍才能保持构型不变;但绝对不能脱离纸面翻转!离开纸面翻转180o,得到对映体!第19页，课件共33页，创作于2023年2月2、对映体的命名1)

D/L命名法(相对构型)(了解)：

在1951年前,由于缺乏实验方法测得对映体的真正构型,人们采取人为规定的方法,选用含有手性碳原子的甘油醛作为标准。规定:羟基在手性碳原子的右边,用D表示,羟基在手性碳原子的左边,L表示。

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛注:D、L与左右旋(+、-)无关,D、L表示认为规定的相对构型;而左、右旋要通过旋光仪测定!第20页，课件共33页，创作于2023年2月以甘油醛为基础,通过化学方法合成其它化合物,如果与手性原子相连的键没有断裂,则仍保持甘油醛的原有构型。例:D-(+)-甘油醛D-(-)-乳酸HO左右旋(+、-)已改变!第21页，课件共33页，创作于2023年2月2)

R/S命名法(绝对构型)(重点)：将与手性碳相连的四个基团按次序规则排列：方向盘定则——按照次序规则中次序最小的基团(d)放在远离观察者处,其它3个基团指向观察者,并由大到小转:a＞b＞c＞d顺时针,R型;逆时针,S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。第22页，课件共33页，创作于2023年2月A)楔形透视式确定构型：(S)-2-羟基丙酸

R型基团优先顺序：-OH>-COOH>-CH3>-H第23页，课件共33页，创作于2023年2月B)

Fischer投影式确定构型：规则:当按次序规则最小基团d位于竖键时,a>b>c为顺时针者,其构型为R型;逆时针则为S型;S型R型对调两个基团,偶数次构型不变;奇数次变为其对映体。1次2次CH3OHCOOHHH3COHCOOHHH3COHCOOHHSRR第24页，课件共33页，创作于2023年2月②固定任意一个基团不动,依此轮换其余基团的位置,构型不变。①将Fischer式在纸面上平移或旋转180º(90º的偶数倍),构型不变;旋转270º(90º的奇数次)构型为对映体。旋转180ºS型S型相当于对调两次基团!Fischer投影式确定构型说明：每次轮换相当于基团对调两次!第25页，课件共33页，创作于2023年2月OHCHOHCH2OHHCHOHOCH2OH旋光性化合物的完整系统命名(掌握)

——

构型、旋光方向、名称如果不知道旋光方向,则只需指出构型(R)-(+)-2,3-二羟基丙醛(S)-(-)-2,3-二羟基丙醛(R)-2,3-二羟基丙醛(S)-2,3-二羟基丙醛第26页，课件共33页，创作于2023年2月(2S,3S)-12342-羟基-3-氯丁二酸(S)-4-甲基-2-己烯(2Z,4R)-4-甲基-2-己烯第27页，课件共33页，创作于2023年2月

C.透视图转化为Fischer投影式方法:面向纸面沿一定的角度看过去(两个键的夹角),处于左右的基团写在Fischer投影式的横线上,左右关系不变;其余两个基团写在竖线上,上下关系不变。COOHHHOCH3H3COHCOOHH(S)-2-羟基丙酸例1：直接观察透视图不便时尤为有用!第28页，课件共33页，创作于2023年2月例2：COOHHOHCH3R型CH3HOCOOHH第29页，课件共33页，创作于2023年2月5.3含有两个手性碳原子的化合物**RRSSSRRSIIIIIIIV1、含两个不相同手性碳原子的化合物对映体对映体2-羟基-3-氯丁二酸4321不是镜像关系的旋光异构称为非对映异构,

Ⅰ与Ⅲ或Ⅳ为非对映体;Ⅱ与Ⅲ或Ⅳ为非对映体.第30页，课件共33页，创作于2023年2月玫瑰的芳香从哪来？玫瑰的奇妙的香味也不是单一化合物产生,而是很多种化合物结合在一起形成的这种微妙的味道。在所有化合物中,有一种很重要的化合物,名字非常直