有机化学-第八章 立体化学

第八章 立体化学,立体化学,立体异构：,立体化学： 从立体的角度研究分子结构和反应行为的学科。,构象异构,顺反异构,对映异构 光学异构,一. 立体化学(stereochemistry)简介,反应停事件（20世纪中期）,海豹婴儿,研究对映异构的重要性,酞胺哌啶酮,研究对映异构的重要性,反应停的两种手性分子结构,(R)型，有镇静作用,(S)型，致畸形,促使脂肪转化，有减肥作用,致肌无力肌萎缩,左旋肉碱,(-)-L-DOPA治疗帕金森氏病,(+)-D-DOPA在体内集聚，不能被代谢,研究对映异构的重要性,右旋肉碱,William S. Knowles,Ryoji Noyori,K. Barry Sharpless,The Nobel Prize in Chemistry 2001,for their work on chirally catalysed hydrogenation reactions,研究对映异构的重要性,二. 手性分子和非手性分子,手性(chirality)：实物和其镜像不能重叠的现象。,手性分子（chiral molecules）：有手性现象的分子,两者不能重合,镜像,1. 手性分子（chiral molecules）,对映异构体(enantiomers) ：一对互为镜像且不互相重合的分子,a,b,手性碳 手性分子的特征,连有四个不同基团的碳原子手性碳(chiral carbon)手性中心 (Chiral center)手性碳标记 *,例：,*,- 羟基丙酸（乳酸）,手性分子的判断：凡是只有一个手性碳的分子都是手性分子。,*,二. 手性分子和非手性分子,2. 非手性分子,两者互相重合,镜像,非手性分子：与镜像相重合,转 180o,两者完全重合,凡具有对称面、对称轴、对称中心等对称因素的分子都是非手性分子,例：,a,b,二. 手性分子和非手性分子,光学活性 旋光性 使偏振光振动方向发生旋转的性质。,三. 手性分子的特性光学活性,旋光仪工作原理,三. 手性分子的特性光学活性,a : 实验观察到的旋光度l : 样品管长度（dm, 分米）c : 样品浓度（g / cm3）,右旋：使偏振光向顺时针方向偏转，表示为(+) a左旋：使偏振光向逆时针方向偏转，表示为() a,t : 测试时温度: 波长,（2）比旋光度（specific rotation ）：,（1）旋光度 a,三. 手性分子的特性光学活性,2.旋光度和比旋光度,3. 对映体的性质：,物理性质：,对映体: 旋光度数值相等，旋光方向相反。,三. 手性分子的特性光学活性,化学性质：,旋光性不同,对手性试剂的作用不同,基本相同；,基本相同；,来 源 旋光度从肌肉中得到的肌肉乳酸 + 2.6 从葡萄糖发酵得到的乳酸 - 2.6从酸牛奶中得到的乳酸 0,例：- 羟基丙酸( 乳酸 ),4. 外消旋体等量的左旋体和右旋体的混合物,对映体,三. 手性分子的特性光学活性,*,成分（+）-羟基丙酸（-）-羟基丙酸（）-羟基丙酸,四. 化合物的立体表达式及手性碳构型表示方法,例：2-丁醇,1. 常用立体结构表达式,伞形式,Fischer 投影式,主链放在垂直方向上,伸向后方,不是立体结构式,四. 化合物的立体表达式及手性碳构型表示方法,2. 手性碳构型R/S 标记法，手性化合物的命名,规则1：对于伞形式，按次序规则排序，从最小基团的对面观察，其它三个基团从大到小按顺时针排列，为R型；按逆时针排列，为S型,四. 化合物的立体表达式及手性碳构型表示方法,（S）-1-氯-1-溴乙烷,（S）-2-氯丁烷,（R）-甘油醛,R R S R,练习：,四. 化合物的立体表达式及手性碳构型表示方法,规则2：对于Ficsher投影式，当最小基团处在竖键时，其它三个 基团从大到小按顺时针排列，为R型；按逆时针排列，为S型； 当最小基团处在横键时：顺时针，为S型；逆时针，为R型,四. 化合物的立体表达式及手性碳构型表示方法,2. 手性碳构型R/S 标记法，手性化合物的命名,例：,（S）-1-氯-1-溴乙烷,（S）-2-氯丁烷,练习：判断下列分子手性碳的构型并写出其系统名称,四. 化合物的立体表达式及手性碳构型表示方法,（S）-2-羟基丙酸,（S）-3-甲基-1-溴戊烷,五. 含两个以上手性碳原子的有机分子（P.169）,五. 含两个以上手性碳原子的有机分子（P.169）,五. 含两个以上手性碳原子的有机分子（P.169）,1848年，巴斯德借助放大镜拆分外消旋的酒石酸钠胺,（利用酶的选择性反应进行拆分）,七、 脂环化合物的立体异构（P.174）,九、不含手性中心化合物的对映