有机化学 第3章(二定稿-化学)教材课件

第三章立体化学

(Stereochemistry)2025/4/53.1物质的旋光性

3.1.1平面偏振光和旋光性

3.1.2旋光仪和比旋光度

3.2对映异构现象与分子结构的关系

3.2.1不对称碳,手性碳,手性分子,对映体

3.2.2手性和对称因素

3.3常见类型有机物的对映异构

3.3.1构型的表示

3.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

3.3.3含二个手性碳化合物的对映异构

3.3.4不含手性碳化合物的对映异构

3.4构型的R、S命名规则

3.5环状化合物的立体异构

3.6相对构型和绝对构型

3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/5对映异构

(Stereoisomers)

碳链异构

位置异构

构造异构

官能团异构同分异构

顺反异构

构型异构

立体异构

对映异构

构象异构

2025/4/5对映异构体(Enantisomers)CrystalsofSodiumAmmoniumTartrate酒石酸钠铵晶体1848年Pasteur右旋左旋2025/4/5(S)-异构体，畸胎剂

(R)-异构体，

镇静剂2025/4/5“反应停”2025/4/5左手性紫藤2025/4/5**2025/4/5对映体2025/4/5

对映体

(Enantisomers)2025/4/5

2001年Nobel化学奖W.S.knowlesR.NoyoriK.B.Sharpless不对称催化反应“手性”产物“三位科学家的发现对科学研究以及新药、新材料的发展产生了极大的影响，并已在许多药物和其他生理活性化合物的商业合成上得到了广泛的应用。”-------瑞典皇家科学院2025/4/53.1物质的旋光性3.1.1平面偏振光和旋光性

2025/4/5普通光（OrdinaryLight）

(showingmagneticandelectricfieldvectors)2025/4/5

“PicketFenceAnalogy”平面偏振光2025/4/5Polarimeter3.1.2旋光仪和比旋光度OpticalActivity2025/4/5比旋光度SpecificRotation：旋光度[]：比旋光度t：温度：

光波长c：样品浓度(g/ml)

L:

样品管长度(dm)（＋）右旋

（一）左旋

2025/4/53.1物质的旋光性

3.1.1平面偏振光和旋光性

3.1.2旋光仪和比旋光度

3.2对映异构现象与分子结构的关系

3.2.1不对称碳,手性碳,手性分子,对映体

3.2.2手性和对称因素

3.3常见类型有机物的对映异构

3.3.1构型的表示

3.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

3.3.3含二个手性碳化合物的对映异构

3.3.4不含手性碳化合物的对映异构

3.4构型的R、S命名规则

3.5环状化合物的立体异构

3.6相对构型和绝对构型

3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/53.2对映异构与分子结构的关系2025/4/53.2.1不对称碳,手性碳

手性分子,对映体不对称碳：饱和碳上连有四个不同的原子或原子团（*）手性：分子和它的镜像不能重叠手性分子：具有手性的分子对映体：互为镜像关系，但不能完全重合的一对异构体手性(chirality)—希腊字“手”(cheir)

2025/4/5(S)-(+)-乳酸(R)-(-)-乳酸(

)-乳酸

mp53oCmp53oCmp18oC[]D=+3.82[]D=-3.82[]D=0

pKa=3.79(25oC)pKa=3.83(25oC)pKa=3.86(25oC)151515外消旋乳酸2025/4/5

LocatingaStereocenter(ChiralCarbon)*乳酸标出手性碳2025/4/5LocatingaStereocenter*2025/4/5LocatingaStereocenter*2025/4/5LocatingaStereocenternostereocenter2025/4/5

Coniine:TheCompoundthatKilledSocrates*2025/4/5Isthereastereocenter?No!2025/4/5Howmanystereocenterscanyoufind?11乳香2025/4/5分子的手性是其具有旋光性和对映异构现象的充分必要条件对称面（）有对称面的分子无手性3.2.2手性和对称因素2025/4/52025/4/5对称面2025/4/5对称心（i）有对称中心的分子

不具手性12025/4/5n重轴对称轴（Cn）

n＝360。/旋转度数。，

Cn不能作为分子有无手性的判据

2025/4/5分子凡具有对称面或对称心，就不具有手性2025/4/5

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)有对称中心无手性倒反对称中心（反演中心）不能作为区别手性的依据旋转对称轴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=i2025/4/52025/4/53.1物质的旋光性

3.1.1平面偏振光和旋光性

3.1.2旋光仪和比旋光度

3.2对映异构现象与分子结构的关系

3.2.1不对称碳,手性碳,手性分子,对映体

3.2.2手性和对称因素

3.3常见类型有机物的对映异构

3.3.1构型的表示

3.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

3.3.3含二个手性碳化合物的对映异构

3.3.4不含手性碳化合物的对映异构

3.4构型的R、S命名规则

3.5环状化合物的立体异构

3.6相对构型和绝对构型

3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/5立体结构锲形式投影式Fischer投影式“横外竖里”3.3常见类型有机物的对映异构3.3.1构型的表示2025/4/5Fischer投影式的转换规则1.在纸面上转动90。，构型改变2.在纸面上转动180。构型不变3.不能离开纸面翻转4.两个基团调换偶数次，构型不变5.三个基团依次调换位置，构型不变6.两个基团调换奇数次，构型改变2025/4/53.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

2025/4/53.3.3含两个手性碳化合物的对映异构2025/4/5HowManyStereoisomersArePossible?numberofstereoisomers

