对映异构优秀公开课件

第4章

对映异构Enantimerism有机化合物的异构现象碳链异构官能团位置异构官能团异构互变异构立体异构构型异构同分异构顺反异构构造异构构造不同构象异构构造相同对映异构对映异构非对映异构1、手性：实物与镜像不能完全重叠的现象称为手性。（或手征性）4.1.1对映异构体和手性分子返回4.1模型：2-羟基丙酸(乳酸)4.1.1对映异构体和手性分子返回4.1从疲劳的肌肉中得到的乳酸乳糖在特种细菌作用下发酵得到的乳酸酸牛奶得到的乳酸2、手性分子：象乳酸那样，实物与其镜像不能完全重叠的分子称为手性分子。非手性分子：如果与其镜像能够完全重叠的分子称为非手性分子。有手性无手性4.1.1对映异构体和手性分子返回4.13、对映异构体：象乳酸分子这样，若两个手性分子互为实物与镜像的关系，就称这两个分子为对映异构体，简称对映体；对映异构体之间的这种对映现象称为对映异构现象。4.1.1对映异构体和手性分子乳酸模型返回4.11、对称面(σ)：分子的对称面假设在分子中有一个平面，它能够把分子分割成互为实物与镜像关系的两部分，这个平面就叫做这个分子的对称面。4.1.2手性与分子的对称因素返回4.11、对称面(σ)：分子的对称面假设在分子中有一个平面，它能够把分子分割成互为实物与镜像关系的两部分，这个平面就叫做这个分子的对称面。4.1.2手性与分子的对称因素

返回4.1设想分子中有一点，从分子的任一原子或基团出发，向该点引一直线并延长出去，在距该点等距离处，总会遇到相同的原子或基团，这个点就叫做分子的对称中心。2、对称中心（i）：返回4.14.1.2手性与分子的对称因素

注意

常见的对称因素是对称面和对称中心，一般说来，若分子存在对称面或对称中心，这样的分子往往能与其镜像重叠，具有对称性，为非手性分子，反之，为手性分子。返回4.14.1.2手性与分子的对称因素

注意：一个分子若存在对称因素，这样的分子往往能与其镜像重叠，具有对称性，为非手性分子；反之，若不存在对称因素，则是手性分子。

可通过考察其是否存在对称因素，判断分子是否具有手性。分子如果只含有一个手性碳原子，它就是手性分子。整个分子具有手性是存在对映异构体的必要和充分的条件。

普通光通过尼科尔棱镜变为偏振光示意图

普通光Nicol棱镜平面偏振光光的传播方向4.1.3对映异构体的旋光性返回4.1偏振光通过非手性分子溶液时，偏振面不发生旋转普通光Nicol棱镜平面偏振光装有非手性分子试样的旋光管偏振面没有旋转4.1.3对映异构体的旋光性返回4.1水偏振光通过手性分子溶液时，偏振面发生旋转Nicol棱镜装有手性分子试样的旋光管普通光平面偏振光偏振面发生旋转4.1.3对映异构体的旋光性返回4.1乳酸1、偏振光和旋光性：平面偏振光：只在一个平面上振动的光叫做平面偏振光，又称为偏振光或偏光；偏振面：偏振光前进的方向与光振动的方向所构成的平面称为偏振面。旋光性：物质具有能使平面偏振光的偏振面发生偏转的性质称旋光性。4.1.3对映异构体的旋光性返回4.1旋光仪原理观察者检偏镜旋光管起偏镜光源4.1.3对映异构体的旋光性返回4.12、旋光度和比旋光度：旋光度：比旋光度：旋光性物质使偏振光的振动面旋转的角度称为旋光度，用符号“α”表示。旋光性物质的一个物理常数。在一定温度下，1mL含1g旋光物质的溶液，在1dm的盛液管中，光源波长（λ）为589nm（钠光）时，测得的旋光度即为比旋光度。4.1.3对映异构体的旋光性返回4.1在一定温度下，1mL含1g旋光物质的溶液，在1dm的盛液管中，光源波长（λ）为589nm（钠光）时，测得的旋光度即为比旋光度。可用下列公式计算：

左旋体:能使偏振光的振动面向左(逆时针方向)旋转的为左旋体，用（-）或（l）表示。如：乳糖在特种细菌作用下发酵得到的乳酸，是左旋乳酸，比旋光度是-3.8°。

4.1.3对映异构体的旋光性右旋体:测定旋光度时，能使偏振光的振动面向右旋转（顺时针方向）的物质，称为右旋体，用（+）或（d）表示。

如：从疲劳的肌肉中得到的乳酸是右旋乳酸，比旋光度是+3.8°。

返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式乳酸对映体的Fischer投影式返回4.1COOHCH3OHH乳酸对映体的Fischer投影式4.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式返回4.1COOHCH3OHH乳酸对映体的Fischer投影式COOHCH3HHO4.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式返回4.1乳酸对映体的Fischer投影式COOHCH3HHO4.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式返回4.1①主碳链直立，编号较小的碳原子在上方；②十字交叉点代表手性C；③竖键上所连的原子或基团，伸向纸平面的后方，横键上所连的原子或基团伸向纸平面的前方(横前竖后)。Fischer投影式的投影规则为返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式注意:Fischer投影式是用平面式表示三维空间的立体结构。在书写时，必须按照其规定表示分子构型的立体结构。

