第8章-立体有机化学-PPT幻灯片

第八章立体化学异构体的分类立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次序相同，但在空间的排列方向不同而引起的异构体。对映异构观察如下模型将发现:这两个模型化合物互为实物和镜像,但它们不能重合.因此他们是一对异构体,互为对映,称为对映异构体。§8-1手性和对映体1．手性特点：

*1结构：镜影与实物关系*2内能：内能相同。*3物理性质和化学性质在非手性环境中相同，在手性环境中有区别。*4旋光能力相同，旋光方向相反。镜像的不重合性是产生对映异构现象的充分必要条件2、分子的手性和对称性(1).对称面：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，这个平面就是分子的对称面。分子中有对称面，它和它的镜象就能够重合，分子就没有手性，是非手性分子（Achiralmolecule），因而它没有对映异构体和旋光性。(2).对称中心

若分子中有一点，通过该点画任何直线，如果在离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。

具有对称中心的化合物和它的镜象是能重合的，因此它不具有手性。(3).对称轴

以设想直线为轴旋转360。/n，得到与原分子相同的分子，该直线称为n重对称轴(又称n阶对称轴)。因此，有无对称轴不能作为判断分子有无手性的标准(4).四重交替对称轴(旋转反映轴)

如果一个分子沿轴旋转90，再用一面垂直于该轴的镜子将分子反射，所得的镜像如能与原物重合，此轴即为该分子的四重交替对称轴(用S4表示)。具有四重更替对称轴的化合物和镜象能够重叠，因此不具旋光性。结论：A.有对称面、对称中心、交替对称轴的分子均可与其镜象重叠，是非手性分子；反之，为手性分子。

对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。

B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心，只有交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物是少数。

所以，既无对称面也没有对称中心的，一般可判定为是手性分子。判别手性分子的依据有更迭对称轴无手性旋转+反射更迭对称轴(Sn)（或旋转反射轴）有对称中心无手性倒反对称中心(i)（或反演中心）不能作为区别手性的依据旋转对称轴(Cn）有对称面无手性反映（射）对称面（）判别手性的依据对称操作对称元素S1=

S2=i§8.2.1平面偏振光和物质的旋光性光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。如果让光通过一个象栅栏一样的Nicol棱镜(起偏镜)就不是所有方向的光都能通过，而只有与棱镜晶轴方向平行的光才能通过。这样，透过棱晶的光就只能在一个方向上振动，象这种只在一个平面上振动的光，称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。

那么，偏振光能否透过第二个Nicol棱镜(检偏镜)取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；否则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装入两种不同的物质：结论：物质有两类：（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。（2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做非旋光性物质。旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，以“

”表示。但旋光度“

”受温度、光源、浓度、管长等许多因素的影响，为了便于比较，常用比旋光度[

]来表示：[]lt×=caalα为旋光仪测得试样的旋光度；c为试样的质量浓度，单位g.ml

1;

l为盛液管的长度，单位dm。t测样时的温度。

为旋光仪使用的光源的波长(通常用钠光，以D表示)。比旋光度表示：盛液管为1分米长，被测物浓度为1g/ml时的旋光度。

§8.3含一个手性碳原子化合物的对映异构还以乳酸为例，它含有一个手性碳原子，有手性，具有旋光性，有一对对映体。发酵得到的乳酸是左旋的，其比旋光度为，肌肉运动产生的乳酸是右旋的，其比旋光度为。从酸奶中得到的乳酸无旋光性，它是等量的左旋乳酸和右旋乳酸的混合物，叫外消旋体(常用±或dl表示)。外消旋体是混合物。(S)-(+)-乳酸(R)-(

)-乳酸(

)-乳酸mp53oCmp53oCmp18oC[]D=+3.82[]D=-3.82[]D=0pKa=3.79(25oC)pKa=3.83(25oC)pKa=3.86(25oC)151515外消旋乳酸1、R、S命名规则：A按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。B把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置，观察其余三个基团由大→中→小的顺序，若是顺时针方向，则其构型为R（R是拉丁文Rectus的字头，是右的意思），若是反时针方向，则构型为S（Sinister，左的意思）。立体结构锲形式投影式Fischer投影式2、构型的表示法

Fischer投影式3、快速判断Fischer投影式构型的方法1/当最小基团位于横线时，若其余三个基团由大→中→小为顺时针方向，则此投影式的构型为S，反之为R。2/当最小基团位于竖线时，若其余三个基团由大→中→小为顺时针方向，则此投影式的构型为R，反之为S。4、使用Fischer投影式的注意事项：

(1)不能离开纸面翻转。可以沿纸面旋转180

，但不能旋转90

或270

。(2)基团两两交换次数不能为奇数次，但可以是偶数次。

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛以甘油醛为基础，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HO5.D/L标记法D,L标记的是相对构型，R,S标记的是绝对构型绝对构型能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S）与假定的D