第八章立体异构课件

第八章立体异构构造异构：是指分子中原子之间的连接方式和次序不同所产生的同分异构现象。

碳链异构位置异构构造异构官能团异构

互变异构碳链异构:碳链骨架不同所产生的同分异构现象。

CH3—CH2—CH2—CH3

CH3—CH—CH3CH3

位置异构：取代基或者官能团在碳链或环上的位置不同所产生的同分异构现象。和和

ClClOHCH3OHCH3OHCH3官能团异构：官能团不同所产生的同分异构现象。

CH3—CH2—OHCH3—O—CH3互变异构：官能团不同,但两者之间可以互变、并存的同分异构现象。它是官能团异构的一种特殊表现形式。

立体异构指分子构造相同，但原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象。立体异构主要包括构型异构和构象异构两部分。构型：指分子内原子或原子团在空间“固定”的排列关系。如顺反异构和对映异构。构象：指具有一定构型的分子由于单键的旋转或扭曲使分子内原子或原子团在空间产生不同的排列形象。第一节顺反异构顺-2-丁烯反-2-丁烯两个甲基在双键平面两侧有两种不同排列方式，且不能转换。条件分子中存在限制C自由旋转因素（双键或脂环）。不能自由旋转的C上连接的原子或基团必须不同。2-丁烯当双键碳原子上各连有两个不相同的基团时，由于双键不能自由旋转，在空间就会形成不同的排列方式，形成顺反异构体。顺-2-丁烯反-2-丁烯如果有一个双键碳上连有两个相同的基团，则无顺反异构体顺反异构体命名法顺、反命名法：相同基团在同侧——顺式cis-；在两侧——反式trans-。如：CH3CH=CHCH2CH3

顺-2-戊烯反-2-戊烯

Z/E-命名法问题：Z、E命名法(Z——德文Zuasmmen，共同；E——德文Entgengen,相反。)先确定每个C所连两个基团的优先顺序。当a>b；d>e，优先基团在同侧——Z型。当a>b；d<e，优先基团在两侧——E型。（Z）-2-丁烯顺-2-丁烯（E）-2-丁烯反-2-丁烯大基团在双键的同一侧，则为(Z)构型，在名称前加上(Z)。大基团在双键的不同侧，则为(E)构型，在名称前加上(E)。（Z）-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯（Z）-1-氯-2-溴丙烯（Z）-1，2-二氯溴乙烯反-1，2-二氯溴乙烯（E）-1，2-二氯溴乙烯顺-1，2-二氯溴乙烯练习：1.用Z-E法命名下列化合物2.写出下列化合物构型（1）Z-1-苯基-2-溴丁烯（2）E-3-异丙基-2-己烯这是两种不同的命名法。顺、反异构体的命名指的是相同原子或基团在双键平面同一侧时为“顺”，在异侧时为“反”。Z、E构型指的是原子序数大的原子或基团在双键平面同一侧时为"Z"，在异侧时为"E"。注意：顺、反异构体的命名与（Z）、（E）构型的命名不是完全相同的。

乳酸，自然界发现左旋乳酸和右旋乳酸，它们的构造式相同，但空间构型不同第二节对映异构任何物体都有它的镜像。一个有机分子在镜子内也会出现相应的镜像。实物与镜像相应部位与镜面具有相等的距离。实物与镜像的关系叫对映关系。实物与其镜象不能重合，这种异构关系称为对映异构，具有对映而不能重合关系的立体异构体，互称为对映异构体（简称对映体）

普通光是在所有方向振动的电磁波。(a)光波前进时电场振幅的周期性变化(b)光波振动的平面(c)在普通的光束中光波在一切可能的平面内的振动一、偏振光和旋光性普通光通过尼科尔棱镜后产生只能在一个平面振动的光。这种只能在一个平面振动的光为平面偏振光，简称偏光。普通光尼科尔棱镜偏光在光源和视野之间放置第二个棱晶，只有当晶轴彼此平行时，通过第一个棱晶的光线才能通过第二个棱晶。普通光通过棱镜偏光偏光棱镜

如果在晶轴相互平行的两个棱晶之间放置旋光管，管内盛有不同的液体，将出现两种情况：如果是水或酒精，则偏光顺利通过第二个棱晶；如果是肌肉运动产生的乳酸或葡萄糖等物质，则第二个棱晶必须旋转一定的角度，偏光才能通过。普通光起偏振器偏光乳酸溶液检偏振器观察者平面偏振光——只在一个平面上振动的光。旋光性——使偏振光的振动面发生旋转的性质旋光性物质/光活性物质——具有旋光性的物质。

如:2-氯丁烷,乳酸,葡萄糖,氯霉素等nicol偏光结论：物质有两类：（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。（2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做非旋光性物质。

旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，以“α”表示。旋光度“α”不是一个常量，它受温度、光源、浓度、管长等许多因素的影响，为了便于比较，就要使其成为一个常量，故用比旋光度[α]来表示：二、旋光度和比旋光度比旋光度——单位浓度、单位盛液管长度下测得的旋光度，用[α]表示。实际测量时，可用溶液测量其旋光度，再用下式计算其比旋光度：

[α]Dt

=α——由仪器测得的溶液的旋光度；

l——盛液管的长度,单位为dm(1dm=10cm)；

C——溶液的浓度,单位为g.mL-1。αDtl·c三、旋光性与分子结构的关系（一）手性与旋光性手性（手征性）：实物与镜像不能完全重叠的特性。手性分子：具有手性的分子。手性与旋光性的关系：手性分子一定有旋光性；反之，具有旋光性的分子一定是手性分子。左手 镜 右手左手的镜像是右手——对映关系左、右手对映而不能重合，这种性质称为——“手性”。（二）对称因素与手性要判断一个分子是否具有手性可以从考察这个分子有无对称因素入手。如果分子中没有对称面或对称中心，则该分子是手性分子，存在对映异构体。1、对称面假如有一个平面可以把分子切开成两部分，而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就是分子的对称面。球棍模型演示结论：有对称面的分子一定无旋光性，一定不是手性分子，在手性分子中不可能有对称面。2.对称中心

若分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果在离P点等距离的直线两端有相同的原子或基团，则点P称为分子的对称中心。ClFFHHHHClP结论：有对称中心的分子，一定不是手性分子，一定没有旋光性，在手性分子中，不可能有对称中心。手性碳原子：通常把与四个互不相同的原子或基团相连的碳原子称为手性碳原子，用*标出。（三）手性碳原子与旋光性分子是否具有手性是产生旋光性和对映异构的根本原因和充分必要条件。有手性C的分子，可能是手性分子，可能有旋光性；无手性C的分子，可能是手性分子，可能有旋光性；只含一个手性C的分子，一定是手性分子，一定有旋光性。问题：1、如何把在空间基团在前后不同排列方式，在平面上清楚表示出来？2、这种差别用什么符号来标记命名？四、构型的表示及标记法（一）构型的表示1、表示方法：费歇尔投影式2、投影规则（以乳酸来举例）

A、把含C的原子或基团放在直立的位置上（4种）

B、把命名时编号最小的C原子放在上端（2种）

C、把水平相连的两个原子或基团放在离视线近的一边，直立相连的两个原子或基团放在远离视线的一边（1种）这个规则用于理解费歇尔投影式。[规定]

投影时，与手性碳相连横向两个键朝前，竖向两个键向后（“横前竖后”）

，交叉点为手性碳。一般将主碳链放在竖直线上，把命名时编号最小的碳原子放在上端。注意

Fischer投影式是用平面式来表示三度空间的立体构型。因此，必须注意投影式中各个基团的前后关系。分子模型可以在空间任意翻转，而不改变分子的构型；但在投影式中，在纸面上翻转会改变与手性碳相连的原子或基团的空间关系。

1、将手性碳上的四个基团中的任意两个调换奇数次，构型改变；调换偶数次，构型不变。Fischer投影式的转换规则

2、Fischer投影式在纸面上平移或旋转180°构型不变；如：

3、不能将其脱离纸面翻转，翻转180°，变成其对映异构体。（二）标记方法1、相对构型（D/L标记法）规定：(+)-甘油醛的构型为“D”型，与手性碳相连的羟基位于投影式的右边，（-）-甘油醛则为“L”型。投影式中，最下面手性C上的H原子在左（或羟基在右）构型用D表示;若H原子在右（或羟基在左）构型用L表示。

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛注意：(+)-和()-表示旋光的方向，D和L表示不同的构型。旋光和构型没有必然的联系。

D-(-)-乳酸

L-(+)-乳酸

L-(-)-丝氨酸D-(+)-葡萄糖而其它化合物则以它为标准来确定构型：注意该方法的前提条件：1、手性C上要有H或有OH；2、H或OH只要有其中之一就可以了；3、D、L与+、-没有必然联系。第三节构象异构烷烃分子中成键原子可绕单键自由旋转，导致分子中原子或基团在空间的不同排列方式——构象。这种因单键旋转而产生的异构现象——构象异构，属立体异构。（1）乙烷的构象——有两种典型构象：

交叉式重叠式

——优势构象透视式（2）环烷烃的构象异构以环己烷为例环己烷中C-C键的扭转可产生各种构象典型构象为椅式和船式

椅式船式椅式和船式的相互转变优势构象HHHHHHHHHHHH椅式构象中的两类C-H键与对称轴平行为竖键（a键）与对称轴近乎垂直为横键（e键）a键e键翻环室温下，环己烷可由一种椅式构象转变为另一种椅式构象ae，ea先