有机化学第六章

有机化学课件第六章第1页，课件共60页，创作于2023年2月手性分子和非手性分子对映体和非对映体有机反应中的立体化学手性、对映异构和分子结构的关系；手性分子的表达：命名和表示方法。Enantiomerism第2页，课件共60页，创作于2023年2月互变异构

对映异构

顺反异构

构型异构立体异构(空间排列)构象异构官能团异构

位置异构

碳架

构造异构(连接次序和方式)

同分异构

立体异构体：分子中的原子或基团连接的次序相同，但在空间的排列不同而产生的异构体。第一节对映异构与分子结构的关系1.立体异构(Stereoisomerism)第3页，课件共60页，创作于2023年2月特点：对偏振光振动平面的旋光性不同------旋光异构。对映异构(Enantiomerism)乳酸肌肉：使偏振光振动平面向右旋转发酵：使偏振光振动平面向左旋转

对映异构：构造相同，构型互呈实物与镜像对映关系的立体异构2物质的旋光性1）平面偏振光第4页，课件共60页，创作于2023年2月光是一种电磁波，光波可以在垂直于前进方向平面上的任何方向振动。第5页，课件共60页，创作于2023年2月Nicol棱镜普通光平面偏振光旋光物质

2）旋光性：使偏振光振动平面旋转的性质

非旋光物质第6页，课件共60页，创作于2023年2月旋光物质旋光度α：左旋体(-)：使偏振光振动平面向左旋转右旋体(+)：使偏振光振动平面向右旋转

旋光方向（有旋光性）比旋光度：

对映异构体的比旋光度数值相等，方向相反。右旋体

左旋体

D为钠光的D线，波长为589.3nm。第7页，课件共60页，创作于2023年2月3）旋光仪Nicol棱镜旋光仪的工作原理第8页，课件共60页，创作于2023年2月WXG-4圆盘旋光仪第9页，课件共60页，创作于2023年2月１）对映异构体（对映体）互为镜像但不能叠合的立体异构体3旋光性与分子结构的关系第10页，课件共60页，创作于2023年2月CO2HCO2HOHCH3HHOCH3H第11页，课件共60页，创作于2023年2月生活中的对映体镜象井冈山风景桂林风情左右手互为镜象第12页，课件共60页，创作于2023年2月2）手性左手和右手不能叠合左右手互为镜象手性物体与其镜象不能叠合的性质非手性物体与其镜象叠合的性质

实物与镜像所代表的化合物为同一物质手性分子：具有旋光性非手性分子：没有旋光性第13页，课件共60页，创作于2023年2月３手性分子的判断1）分子能否和它的镜像重合。画出分子的镜像，进行比较。

2）具有的对称因素。对称面，对称心，对称轴对称面σ：对称面有对称面的分子能和它的镜像重合，没有手性。

第14页，课件共60页，创作于2023年2月有对称中心的分子能和它的镜像重合，没有手性。

旋转180°

相同对称中心i：第15页，课件共60页，创作于2023年2月有无对称轴不能作为判断分子是否具有手性的条件。C2手性分子：在结构上既无对称面，也无对称中心。C2对称轴Cn：第16页，课件共60页，创作于2023年2月一个分子若无对称面、对称中心，这个分子的实物与镜像不能重合，分子有手性，有旋光性。反之，一个分子若有对称面，对称中心，这个分子的实物与镜像能重合，分子无手性，无旋光性。判断手性依据第17页，课件共60页，创作于2023年2月第18页，课件共60页，创作于2023年2月第二节含有一个手性碳的化合物手性碳原子(chiralcarbonatom)C*:与四个互不相同的基团连接的碳原子第19页，课件共60页，创作于2023年2月１对映体和外消旋体对映体：两个互呈实物和镜像对映关系的立体异构体外消旋体：对映体的等量混合物

mp(oC)535318[]D+3.82-3.82

0pKa(25oC)3.793.793.8620外消旋乳酸(S)-(+)-乳酸(R)-(-)-乳酸()-乳酸第20页，课件共60页，创作于2023年2月结构：实物与镜像关系内能：内能相同。物理和化学性质在非手性环境中相同，手性环境中有区别。旋光能力相同，旋光方向相反。对映体的生理性质不同。氯霉素左旋体有疗效，其对映体无抗菌作用外消旋体和左旋体、右旋体相比，物理性质有所改变。对映体的特点：

第21页，课件共60页，创作于2023年2月２对映体构型的表示楔形透视式Fischer投影式第22页，课件共60页，创作于2023年2月Fischer投影式书写原则：

手性碳用横竖线的交叉点表示横线的原子或基团在纸面前，竖线的原子或基团在纸面后碳链竖放，编号小的碳在上端第23页，课件共60页，创作于2023年2月1）只能平移，不能离开纸面翻转；使用Fischer投影式注意：不同，对映体翻转

————————第24页，课件共60页，创作于2023年2月2）在纸面上旋转180º为原来的构型；在纸面上旋转90º或270º为其对映体；相同旋转180°旋转180°————————————第25页，课件共60页，创作于2023年2月不同旋转90°旋转90°————————————镜像关系对映体第26页，课件共60页，创作于2023年2月1次2次3）交换手性碳上任两基团，交换偶数次构型不变，交换奇数次为其对映体。