Fischer投影式在纸面或脱离纸面旋转时，构型将发生转化。返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式几种特殊旋转方式：1.Fischer投影式在纸面旋转180°或其偶数倍，构型保持。返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式2.Fischer投影式在纸面旋转90°、270°，构型发生变化。返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式3.将Fischer投影式脱离纸面翻转180°，构型发生变化。返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式4.取代基互换位置奇数次，构型转变。返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式5.取代基互换位置偶数次，构型不变。返回4.14.1.4对映异构体的表示方法—Fischer投影式4.2对映异构体的标记一、D/L相对构型标记法二、R/S绝对构型标记法D-甘油醛甘油醛L-（+）-（-）-返回4.24.2对映异构体的标记一、D/L相对构型标记法一、D/L相对构型标记法以甘油醛的两种构型为标准，人为规定（+）-甘油醛为D构型(手性碳原子上的OH处于Fischer投影式的右侧);（-）-甘油醛为L构型(手性碳原子上的OH处于Fischer投影式的左侧)。

D-甘油醛甘油醛L-（+）-（-）-返回4.24.2对映异构体的标记D型：凡通过化学反应与D-（+）-甘油醛相关联的化合物，只要在变化过程中不涉及到手性碳原子构型转化的，都属D型。L型：凡通过化学反应与L-（-）-甘油醛相关联的化合物，只要在变化过程中不涉及到手性碳原子构型转化的，都属L型。返回4.24.2对映异构体的标记D型：凡通过化学反应与D-（+）-甘油醛相关联的化合物，只要在变化过程中不涉及到手性碳原子构型转化的，都属D型。L型：凡通过化学反应与L-（-）-甘油醛相关联的化合物，只要在变化过程中不涉及到手性碳原子构型转化的，都属L型。D-（+）-甘油醛D-（-）-甘油酸D-（-）-乳酸返回4.24.2对映异构体的标记L-（+）-甘油醛L-（+）-甘油酸L-（+）-乳酸返回4.24.2对映异构体的标记①D、L表示构型②+、-表示旋光方向③构型与旋光方向无对映关系④一对对映体中，一个为D-型，另一个一定为L-型⑤一对对映体中，若D-型为右旋体，则L-型一定为左旋体，反之亦然。注意：返回4.24.2对映异构体的标记返回4.24.2对映异构体的标记优先顺序：a>b>c>d返回4.24.2对映异构体的标记优先顺序：a>b>c>d观察方向返回4.24.2对映异构体的标记优先顺序：a>b>c>da>b>c，顺时针，其构型为R-型返回4.24.2对映异构体的标记观察方向二、R/S绝对构型标记法2.将最低次序的原子或基团（d）远离观察者，其余三个原子或基团面向观察者，观察三个原子或基团由大到小的顺序，若由a→b→c为顺时针方向旋转的为R构型（R表示右），若由a→b→c为逆时针方向旋转的为S构型（S表示左）。R/S标记法规则如下：1.将手性碳原子上相连的四个不同原子或基团（a，b，c，d）按次序规则从大到小排列成序（假定a＞b＞c＞d）返回4.24.2对映异构体的标记4.2对映异构体的标记返回4.24.2对映异构体的标记返回4.24.2对映异构体的标记S-甘油醛

返回4.24.2对映异构体的标记

R-甘油醛R、S构型与旋光方向无对映关系。注意：返回4.24.2对映异构体的标记4.3具有手性中心的分子一、具有一个手性中心的分子的对映异构和外消旋体二、具有两个或两个以上手性中心的分子的对映异构和内消旋体具有一个手性中心的分子，是手性分子，具有旋光性，存在一对对映体。一、具有一个手性中心的分子的对映异构和外消旋体一对对映体除旋光方向相反外，其它物理性质或化学性质（在非手性条件下）都相同。4.3具有手性中心的分子返回4.3一对对映体的等量混合物叫做外消旋体。4.3具有手性中心的分子返回4.3S-（+）-乳酸R-（-）-乳酸+

-乳酸乳酸的物理性质4.3具有手性中心的分子返回4.3二、具有两个手性中心的分子的对映异构和内消旋体两个不相同的手性碳原子两个相同的手性碳原子4.3具有手性中心的分子返回4.31.含两个不相同手性碳原子的化合物在分子中含有两个不相同的手性碳原子,它有四种旋光异构体：COOH—CHOH—CHCl—COOH**12344.3具有手性中心的分子返回4.32--羟基--3--氯丁二酸对映体对映体4.3具有手性中心的分子返回4.3（2R，3S）(2S，3R)（2R，3R）（2S，3S）非对映体非对映体:不呈实物与镜像关系的构型异构体,被称为非对映体。含两个不相同手性碳原子的化合物，存在4个旋光异构体，可组成两对对映体含有一个手性碳原子的化合物，存在2个旋光异构体，可组成一对对映体含有n个不相同手性碳原子的化合物，其旋光异构体的数目为2n个，可组成2n-1对对映体。由等量对映体组成的外消旋体的数目为2n-1个返回4.34.3具有手性中心的分子2.含两个相同手性碳原子的化合物酒石酸分子中含有两个相同的手