取代酸旋光异构.ppt

1、,9.1 羟基酸命名 9.2 羟基酸的物理性质 9.3 羟基酸的化学性质 9.4 自然界的羟基酸 9.5 羰基酸命名 9.6 羰基酸的化学反应 9.7 旋光异构 9.8 构型的标定,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或基团取代的衍生物,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,9.1 羟基酸命名,一 命名常用俗名，系统命名时：含羟基和羧基的最长碳链为主链，从离羟基最近的羧基开始编号，也可用、等表示羟基的位置,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,二 当一

2、个无分支直链直接与两个以上羧基相连时，则以直接连接羧基最多的链烃的名称加后缀“某羧酸”来命名,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,羟基的吸电子效应，羟基酸比相应的羧酸酸性强，诱导效应随距离增长而减弱，故羟基离羧基越远酸性越弱（比较下列化合物酸性）,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,9.2 羟基酸的物理性质,酚酸都是固体，醇酸为晶体或糖浆状液体。能与水形成氢键，故能溶于水。,9.3 羟基酸的化学性质,一 酸性,二 羟基酸的氧化 -羟基酸可被氧化成-羰基酸,Organic Chemistry WENZHOU UNIVER

3、SITY,三 -羟基酸的分解 与稀硫酸共热，羧基与-碳之间键断裂,四 失水反应, ,1羟基酸分子间失水成交酯,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,2 羟基酸分子内失水成、不饱和酸,3 羟基酸分子内失水成内酯,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,内酯在自然界和生物体内广泛存在，并且有非常重要的作用,9.4 自然界的羟基酸,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,Organic Chemistry WENZHOU U

4、NIVERSITY,9.5 羰基酸命名,一命名,含羰基和羧基的最长碳链为主链，从离羰基最近的羧基开始编号，叫某醛酸或某酮酸，酮酸需表明酮基的位置。也可用、等表示羰基的位置,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,二 主要化合物,乙醛酸,2 丙 酮 酸,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,有机体内糖代谢的中间产物。可有乳酸氧化，也可有酒石酸失水、失羧。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,wu,羰基和羧基间碳碳易断裂，极易被氧化成乙醛或乙酸,Organic Chemistry WENZH

5、OU UNIVERSITY,9.6 羰基酸的化学反应,3 乙酰乙酸 有机体内脂肪代谢的中间产物。易失羧，酮酸的共性：,4 乙酰乙酸乙酯,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,乙酰乙酸乙酯的互变异构,碱性条件下，有利于烯醇存在，特殊条件下，可分离出烯醇。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,立体异构：分子中原子互相连接的次序相同，但空间排列的方式不同，因而呈现的异构现象,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,9.7 旋光异构,普通光是由各种波长的在垂直于前进方向的各个平面内振动的光波所组

6、成,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,一 偏振光 1 尼科尔（Nicol）棱晶(偏振片)：只允许与棱晶晶轴平行的平面上振动的光线透过棱晶。,2 平面偏振光：只在一个平面上振动的光称为平面偏振光(或解称偏振光)。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,1 物质的旋光性：能使偏振光振动平面转动一个角度的性质称为物质的旋光性或叫光学活性。 2 旋光物质（光学活性物质）：具有旋光性的物质。 3 旋光度：旋光物质使偏振光振动平面旋转的角度 4 右旋体：使偏振光振动平面向右旋转的旋光物质(+) 5 左旋体：使偏振光振动平面向左旋转

7、的旋光物质(-) 6 旋光仪: 测定物质旋光度的仪器(结构),Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,二 旋光物质和不旋光物质,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,1 旋光度：旋光物质使偏振光振动平面旋转的角度 与所用溶液的浓度、盛液管的长度、温度、光波的波长、溶剂的性质有关 2 比旋光度 定义：1 ml含1 g旋光性物质浓度的溶液，放在1 dm（10cm）长的盛液管中测得的旋光度称为该物质的比旋光度。通常用t表示。为测定时光的波长，一般采用钠光（波长589.3 nm, D表示）,a- 样品的旋光度 l- 样品管的长度 c

8、 - 样品的浓度,t =,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,三 旋光度和比旋光度,如：右旋酒石酸在乙醇中，浓度为5 %时，其比旋光度为： 20 + 3.79 （乙醇，5 %） 物质在浓度（c）, 管长(l)条件下测得旋光度（），可以通过下面公式把它换算成比旋光度t。 t = l(dm) c(g/ml) 如果是纯液体，可将公式中的c换成液体的密度d即可。 在己知比旋光度时，可通过测定溶液的旋光度算出浓度。 例：在20 C用钠光测定某葡萄糖水溶液的旋光度，测定值为+3.2，所用测定管为1 dm，己知葡萄糖水溶液的比旋光度+ 52.5，则由： + 52.5 +

