第五章 旋光异构.ppt

1、第五章 旋光异构（对映异构）,5-1 概述,* 结构异构（构造异构） *立体异构 *旋光异构属于立体异构中的构型异构,碳架异构 结构异构 位置异构 官能团异构 异构 互变异构 顺反异构 构型异构 立体异构 对映异构 构象异构 “手性”：实物与其镜像不能重叠的特点叫。,5-2 偏振光和旋光活性,1、偏振光：仅在某一平面振动的光叫（平面）偏振光。 2、旋光活性：能使平面偏振光的振动平面旋转一定角度的物质叫旋光活性物质。 3、右旋+：使偏振光的振动平面向右（顺时针）旋转。 4、左旋-：使偏振光的振动平面左右（逆时针）旋转。,5、现象：乙醇、乙酸等无悬光活性。 乳酸、酒石酸、丙氨酸有光学活性；其中，从

2、肌肉提取的乳酸右旋；发酵生成的乳酸左旋；酸牛奶中乳酸外消旋（不旋光）。,6、旋光度和比旋光度, t= c l ：测试的旋光度 C：浓度，每毫升溶质克数 L：样品管长度，分米dm ：钠光波长587nm,5-3分子的对称性、手性和光学活性,1、具有手性的分子具有旋光活性,2、判断： 通过分子对称性加以判断： 若分子中含有对称中心I或对称面，则分子无旋光活性。,3、含一个手性碳（连有四个不同基团的碳）的分子具有旋光活性。,5-4 含有一个手性碳原子的化合物,以乳酸为例,COOH,CH3,H,HO,COOH,CH3,H,OH,1、外消旋体：左旋和右旋体的等量混合物。,2、表示方法 （1）、透视法,（2

3、）费歇尔（Fischer） 投影式法,* 手性碳原子放在纸面上，以“+”的交叉点表示；横线表示朝前（伸向读者），竖线表示朝后（远离读者）。一般把碳链放在竖键上，并把命名编号小者放在最上端。 * 注意：只能在纸平面上移动，而不能离开纸平面翻转。,5-5 构型表示方法,1、R：表示顺时针；S：表示逆时针。 2、把最小基团放在眼睛的对面上，然后，观察另三个原子或基团由先到后（次序规则）的走向，顺时针者为R；逆时针者为S。 对于Fischer投影式，要注意立体结构。,5-6 含有两个不相同的手性碳原子的化合物,A: 2S,3S-2,2,4-三羟基丁酸 B: 2R,3R-2,2,4-三羟基丁酸 C: 2

4、S,3R-2,2,4-三羟基丁酸 D: 2R,3S-2,2,4-三羟基丁酸 对映体:A与B; C与D 非对映体:A与C;A与D;B与C; B与D. 异构体数目=2n (n:不同手性碳原子数目),5-7 含两个相同手性碳原子的化合物,A: 2R,3R B: 2S,3S C=D: 2R,3S = 2S,3R; 内消旋 A与B 对映体,5-8不含手性碳原子的手性分子,1、连苯型 无对称性,2、丙二烯型 无对称性,5-9 环状化合物的立体结构,a：顺-1，2-二氯环戊烷，有对称面，无光学活性 b：反-1，2-二氯环戊烷，无对称中心，无对称面，有光学活性。,5-4 旋光异构体的性质,1、对应体A与B；相

5、同点：沸点、熔点、溶解度、旋光度。不同点：旋光方向。,2、外消旋体A+B：(与A或B比较)沸点、熔点、溶解度都不同。,3、非对应体（ (与A或B比较)沸点、熔点、溶解度都不同。,4、生物体作用不同,酒石酸(2,3-二羟基丁二酸)物理常数,5-10 不对称合成,由非手性化合物合成手性化合物，一般得到外消旋体。 在已有一个手性中心的分子中引入第二个手性中心时，常常得到的对映体量不同（第一个手性中心对第二个手性中心的构型有控制作用或曰第二个手性中心的形成有立体选择性）产物中有一个立体异构体为主。这种立体异构得量占优势的合成叫不对称合成。,1、自由基取代反应 （1）丁烷氯代（2位） 烷基自由基SP2杂

6、化，平面结构，Cl2从两侧的进攻几率相同，无选择性，得到外消旋体。,（2）2S-2-氯丁烷的3位氯代,5-11 立体专一反应,定义：由某立体异构体的反应物，只得到某一特定的立体异构产物叫- 例：2-丁烯反式加成,5-12分子的前手性和前手性碳原子,无手性的碳原子经过转换变为手性碳原子，该无手性的碳原子称为前手性碳原子。该分子具有前手性。 例子：乙醇无手性，CH2的氢经转换后变为手性，该CH2碳为称为前手性碳原子。该分子具有前手性。,5-11 外消旋体的拆分,1、化学分离法 原理：将外消旋体与另一个光学试剂反应，生成非对映体，利用非对映体的溶解度不同加以分离,2、生物分离法 原理：利用光学活性的酶的化学反应（光学）专一性，与外消旋体中某一个反应，变为非对映体，然后分离。,3、晶种结晶法 原理：在饱和外消旋体溶液（+A/-A）中加入+A，使+A沉淀