光學(xué)異構(gòu)對映異構(gòu)體

1、第五章 旋光異構(gòu)Optical isomerism,構(gòu)造異構(gòu),碳鏈異構(gòu) 官能團(tuán)異構(gòu) 位置異構(gòu) 互變異構(gòu),立體異構(gòu),構(gòu)象異構(gòu) 順反異構(gòu)（幾何異構(gòu)） 旋光異構(gòu)（光學(xué)異構(gòu),構(gòu)型,同分異構(gòu),普通光和偏振光,1.偏振光,5-1 旋光異構(gòu)現(xiàn)象一、偏振光和旋光活性,旋光儀示意圖,2.旋光活性 3.旋光度 4.旋光儀,5.比旋光度,例， 肌肉運(yùn)動產(chǎn)生的乳酸 =3.8 ()或d-，右旋 糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸 =3.8 ()或l-，左旋 牛奶發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸 =0 ()或dl,二、分子的手征性和旋光活性 1.手征性（手性或不對稱性） 手征性 手的特性：實(shí)物和鏡像不能重疊的特性。 例：人的左、右手分別與自己的鏡像不能重疊

2、，且二者具有互為實(shí)物和鏡像不能重疊的關(guān)系,2. 手征性分子 手征性分子 與自己的鏡像不能重疊的分子,旋光活性,充要條件,手征性分子,3.手征性碳原子（不對稱碳原子） sp3雜化的碳原子所連的 4 個基團(tuán)不相同手征性碳原子：C* 。例如,4.對映體 如果兩個旋光異構(gòu)體互為實(shí)物和鏡像不能重疊的關(guān)系一對對映體。例如，肌肉運(yùn)動產(chǎn)生的乳酸和糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸就是一對對映體。一對對映體比旋光度相等，方向相反,肌肉運(yùn)動產(chǎn)生的乳酸：=3.8，右旋體 糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸 ： =3.8，左旋體,一對對映體,對映體,旋光異構(gòu)體,例2,含C*的分子,手性分子,決定分子手征性的因素,有對稱面或?qū)ΨQ中心 分子無手性 基團(tuán)在空

3、間只有一種排列無旋光異構(gòu)現(xiàn)象,5-2 含手性碳原子的鏈狀化合物的 旋光異構(gòu)現(xiàn)象 一、含一個手性碳原子的化合物,二、旋光異構(gòu)體構(gòu)型的表示方法和命名 1.表示方法,透視式,Fescher投影式,D(+)-甘油醛 L(-)-甘油醛,OH,HO,2.命名 (1)相對構(gòu)型 D/L命名法,2)絕對構(gòu)型 R/S命名法 系統(tǒng)命名法用以“基團(tuán)次序”規(guī)則為基礎(chǔ)的R/S命名法命名絕對構(gòu)型。 R：Retus （拉丁文，右） S：Sinister（拉丁文，左,D(-)-乳酸 L(+)-乳酸 R- S,) (,D- 、L,R- 、S,之間沒有任何必然的聯(lián)系,Fischer投影式在紙平面上轉(zhuǎn)動90或90的奇數(shù)倍，所得構(gòu)型相

4、反。例,Fischer投影式在紙平面上轉(zhuǎn)動90的偶數(shù)倍，所得構(gòu)型不變,將Fischer投影式的 C*任意兩個原子或基團(tuán)對調(diào)， C*構(gòu)型改變,將Fischer投影式的 C*任意 3 個原子或基團(tuán)按一定方向依次調(diào)換位置， C*構(gòu)型不變,三、含兩個不同手性碳原子的化合物,2-氯-3-碘丁烷,2,3-二羥基丁烷,22 =4兩對對映體兩對對映體之間，彼此兩兩互為非對映體,2S,3R) (2R,3S,2S,3S) (2R,3R,分子式、結(jié)構(gòu)式相同，含n個不相同手性碳原子旋光異構(gòu)體總數(shù) =2n 四、含兩個相同手性碳原子的化合物,分子式、結(jié)構(gòu)式相同，含兩個相同手性碳原子旋光異構(gòu)體總數(shù)=3一對對映體和一個內(nèi)消旋