9、3.2/1c; c = 3.2/52.5 = 0.06 (g/ml),Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,四 分子的手性与旋光活性,手性和对映体 1、 手性的概念物体和它的镜象不能重叠，这种特征称为手性，手性同样存在于微观世界中的分子中。某些化合物也具有手性。,2、 分子的手性和旋光性 手性分子：物质的分子和它的镜象不能重叠，这种分子叫手性分子。 一般说来 具有手性的分子都有旋光性；,从分子的内部结构来说，手性与分子的对称性有关。,对称面 对称轴 对称中心,对称性,若一个分子中没有上

10、述任何一种对称因素，这种分子就叫不对称分子，不对称分子就有手性,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,反-1，2-二氯乙烯,二氯甲烷,对称性分子-无手性、无旋光活性,（1）、对称面 ：假如有一个平面可以把分子分割成两部分。而一部分正好是另一部分的镜象，这个平面就是分子的对称面（用表示）。如,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,3、对称性-对称面和对称中心,（2）、对称中心 ：若分子中有一点，通过点画任何直线，在离等距离的线段两端有相同的原子或原子团，则点称为对称中心。 例：反-1,3-二氟-2,4-二氯环丁烷有对称中心：

11、,既没有对称面、对称轴又没有对称中心的分子是手性分子。有旋光性。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,使有机物具有手性的最普遍的因素是手性碳原子 手性碳原子：和四个不相同的原子或基团相连的碳原子，用“*”标出 如：,4 手性碳原子,*,*,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,*,*,*,课堂练习：找出下列化合物中的手性碳原子,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,乳酸的模型,-OH经-CH3至-H的排列顺序 A 逆时针方向 B 顺时针方向,五 含一个手性碳原子的化合物,乳酸分子 ：,

12、*,当C连有4个不同的基团时，有2种空间排列形式,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,A、B两分子不能重叠，是实物和镜象的关系,把具有实物和镜影的关系的异构体，叫做对映异构体,含有一个手性碳原子的化合物，只能有两种构型，也就是只能有两个具旋光活性的异构体。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,1. 对映异构体：构造相同，构型不同，互为实物和镜像关系而不能重合的立体异构体叫做对映异构体，简称对映体。 2. 外消旋体：由等量的对映体组成的物质，无旋光性，称外消旋体。可拆分成右旋和左旋两个有旋光活性的异构非手性环境中，对映体

13、的物理化学特性没有区别,这一对对映体都是手性分子，都具有旋光性，使偏振光旋转的角度相同，即旋光度相同，但方向相反，分别是左旋（-）和右旋（+），分别用（-）-乳酸和（+）-乳酸表示。由蔗糖发酵得到的是左旋，由肌肉中取得的是右旋。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,六、 对映体和外消旋体,(2)透视式：,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,七 含一个手性碳原子的开链化合物的对映异构,1、 构型的表示法,(1)模型 ：手性碳原子在纸平面上；伸入手性碳原子内，表示在纸平面前，连在手性碳原子周边上，表示处在纸平面的后面。,费

14、歇尔投影式,光照,相当于将一个立体模型放在幕前，用光照射模型，在幕上得出的平面影象,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,(3)、费歇尔投影式：,横向基团位于平面的前方竖向基团位于平面的后方,费歇尔投影式国际命名原则：将碳链放在垂直线上，氧化态较高的碳原子或主链上第一号碳原子在上以垂直线相连的基团表示伸向纸后，即远离读者；以水平线相连的基团表示伸出纸前即伸向读者,注意：投影式是用平面式来代表空间的立体结构不能任意翻转,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,、 含两个不相同的手性碳原子,两个手性碳原子所连的四个基团是不完全相

15、同的，例如：,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,八含有两个手性碳原子的开链化合物的对映异构,7.1 + 7.1 - 9.3 + 9.3 ,对映异构体(I与II)(III与IV)，外消旋体和非对映异构体(如与III或II与IV)。 当有n个不相同的手性C原子，有2n个旋光异构体，2n-1对外消旋体，,I II III IV,2 3,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,、含两个相同的手性碳原子,后面一对化合物是一对对映异构体，但前一对化合物其实是一个化合物，分子中有一个对称面，称为内消旋体,酒石酸只有三种异构体，右旋体，左旋体和内消旋体,I II III IV,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,内消旋体 对映异构体,例 2,4-二氯戊烷(判断下列构型的相互关系),Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,9.8构型的标定,对映异构体, 表示手性碳原子的空间构型的方法,有D,L标记法及R,S标记法,D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛,Organic Chemistry