第六章对映异构体ppt课件

精选,1,有机化学第六章立体化学(4学时）,本章基本内容：1.异构体分类2.手性和对称性(旋光仪的工作原理、应用）*3.具有一个手性中心的对映异构*4.构型和命名法*5.具有两个手性中心的对映异构6.手性中心的产生7.不含手性中心化合物的对映异构,精选,2,本章重点：手性和对称性的基本概念，具有一个或多个手性碳化合物的构型和命名法。本章难点：具有一个或多个手性碳化合物的构型，命名法。立体化学概念和思维的养成。自学内容：手性合成，外消旋体的拆分。,精选,3,精选,4,构造：具有一定分子式的化合物中各原子的成键顺序。构象和构型是在具有一定构造的分子中原子在空间的排列情况。构象异构：由单键旋转而产生。构型异构：由双键产生（顺反异构）；由手性碳产生（对映异构）。,6.1基本概念,精选,5,6.2手性和对称性6.2.1分子手性对映异构对映体,精选,6,上面两种分子结构之间的关系类似人的左手和右手或实物和镜像的关系。手性：如果物质的分子和它的镜像不能重合，类似人的左手和右手的关系，那么把物质的这种特征称为手性。手性分子：具有手性的分子。非手性分子：凡能与镜像重叠的分子称为非手性分子。连有互不相同的四个原子或原子团的碳原子称为手性碳原子，用C*表示。,精选,7,互为镜像关系，但不能完全重合的一对异构体，称为对映体。对映体都具有旋光性。,精选,8,6.2.2手性和对称要素,有机化学中应用最多的对称要素：1.对称面2.对称中心对称面：分子中特定的平面，它能将分子分成互为镜像的两个部分。对称中心：分子中特定的点。以该点为中心，等距离处遇到相同的原子。分子手性的对称性判据：有对称中心和对称面的分子无手性。即无对映异构现象。,精选,9,具有对称中心和对称面的分子：,精选,10,该分子有手性,精选,11,6.3物质的旋光性,一、平面偏振光和旋光性光波是电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直。,普通光,精选,12,普通光,平面偏振光：只在一个平面上振动的光。,Nicol棱镜（起偏镜）,平面偏振光,精选,13,能够将偏振光右旋的分子称为右旋体。能够将偏振光左旋的分子称为左旋体。同种分子等量的左旋体和右旋体混和后对偏振光的影响消失，这种混和体称为外消旋体。用“”表示。,精选,14,两种2溴丁烷中，一个能使偏振光右旋，称为右旋2溴丁烷（）。另一个能使偏振光左旋，称为左旋2溴丁烷（-)。它们的左旋和右旋能力相同，只是方向不同。右旋常用“”表示；左旋常用“”表示；,精选,15,二、旋光仪和比旋光度,实验室中常用旋光仪检测偏振光平面的旋转。旋光仪由单色光源，两个棱镜和样品池构成。,单色光,起偏镜,检偏镜,样品池,精选,16,旋光仪ThePolarimeter,精选,17,：旋光度；：比旋光度；t：温度；：光波长；c：样品浓度，单位g/ml；l：样品管长度，单位dm；,（）表示右旋，（）表示左旋,比旋光度,比旋光度：1mL中含有1g溶质的溶液放在1dm长的样品管中所测得的旋光度。,精选,18,对映体举例,镜面,精选,19,镜面,精选,20,6.4具有一个手性中心的对映异构,6.4.1手性分子的表示方法：,球棒模型,Cl,Cl,H,H,CH3,CH3,CH2CH3,CH2CH3,精选,21,透视式,精选,22,Fischer（菲舍尔）投影式：,精选,23,Fischer投影的规定：手性碳原子置于纸面，横竖两线的焦点代表该手性碳原子；竖的两个基在纸面下方，横的两个基在纸面上方。含碳原子的基（主碳链）放在竖键方向，命名时编号最小的碳原子放在上端。,Fischer投影式可以在纸平面上旋转180，但不能旋转90或270，也不能离开纸面进行反转操作。,精选,24,Fischer投影式,横向基团位于纸平面前方，竖向基团位于纸平面后方；,精选,25,处理Fischer投影式需注意的事项,1.在平面上旋转180，构型不变；,精选,26,2.在平面上旋转90或270，得到对映体；,精选,27,3.离开平面翻转180，得到对映体；,精选,28,4.取代基互换位置奇数次，得到对映体；,精选,29,5.取代基互换位置偶数次，构型不变；,精选,30,具有旋光性的分子：,精选,31,6.4.2构型的命名法：相对构型和绝对构型,人为规定,只表示构型，不表示旋光方向。,D,L命名法,右旋,精选,32,D，L表示法举例：,精选,33,R,S-命名法：,要点：首先确定手性碳原子所连接的四个原子或基团的优先次序。然后把排列次序最小的原子或基团放在距观察者最远的位置，再看其它三个基排列的顺序。大小：顺时针排列（R型）；大小：逆时针排列（S型）；,精选,34,例：2丁醇,（R）2丁醇,（S）2丁醇,精选,35,（R）-甘油醛,（S）-甘油醛,（R）-乳酸,（S）-乳酸,S,S,R,R,精选,36,6.5具有两个手性中心的对映异构,(1)手性碳原子不同，如：2羟基3氯丁二酸C2：H,OH,COOH,CH(Cl)COOH;C3：H,Cl,COOH,CH(OH)COOH;,两个手性碳原子不相同时，有4个立体异构体。,精选,37,含两个手性碳原子化合物的命名规则与含一个手性碳化合物的命名规则相同。需注明手性碳原子的编号及相关的构型。如：,精选,38,2，3，4三羟基丁醛,精选,39,(2)手性碳原子相同，如：2,3二羟基丁二酸,手性碳取代基：H，OH，COOH，CH（OH）COOH,精选,40,内消旋体（m）,酒石酸（2,3二羟基丁二酸）,(2R,3S),(2R,3R),(2S,3S),两个手性碳原子相同时，有3个立体异构体。,精选,41,命名下列化合物：,(2R,3R)-2-羟基-3-氯丁二酸,(2R,3R)-丁二醇,内消旋体,精选,42,6.5手性中心的产生,（1）第一个手性中心的产生当分子中，有一个碳原子与四个不同的原子或基团连接时，该碳原子成为该分子的手性中心。（2）第二个手性中心的产生当分子中，有两个碳原子分别与四个不同的原子或基团连接时，该两个碳原子都是该分子的手性中心。,精选,43,一个含n个相同手性碳原子的直链化合物，当n为偶数时，存在2n1个旋光性异构体和2(n/2)-1个内消旋体；当n为奇数时，存在2n1个立体异构体，和2（n1)/2个内消旋体。,精选,44,6.6不含手性中心化合物的对映异构,某些化合物分子中不存在手性中心，但可以存在不能重叠的对映体。（1）丙二烯型化合物,当ab,cd时，该分子既无对称面，也无对称中心，表现出旋光性。,精选,45,（2）联苯型化合物因连接两个苯环的键的旋转受到限制而产生。,这类分子存在对映体的条件：（1）当ab,cd；（2）a,b,c,d必须足够大；,精选,46,精选,47,常见基团的阻转能力大小：I2Br2Cl2CH3NO2COOHNH2OCH3OHFH,（3）螺环化合物（与丙二烯型类似）,当ab,cd时，存在对映体。,精选,48,（4