————第27页，课件共60页，创作于2023年2月3构型的标记—R/S标记方法（1）按次序规则排出各基的大小顺序a>b>c>d原子序数大小规则—序数大的原子优先同位素规则—原子量大优先外推规则—层层外推，先比较最大的d.相当规则—重键看作多个单键（2）最小基团d远离眼睛，看眼前三个由大到小的基团abc的排列,顺时针为R,反时针为S.>

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第28页，课件共60页，创作于2023年2月RS顺时针反时针基团次序为：a>b>c>d手握法：大拇指指向最小的基团d，abc为右手握的方向为R，左手握的方向为S第29页，课件共60页，创作于2023年2月实例：用观察法和手握法判断构型乳酸手性碳上的四个基团：OH>COOH>CH3>H。

S型R型第30页，课件共60页，创作于2023年2月确定Fischer投影式构型(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸Fischer投影式为平面，把它想象成立体形象进行判断。

(R)-(+)-甘油醛

(S)-(-)-甘油醛第31页，课件共60页，创作于2023年2月最小基团处于竖键上时顺时针为R，逆时针为S。最小基团处于横键上时顺时针为S，逆时针为R。简便方法：结论：构型R、S与旋光方向(+)、(-)没有直接联系，(+)、(-)是物质固有的性质，而R、S是人为规定的.第32页，课件共60页，创作于2023年2月１二个手性碳不同的化合物RRSSSRRS1234非对映体第三节含有二个手性碳的化合物C2：OH>CHClCOOH>COOH>HC3：Cl>COOH>CHOHCOOH>H对映体对映体第33页，课件共60页，创作于2023年2月

不相同C*数立体异构体数对映体对数12(21)124(22)238(23)4

n2n2(n-1)立体异构体的数目为25=32个。吗啡第34页，课件共60页，创作于2023年2月２两个手性碳相同的化合物OH>COOH>CH(OH)COOH>HRRSSRS123=4内消旋体(meso)对映体非对映体有手性碳的化合物不一定有手性第35页，课件共60页，创作于2023年2月内消旋体和外消旋体比较共性：都无旋光性区别：前者是纯净物，后者是混合物第36页，课件共60页，创作于2023年2月练习：写出(2R,3R)-2,3-二氯丁烷的Fischer投影式。RR第37页，课件共60页，创作于2023年2月３构型式的相互转换第38页，课件共60页，创作于2023年2月HH第39页，课件共60页，创作于2023年2月１单环化合物的旋光性无旋光性对称面有旋光性第四节环状化合物的立体异构环状化合物的立体异构比较复杂，往往顺反异构和对映异构同时存在，通过其平面式的对称性判断其对映异构第40页，课件共60页，创作于2023年2月对称中心

对称面

无旋光性无旋光性对称面

无旋光性有旋光性第41页，课件共60页，创作于2023年2月对称面

无旋光性有旋光性对称面

无旋光性有旋光性第42页，课件共60页，创作于2023年2月2环丙烷衍生物具有手性的环状化合物，仅用顺、反标记不能表明其构型时，应采用R、S标记。有两对对映体第43页，课件共60页，创作于2023年2月(1S,2R)-1-甲基-2-氯环丙烷(1R,2S)-1-甲基-2-氯环丙烷(1R,2R)-1-甲基-2-氯环丙烷(1S,2S)-1-甲基-2-氯环丙烷顺式反式第44页，课件共60页，创作于2023年2月(1R,2S)

(1R,2R)

(1S,2S)

顺式反式第45页，课件共60页，创作于2023年2月(1R,2S)内消旋体

3环己烷衍生物顺-1,2-二甲基环己烷对称面(1S,2S)(1R,2R)对映体

反-1,2-二甲基环己烷第46页，课件共60页，创作于2023年2月1,4-二甲基环己烷，顺式和反式都没有对映异构。对称面

对称中心

第47页，课件共60页，创作于2023年2月１丙二烯型化合物spsp2sp2第五节不含手性碳的化合物的对映异构（含有两个互相垂直的平面）与镜像无法重合，是手性分子有对称面，为非手性分子,二者能重叠第48页，课件共60页，创作于2023年2月用两个环代替两个双键，所得的螺环化合物也有对映异构。第49页，课件共60页，创作于2023年2月２联苯型化合物当ac及bd的体积较大时，苯环绕单键的旋转受阻，整个分子没有对称面和对称中心，有对映异构。abcd第50页，课件共60页，创作于2023年2月若有一个苯环上的两个取代基相同时，则分子有对称面，没有对映异构。第51页，课件共60页，创作于2023年2月３其他化合物当n≤8时，有对映体存在。有手性碳的化合物未必都有手性，没有手性碳的化合物未必没有手性第52页，课件共60页，创作于2023年2月第六节外消旋体的拆分外消旋体是由一对对映体等量混合而成，对映体除旋光方向外，其它物理性质均相同。用一般的物理方法（分馏、分步结晶等）不能把一对对映体分离开来。必须用特殊方法。一、化学分离法（转变成非对映体）；二、生物分离法；三、色谱法（手性柱子）第53页，课件共60页，创作于2023年2月顺-2-丁烯和溴加成时得到的是一对对映体，反-2-丁烯和溴加成时得到的是内消旋体。(±)meso第七节亲电加成反应的立体化学第54页，课件共60页，创作于2023年2月反应历程：溴钅

翁离子

====第55页，课件共60页，创作于2023年2月=meso反式烯烃反式加成得赤式