旋光异构.ppt

1、5 旋光异构,一、基本概念 二、分子的结构与旋光活性 三、含一个手性碳原子化合物的旋光异构 四、含两个手性碳原子化合物的旋光异构 五、环状化合物的立体异构体 六、不含手性碳原子化合物的旋光异构 七、旋光异构体的性质,异构体之间最明显的差异是对平面偏振光的旋光性能不同，因而称旋光异构。,一、基本概念,平面偏振光 旋光性 旋光度 () 光学活性物质 旋光仪 左旋体(-) 右旋体(+),Nicol棱镜,比旋光度 ： 通常规定1ml含1g旋光性物质浓度的溶液，放在1dm长的盛液管中测得的旋光度为该物质的比旋光度。,5 旋光异构,二、分子的结构与旋光活,1、 手性 实物与其镜影不能重叠的特点叫 “手征性

2、” ， 简称“手性”。,3、 手性碳 和4个不相同的原子或基团相连的碳原子叫手性碳原子 。,2、手性分子 任何一个不能和它的镜影完全重叠的分子，就叫手性分子。 -旋光活性,*,手性与分子的对称性有关。考察一个分子是否有对称性，可以看它是否有对称面、对称轴或对称中心等对称因素。,5 旋光异构,无对称因素-不对称分子-手性分子-旋光活性,4、 对称因素-对称面、对称中心,分子中所有的原子都在一个平面内，或是通过分子的中心，可以用一个平面将分子分成互为实物和镜影的两半，这种分子就具有对称面。,分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果在离P等距离的直线两端有相同的原子或基团，则P点为分子的对称中心。,

3、5 旋光异构,三、含一个手性碳原子化合物的旋光异构,乳酸,1、对映体 外消旋体,呈实物和镜影的关系，叫对映异构体。 它们使偏振光的振动平面旋转的角度相同，方向相反，用(-)-乳酸和(+)-乳酸表示。,连在手性碳原子上的4个原子或基团，在空间有两种排列方式，即两种构型。,左旋体和右旋体的旋光度相同，旋光方向相反，所以等量的左旋体和右旋体组成的体系，没有旋光活性，这种体系叫外消旋体，用()表示。,5 旋光异构,（1）透视式（或楔型式）,楔-前；虚-后；实-平面,2、构型的表示方法：,能代表三维空间关系的透视式比较直观，但这种表示方法写起来比较麻烦，对于结构比较复杂的分子，书写更不方便。,5 旋光异

4、构,(2) Fischer投影式,用一个“+”字，交点代表手性 C，碳链放在竖键，1号C放在上方。 横-前；竖-后,5 旋光异构,说明：Fischer投影式不能离开纸面翻转。 Fischer投影式可以在纸面旋转1800 Fischer投影式中基团交换偶数次构型不变。,5 旋光异构,D-乳酸,3、构型的标记法,(1) D/L标记法,D-(+)-甘油醛,L-(-)-甘油醛,L-乳酸,以甘油醛为标准物质。规定：甘油醛的Fischer投影式中，手性C上的羟基在右边的表示右旋甘油醛，构型定为D型；羟基在左边的表示左旋甘油醛，构型定为L型。,5 旋光异构,(2) R/S标记法,R/S标记法是根据手性C所连

5、4个原子或基团在空间的排列次序进行标记的。 方法是：首先按次序规则，将与手性C相连的4个原子或基团大小排列成序。其中最小的一个，放在眼睛对面最远的位置上，然后观察眼前的3个原子或基团，由大到小排列顺时针为R, 逆时针为S。,R-乳酸,S-乳酸,5 旋光异构,（2S，3R）-3-氯-2-溴戊烷,S,S,5 旋光异构,。,四、含两个手性碳原子化合物的旋光异构,1、含两个不相同手性碳原子的化合物（异构体的数目2n ）,I（2R,3R）,II（2S,3S）,III（2S,3R）,IV（2R,3S）,旋光异构体：4个 两对对映体,5 旋光异构,内消旋体,m-酒石酸(meso),2、含两个相同手性碳原子的

6、化合物,旋光异构体：3个 一个内消旋体.,酒石酸,S，R,5 旋光异构,1、含一个、两个相同手性碳原子的环状化合物,（R）,对映体,2、两个不相同手性碳原子的环状化合物,环状化合物的立体异构现象比较复杂，顺反异构和对映异构往往同时存在。,R，R,R，S,5 旋光异构,六、不含手性碳原子化合物的旋光异构,1、丙二烯型化合物,2，3-戊二烯对映体,5 旋光异构,2、单键旋转受阻碍的联苯型化合物,含手性碳原子的化合物不一定有旋光性，不含手性碳原子的化合物不一定无旋光性。分子有旋光性的必要条件：分子有手性。,5 旋光异构,七、旋光异构体的性质,物理性质方面： 对映异构体旋光方向相反，其它物理性质都完全相同。 非对映体之间，旋光性能不同，其它物理性质也不相同。 外消旋体和内消旋体无旋光性，其他物理性质和相应的左旋体或右旋体相比也有差异。,在化学性质方面： 对映异构体与非手性试剂的作用是完全相同的。与手性试剂作用时，或在手性溶剂或手性催化剂的作用下，二者的反应速率有所不同，在某些特