中医药大学有机化学课件JC整理-3.4章.ppt

光是一种电磁波，它振动着前进，振动方向垂直于前进方向。普通光在所有可能的平面上振动。,普通光,平面偏振光,如果使单色光通过Nicol棱镜，只有同棱镜晶轴平行的平面上振动的光线才可以通过棱镜，因此通过这种棱镜的光线就只在一个平面上振动，这种光就是平面偏振光。,平面偏振光,3.4对映异构,（一）物质的旋光性,在盛液管中放入旋光性物质后，偏振光将发生偏转。能使偏振光向右旋转的，称为右旋化合物，用(+)表示；能使偏振光向左旋转的，称为左旋化合物，用(-)表示。,旋光仪示意图,:旋光仪的旋光度,B:质量浓度(g/ml),l:盛液管的长度,T:测定时的温度,:光源的波长,偏振光旋转的角度称为旋光度。旋光度与盛液管的长度、溶液的浓度、光源的波长、测定时的温度、所用的溶剂的关系。通常用比旋光度t来表示物质的旋光属性。公式如下：,（二）、手性和对称性,化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相连时，这个化合物的空间可能有两种不同排列，例如：,以上两个分子在空间不能重叠，它们并不是同一种化合物，这两个构型不同的化合物之间的差别在于对平面偏振光的不同影响。,有机化学中使用的最多的是对称中心和对称面：,对称面,对称中心,对称面,有对称面和/或对称中心的分子无手性，无对映异构现象。,一个分子不能与它的镜像重合的条件一般是这分子没有对称面，也没有对称中心。,（三）、具有一个手性中心的对映异构,画投影式时，习惯把编号最小的碳原子放在上端，让主链自然下垂，取代基分置碳链两侧。,（四）、构型和命名法,D,L-构型表示法：,以甘油醛为标准，人为规定：羟基在碳链右边，的为D型，它的对映体为L型。,D-甘油醛,L-甘油醛,凡可以从D-甘油醛通过化学反应而得到的化合物，或可以转变成D-甘油醛的化合物，都具有与D-甘油醛相同的构型，即D型。与L-甘油醛的相同构型的化合物则是L型。,如：将D-（+）-甘油醛的醛基氧化为羧基，将-CH2OH（甲羧基）还原为-CH3就得到D-构型的乳酸，经测其旋光性为左旋。因为在反应过程中不对称中心键没断裂，所以该乳酸的构型与D-型甘油醛一样，也是D型。,D，L构型仅是人为规定，与旋光无关，该命名法具有一定的局限性。,D-(+)甘油醛D-()甘油酸D-（-）乳酸,R,S-构型表示法:,首先与手性碳原子相连的四个原子或基团的优先排列次序，然后把排列次序最小的放在距观察者最远的地方，再看其它三个基团的排列位置，如果由大到小是顺时针排列的，是R型，反时针方向是S型。,(R)-2-丁醇,(S)-2-丁醇,（五）、具有两个手性中心的对映异构,1.具有两个不同手性碳原子的对映异构,含有两个手性碳原子的化合物应有四个立体异构体。例如：2-羟基-3-氯丁二酸HOOCCHOHCHClCOOH,(2R,3R)-2-羟基-3-氯丁二酸,(2R,3S)-,(2S,3R)-,对映体,对映体,非对映体,非对映体之间在物理性质上有较大的区别。,2.具有两个相同手性碳原子的对映异构,(2R,3S)-2,3-二羟基丁二酸,(2S,3R)-2,3-二羟基丁二酸,(2S,3S)-,(2R,3R)-,2,3-二羟基丁二酸为例HOOCCHOHCHOHCOOH,内消旋体，存在对称平面，无手性。,对映体,由于围绕键旋转而产生的分子中原子或基团在空间的不同排列方式。,重叠式(顺叠式)构象,交叉式(反叠式)构象,交叉式构象最稳定，重叠式构象最不稳定。,（两种极限构象）,3.5构象异构,（1）乙烷Ethane的构象,乙烷不同构象的能量曲线图,（2）正丁烷的构象,对位交叉式(反错式),部分重叠式(反叠式),邻位交叉式(顺错式),全重叠式(顺叠式),正丁烷沿C2和C3之间的键键轴旋转有四种典型构象。,正丁烷不同构象的能量曲线图,(3)环己烷的构象,环己烷的六个成环碳原子不共平面，CCC键角为109.5,是无张力环。环己烷有椅型和船型两种极限构象：,椅型,船型,椅型构象和船型构象可以互相转变。船型环己烷比椅型能量高30kJmol-1，常温下平衡体系主要以稳定的椅型构象存在。,船型分子中存在扭转张力和氢原子之间的非键张力,环己烷中的碳氢键可分为两种类型，每个碳原子上有一个a键和一个e键，在环中上下交替排列。,环己烷由一种椅型构象翻转为另一种椅型构象时，原来的a键都变为e键，原来的e键都变为a键。,环烷烃一取代的构象,thestableconformer-thesubstituentisinequatorialposition,monosubstitutedcyclohexane构象翻转(ring-flip)-rapidlyinterconvertionbetweentwochairconformations,morestablelessstable,总结