=2n,wheren

=numberofdifferentchiralatoms2025/4/5＝含两个相同手性碳的化合物内消旋体

(meso)2025/4/53.3.4不含手性碳化合物的对映异构3.3.4.1丙二烯型化合物(手性轴)2025/4/5（A）两个双键相连VontHoff（荷兰）;Bel（法）（1901年Nobel奖）a=苯基，b=萘基，1935年拆分2025/4/5（B）一个双键与一个环相连（1909年拆分）（C）螺环形2025/4/53.3.4.2阻转型化合物(手性面)(A）联苯型化合物

12025/4/5位阻太大引起的旋光异构体------位阻异构体2025/4/5(B)把型（柄型）化合物

2025/4/5n=8，可析解n=9，可析解，95.5oC时，半衰期为444minn=10，不可析解2025/4/5n=4m=4可析解43oCn=8半衰期170min2025/4/52025/4/52025/4/53.3.4.3其它有手性中心的旋光异构体C6H5H3CNCH2C6H5CH2CHCH2+N、S、P、As等也能作手性中心2025/4/53.1物质的旋光性

3.1.1平面偏振光和旋光性

3.1.2旋光仪和比旋光度

3.2对映异构现象与分子结构的关系

3.2.1不对称碳,手性碳,手性分子,对映体

3.2.2手性和对称因素

3.3常见类型有机物的对映异构

3.3.1构型的表示

3.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

3.3.3含二个手性碳化合物的对映异构

3.3.4不含手性碳化合物的对映异构

3.4构型的R、S命名规则

3.5环状化合物的立体异构

3.6相对构型和绝对构型

3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/5SpecificationofConfiguration3.4构型的R、S命名规则2025/4/52025/4/5(A)将单原子取代基，按原子序数的大小排列，原子序数大的顺序在前

顺序规则2025/4/5

(B)若第一个连接原子相同，则比较与它相连的其它原子，先比较原子序数最大的原子，再比较第二大的。若第二层次的原子仍相同，则沿取代链依次相比。12342025/4/5(C)认为连有双键or叁键的原子连有两个or三个相同的原子2025/4/5构型+取代基+母体R,S;D,L;Z,E;顺,反取代基位置号+个数+名称官能团位置号+名称

系统命名的基本格式2025/4/5RS2025/4/5(S)-(+)-乳酸(sinister)(R)-(-)-乳酸；(rectus)2025/4/5(3S)-3-甲基-6-甲氧基-3-己醇(3S)-6-methoxy-3-methyl-3-hexanol2025/4/5(2S,3R)-2,3-二氯丁烷(2R,3R)-2,3-二氯丁烷(2S,3S)-2,3-二氯丁烷2025/4/52025/4/5构型（R,S）的快捷判定法从Fischer投影式判断横变竖不变2025/4/5(2R,4R)(2R,3s,4S)(2R,3r,4S)假不对称碳原子R>S，顺>反2025/4/53.1物质的旋光性

3.1.1平面偏振光和旋光性

3.1.2旋光仪和比旋光度

3.2对映异构现象与分子结构的关系

3.2.1不对称碳,手性碳,手性分子,对映体

3.2.2手性和对称因素

3.3常见类型有机物的对映异构

3.3.1构型的表示

3.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

3.3.3含二个手性碳化合物的对映异构

3.3.4不含手性碳化合物的对映异构

3.4构型的R、S命名规则

3.5环状化合物的立体异构

3.6相对构型和绝对构型

3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/53.5环状化合物的立体异构2025/4/52025/4/53.1物质的旋光性

3.1.1平面偏振光和旋光性

3.1.2旋光仪和比旋光度

3.2对映异构现象与分子结构的关系

3.2.1不对称碳,手性碳,手性分子,对映体

3.2.2手性和对称因素

3.3常见类型有机物的对映异构

3.3.1构型的表示

3.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

3.3.3含二个手性碳化合物的对映异构

3.3.4不含手性碳化合物的对映异构

3.4构型的R、S命名规则

3.5环状化合物的立体异构

3.6相对构型和绝对构型

3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/5D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛D-(-)-乳酸3.6相对构型和绝对构型2025/4/5(i)(ii)(iii)(iv)(2R,3R)-(-)-赤藓糖(2S,3S)-(+)-赤藓糖(2S,3R)-(+)-苏阿糖(2R,3S)-(-)-苏阿糖赤式和苏式2025/4/53.1物质的旋光性

3.1.1平面偏振光和旋光性

3.1.2旋光仪和比旋光度

3.2对映异构现象与分子结构的关系

3.2.1不对称碳,手性碳,手性分子,对映体

3.2.2手性和对称因素

3.3常见类型有机物的对映异构

3.3.1构型的表示

3.3.2含一个手性碳化合物的对映异构

3.3.3含二个手性碳化合物的对映异构

3.3.4不含手性碳化合物的对映异构

3.4构型的R、S命名规则

3.5环状化合物的立体异构

3.6相对构型和绝对构型

3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/53.7.1外消旋化外消旋体-----纯光活性物，半量构型转化外消旋化-----由纯光活性物转变为外消旋体部分外消旋-----构型转化未达到半量3.7消旋、拆分和不对称合成2025/4/5（+）-肾上腺素（无药效）（-）-肾上腺素（有药效）2025/4/5(A)化学析解法(+)—RCOOH+(-)-RNH2成盐分级结晶HClHCl(+)-RCOO-(-)-RNH2(-)-RCOO-(-)-RNH2(+)-RCOOH+(-)-RNH3

Cl

-(-)-RCOOH+(-)-RNH3

Cl

-++-3.7.2