5、體一對對映體和內(nèi)消旋體之間，彼此兩兩互為非對映體,酒石酸,2R,3R) (2S,3S) 一對對映體,2S,3R) 內(nèi)消旋體（meso,可編輯ppt,26,五、含假手性碳原子的分子,單從構(gòu)造式看，C是非手性碳原子。分子中含兩個相同C*，有3個旋光異構(gòu)體。其中一對對映體，一個內(nèi)消旋體。但其旋光異構(gòu)體的總數(shù)=4，有一對對映體，兩個內(nèi)消旋體,可編輯ppt,27,2R,4R,2S,4S,2R,3r,4S) (2R,3s,4S,可編輯ppt,28,C-3稱為假手性碳原子。 如果C-3所連的兩個C*構(gòu)造和構(gòu)型完全相同，分子有手性，實(shí)物和鏡象不能重疊，在空間有兩種排列，得到一對對映體；若這兩個C*構(gòu)造相同、構(gòu)

6、型相反，在空間也有兩種排列，但由于分子內(nèi)部有對稱面，所以得到兩個不同的內(nèi)消旋體,5-3 碳環(huán)化合物的旋光異構(gòu)現(xiàn)象 例1 2-甲基環(huán)丙基甲酸 4種構(gòu)型,順,反,例2 2,2-二甲基環(huán)丙基甲酸 2種構(gòu)型,例3 1,2-二甲基環(huán)丙烷 3種構(gòu)型,順,反,分子式為C5H10的環(huán)丙烷異構(gòu)體的數(shù)目,例4 3-甲基環(huán)丁基甲酸 2種構(gòu)型,順,反,4,用透視式、平面式或構(gòu)象式判斷環(huán)烷烴衍生物有無手性，其結(jié)果相同,5-4 旋光異構(gòu)體的性質(zhì) 一、對映體的性質(zhì) 對分子式相同、結(jié)構(gòu)式相同，互為實(shí)物和鏡像不能重疊的一對對映體來說，二者都是手性分子，但在非手性條件下二者的理化性質(zhì)完全相同，沒有手征性，只有在手性條件下其手征性

7、才能表現(xiàn)出來,一對對映體就好比是兩個螺紋相反的螺絲釘，木制品對它們來說，就是非手性條件，這兩個螺絲釘都能旋進(jìn)去，性質(zhì)相同，沒有手征性；而螺絲帽則為手性條件，只有與螺絲帽螺紋方向一致的螺絲釘才能旋進(jìn)去，二者性質(zhì)不同，具有手征性。 非手性條件：加熱、溶劑、非手性試劑和催化劑等 一對對映體的 m.p、 b.p、 S以及一般實(shí)驗(yàn)條件下的化學(xué)性質(zhì)相同,手性條件：平面偏振光（左旋偏振光和右旋偏振光的疊加）、酶等 一對對映體旋光活性不同（比旋光度大小相等、方向相反）；對生物體內(nèi)的一系列酶催化反應(yīng)，二者的生理作用差別很大，例如：青霉素在含有外消旋酒石酸的培養(yǎng)液中生長，右旋酒石酸被消耗掉，溶液逐漸由無旋光活性變

8、成左旋，又如：將外消旋的蘋果酸溶液經(jīng)皮下注射在兔子身上，被吸收的是左旋體，右旋體則從尿中排泄出來,可編輯ppt,37,二、外消旋體的性質(zhì) 在氣態(tài)和稀溶液中，外消旋體通常是理想的或近似理想的混合物。除去對偏振光所呈現(xiàn)的性質(zhì)不同之外，外消旋體和純對映體一般具有相同的物理性質(zhì)。例如，b.p、n、d等,本章小結(jié),旋光異構(gòu)現(xiàn)象,分子中沒有對稱面和對稱中心手征性分子產(chǎn)生立體異構(gòu)現(xiàn)象異構(gòu)體能使偏振光的振動平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)旋光異構(gòu)現(xiàn)象,手征性和 旋光異構(gòu),手征性分子,旋光活性,含C*的分子,手征性分子,對映體 外消旋體 非對映體 內(nèi)消旋體,旋光異構(gòu)體,各 論,含一個C*的化合物 含兩個不相同C*的化合物 含兩個相同C*的化合物 含假手性碳原子的分子 碳環(huán)化合物,旋光異構(gòu)體的 表示方法和命名,表示方法 透視式和投影式 命名（標(biāo)記） 相對構(gòu)型D/L