《立体化学》PPT课件.ppt

第四章 立体化学 第一节 同分异构分类 构型异构 几何异构旋光异构 对映体 非对映体 第二节 物质的旋光性 一、平面偏振光 传播方向 振动方向 偏振光 单色光 方解石 (Nicol prism) 二、旋光性与比旋光度 平面偏振光 物质 右 旋 左 旋 n比旋光度的定义： 第三节 化合物的旋光性 与其结构的关系 一、概念 1、手性(chiral): 实物与镜像不能重合。 2、非手性(achiral):实物与镜像相互重合 。 3、手性分子：分子与其镜像不能重合 的化合物。 4、手性分子与其镜像互为对映体。 5、一对对映体包括一个左旋体与一个右 旋体，其比旋光度绝对值相等，但旋光方 向相反。 6.旋光异构体：旋光性不同的立体异构体 。 7、分子有手性，则物质具有旋光性。 8、对称分子(分子内部存在对称因素)无手 性，不对称分子才有手性。 n乳酸构型式： mirror 两个互为镜像 关系又不能相互 重合的乳酸分子 一对对映体 n三种乳酸： （右旋体） （左旋体） （外消旋体） n合成乳酸的过程 racemic ()或dl- 二、手性（不对称）碳原子 C* 1.定义：碳原子上连有四个不同原子或 基团者。 2、 含一个C*的分子：一对对映体 * Fischer Fischer 投影式： COOH H CH3 HO HOH CH3 COOH Fischer投影式规则： 1、横前竖后； 2、“+”字交叉点代表 C *； 3、碳链摆在垂直线上，编号最小碳原 子置于上端； 4、平面图形反映立体结构。 注意事项： 1、投影式可在纸平面上任意转动（ 1800 n), 构型保持不变； 2、在纸平面上旋转900的奇数倍后，将 得到其对映体。 3、将投影式中任意两基团互换偶数 次，其构型保持不变；若互换奇数 次，则得其对映体。 (+)(-) 第四节 相对构型与绝对构型 一、相对构型 1、以(+)与(-)甘油醛作为旋光性物质 构型的比较标准; 2、在投影式中，甘油醛C*上 OH排 在水平线右侧者为D型；OH排在水 平线左侧者为L型。 4、当一种旋光性物质发生化学反应时 ，只要与C*直接相连的任何一个化学 键不曾断裂，则其C *的构型不变。 3、标准物质的构型规定后，其他旋光性 物质的构型通过化学转变的方法与标准 物质镜像关联来确定。 例如： 二、绝对构型（1970） 1、R/S 构型系统命名法： (1)将C*上四个基团按顺序规则排序； (2)将排在最后的基团摆在离观察者最远处 ； (3)按 “最优先 第二优先 次后” 对基 团排序，顺时针排列者为R构型；逆时 针排列者则为 S 构型。 视线方向 2、Fischer投影式表示的分子构型 视线方向 ( R )-甘油醛 3、经验规则（对fischer投影式） （1）“小”在左右反原向； （2）“小”在上下同原向。 例： 例： 说明：R/S与D/L构型表示法无内在联系 。 第五节 含不同C *的分子 一、含两个不同C *的分子 例： 2,3,4-三羟基丁醛 D-215+215 熔点 液体 液体 D 熔点 29.1 29.1 130 130 ()与（）是一对对映体； ()与（）是另一对对映体； ()与（ ）、(）是非对映体； (）与（ ）、(）也是非对映体 ； 非对映体不呈镜像对映关系，且理化 性质存在差异。 二、含两个相同C*的分子 例：酒石酸 （）（） （）（） 对称面 酒石酸几种立体异构体的理化性质 酒石酸熔点比旋光度 溶解度密度pka1 (+)168170+120139.01.75982.93 (-)168170-120139.01.75982.93 meso1461480125.01.66663.20 ()206020.61.78802.96 三、含多个C *的分子 1、含n个不同C*时，理论上存在2n个 立体异构体； 2、分子中存在相同C*时，将产生meso compound，且立体异构体数目将少 于2n个。 理论值：28=256 胆甾醇 第六节 不含手性C*的手性分子 一、丙二烯型化合物 sp2 sp2 - - - - 2.联芳香烃化合物 (R)-(+)-1,1-联二萘酚(S)-(-)-1,1-联二萘酚 3. 螺环化合物 第六节 手性化合物的制备 一、手性源合成 以天然手性物质如(+)-酒石酸、(+)-乳酸 、 (+)-抗坏血酸等为原料，通过构型保持 或构型转化等化学反应合成新的手性化合 物的方法。 二、化学拆分法 1、以经典的化学反应合成含C*的化合物 时，得到的产物通常是外消旋的。 (R)-2-羟基丙腈(S)-2-羟基丙腈 2、拆分(resolution)： 将外消旋体分成单一对映体的过程。 3、化学拆分： 用等物质量的手性物质(拆分剂) 与外消旋体作用生成非对映体，利用它们 性质上的差异将其分离。 (R) (S) （）乳酸 (+)-1-苯基乙胺 (R,R)-盐 (S,R)-盐 例如：乳酸的拆分 重结晶分离 三、不对称合成 1、概念：将分子中的潜在手性单元，通过 反应转变成手性单元，并产生不等量的 旋光异构体的过程。 2、潜在手性单元：含有sp2杂化碳原子的 化合物，如羰基化合物和烯烃等含有双键 的化合物，其双键的两个面是等同的。当 从不同的面引入原子或基团