2011-54-5 旋光异构.ppt

1、碳棚异构化结构异构化位置异构化官能化学基异构化现象顺反异构化结构异构化光学异构化结构异构化，第5章光学异构化(Chapter5 Optical Isomerism )、一、异构化、1、结构(or结构)异构化：通过分子中原子或化学基键(Constitutional isomers )， 2、立体异构体：分子中的原子或化学基具有相同的连接方式，但由于空间的配置方式不同而产生的同分同分异构体。 (Stereoisomers )、二、旋光同分异构体的基本概念、1、平面极化(简称为偏振光)寻常光由在垂直于光的前进方向的各平面内振荡的各种波长的光波构成。 当寻常光通过尼克棱镜项目时，只有在平行于反射镜轴的

2、平面上振动的光能通过。 这种仅在一个平面内振动的光称为平面极化，或者简称为偏振光。 2 .旋光度、物质使偏光的振动方向偏转的性质称为旋光度。 旋转光度和比旋转光度，a，通过有偏光的旋光度液体物质或溶液偏转的角度。 在上图中，该物质的旋转光度为40。 b、比旋转光度：物质的旋转光度受温度、物质的浓度等的影响，因此物质为室温、浓度1g/ml、样品管为1dm、光源为纳金属钍光(589.3nm )时测定的旋转光度为比旋转光度。 旋转光度和比旋转光度的关系是，某旋光度物质的浓度为0.05g/mL，用20厘米的旋光管测得的旋转光度为3.2度。 求出其相对旋转光度。 三、旋光异构体与分子构型的关系，一、旋光

3、异构体的发现在十九世纪中发现了许多天然有机化合物具有旋光度，pasteur在1848年研究了酒石酸钠铵的不对称性，提出了分子结构的不对称性。 1874年碳的四面体片学说被提倡，范霍夫指出有机化合物具有以下结构时，物质应具有旋光度的映射同分异构体。 由于左右乳酸具有上述结构的特征，因此具有旋光度。 由于具有旋光度的分子不与其镜像重合，因此旋光度也被称为手性，而具有旋光度的分子被称为手性分子。 如何判断分子有无旋光度(手性)？ 第一种方法是分子与其镜像是否一致。 重叠的话就没有旋光度。 不重叠就有旋光度。 第二种方法：分子中有无对称面或对称中心。 有对称面和对称中心就没有旋光度，没有对称面和对称中

4、心就有旋光度。 2、对称性与旋光度(手性)、对称性：对称面、对称中心、对称轴、1 )、具有对称面的分子无手性。 2 )、具有对称中心的分子没有手性。 3 )、有对称轴的分子不一定是手性的。 具有双对称轴，有对称面，无旋光度，只具有双对称轴，有旋光度，具有旋光度的化合物结构大多为手性碳原子(连接4个不同的原子或化学基的碳原子)。 有手性碳原子的有机物有几个旋光同分异构体？ 是怎样表现出来的呢？ 怎么取名字？ 重点，四，一个含手性碳原子的有机物的旋光同分异构体，一个含手性碳原子的有机物有二个旋光同分异构体。 由于这些个2种旋光同分异构体相互处于镜像关系，所以相互称为映射体。 1、映射体、2、消旋体

5、两种映射同分异构体的等量混合物无旋光度，称作消旋体。 等量混合，无旋光度。 消旋体通常用dl表示。 ()表示，3、映射同分异构体的理化性质1 )除旋光性质外，映射同分异构体的物理性质完全相同(旋转光度的数值相同，方向相反)。 2 )映射同分异构体的化学性质除了某种生化反应外几乎相同。 反应停止、r型可明显缓解女性宫内孕早期呕吐等症状，s型可使胎儿畸形。 1960年在欧洲发生了2万多胎儿畸形，1965年研究原因。 喜树盐化学基抗癌活性与C20构型有关。 C20的s构型(天然得到的化合物)是活性的，在r构型中完全没有活性。门冬氨酸、r型为甜味料，甜度大约是蔗糖的200倍，s型苦。4、配置的表示方法

6、费希尔心理投射式，1 )画十字。 十字的升交点表示手性碳原子。 2 )描绘与手性碳原子相连的4个化学基。 一般含碳的化学基画在垂直线的两端。 3 )注意：费希尔心理投射式看起来像平面结构，实际上表示立体结构。 与手性碳原子结合的横向的2个结合水平地向前，与手性碳原子结合的纵向的2个结合垂直地向后。配置的r、s命名规则，1970年IUPAC建议映射同分异构体为r、s命名，规则如下：1、配对性碳原子连接的4个原子(原子团)的排序。 排序规则与烯烃的z、e命名规则相同。 对于原子团来说，首先比较最初的原子的原子序数。 如果第一个原子相同，则比较与第一个原子相连的原子的原子序数。 的双曲馀弦值。 如果

7、第二个相同，就比较第三个。 的双曲馀弦值。 如果分子包含双键或三键，则被视为两个或三个单键。命名为2、r型或s型，将最小的化学基置于远离观察者眼睛的位置，其他3个化学基按从大到小的顺序排列，时校正为r型，反时校正为s型。 r型、R S S、练习题：以下哪一种化合物相同？ 什么是映射体？ 在1 )、2 )、R S S、SSR、1、含有2个不同手性碳原子的有机物的旋光异构化这一化合物中，2个手性碳原子连接的4个化学基完全不同。包含五、两个手性碳原子的有机物的旋光同分异构体，包含两个不同手性碳原子的有机物有四个旋光同分异构体。 以氯元素化苹果酸为例：a b c d、a和b； c和d是映射同分异构体a

8、和c、d； b和c，d是非映射体，a和c； b和d表示异构体、2、包含两个相同手性碳原子的有机物的旋光同分异构体、包含两个相同手性碳原子的有机物有三个旋光同分异构体。 3 .包含多个手性碳原子的有机物的旋光同分异构体，n个包含不同手性碳原子的化合物有2n个旋光同分异构体，可以构成2n-1个消旋体。 另一方面，如果含有相同的手性碳原子，则旋光同分异构体的数目变得相当少，有消旋体。 六、环状化合物旋光同分异构体：有环丙烷诱导体，对称面，无旋光度，无对称面，有旋光度，有旋光度，有旋光度，碳二取代时，取代化学基相同或不同，无手性。 异碳二取代时，2个取代化学基相同时，有3种立体异构体。 因为有2个相同的手性碳原子。2个取代化学基不同时，有4种立体异构体。 因为有两个不同的手性碳原子。 特殊情况： 1，3二取代环丁