立體化學(xué)介紹學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1立體化學(xué)立體化學(xué)(l t hu xu)介紹介紹第一頁，共98頁。第1頁/共98頁第二頁，共98頁。第2頁/共98頁第三頁，共98頁。3-6 3-6 潛手性碳和潛手性面潛手性碳和潛手性面3-7 3-7 旋光異構(gòu)體的理化性質(zhì)旋光異構(gòu)體的理化性質(zhì)(xngzh)(xngzh)3-8 3-8 外消旋體的拆分外消旋體的拆分3-8 3-8 天然手性分子的生物活天然手性分子的生物活性性第3頁/共98頁第四頁，共98頁。構(gòu)造構(gòu)造(guzo)異構(gòu)異構(gòu)碳鏈異構(gòu)碳鏈異構(gòu)官能團異構(gòu)官能團異構(gòu)位置位置(wi zhi)異構(gòu)異構(gòu)互變異構(gòu)互變異構(gòu)立體異構(gòu)立體異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順反異構(gòu)（幾何異構(gòu)）順反異構(gòu)（幾何異構(gòu)）旋

2、光異構(gòu)（光學(xué)異構(gòu)）旋光異構(gòu)（光學(xué)異構(gòu)）構(gòu)型構(gòu)型同分異構(gòu)同分異構(gòu)第4頁/共98頁第五頁，共98頁。3-1 手性分子手性分子(fnz)及其光學(xué)及其光學(xué)活性活性第5頁/共98頁第六頁，共98頁。對映體：互為實物與鏡像關(guān)系的兩個分子互相對映體：互為實物與鏡像關(guān)系的兩個分子互相(h xing)稱為對稱為對映體。映體。 對映體的構(gòu)造相同，但分子的三維空間構(gòu)型不同。對映體的構(gòu)造相同，但分子的三維空間構(gòu)型不同?；閷τ丑w的兩個手性分子具有不同的光學(xué)活性，它們的光學(xué)互為對映體的兩個手性分子具有不同的光學(xué)活性，它們的光學(xué)活性用旋光度（活性用旋光度（Optical rotation）來反映）來反映 。旋光度：平面偏

3、振光的偏振面旋轉(zhuǎn)的角度。旋光度：平面偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)的角度。圖 3.1 乳酸分子的兩種構(gòu)型 圖 3.2 乳酸兩種構(gòu)型不能疊合 = +3.8 = -3.8 = 0第6頁/共98頁第七頁，共98頁。尼科爾棱鏡普通光( 光源 )偏振面平面非旋光性物質(zhì)旋光性物質(zhì)旋光度偏振面不變偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)圖3.3 偏振光的形成和旋轉(zhuǎn)第7頁/共98頁第八頁，共98頁。牛奶發(fā)酵牛奶發(fā)酵(f jio)肌肉運動肌肉運動糖發(fā)酵糖發(fā)酵(f jio)乳酸乳酸(r sun) ：C3H6O3 三種不同來源的乳酸，分子式相同，結(jié)構(gòu)三種不同來源的乳酸，分子式相同，結(jié)構(gòu)式相同，但某些性質(zhì)有差異。例如：使偏振光式相同，但某些性質(zhì)有差異。例

4、如：使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的方向不同。振動平面旋轉(zhuǎn)的方向不同。第8頁/共98頁第九頁，共98頁。 1. 偏振光偏振光 (1) 偏振光偏振光 光波是一種電磁波，它光波是一種電磁波，它是依靠振動是依靠振動(zhndng)前進的，其振動前進的，其振動(zhndng)方向垂直于前進方向。普通光方向垂直于前進方向。普通光是由不同波長的光波組成的。是由不同波長的光波組成的。雙箭頭表示不同波長的雙箭頭表示不同波長的光可能的振動光可能的振動(zhndng)方向。方向。普通普通(ptng)光振光振動示意圖動示意圖第9頁/共98頁第十頁，共98頁。 但如果使普通光通過由方解石片組成的但如果使普通光通過由方解石片組成

5、的Nicol棱鏡棱鏡或由人造偏振片制成的透鏡，那么只有振動方向與棱或由人造偏振片制成的透鏡，那么只有振動方向與棱鏡晶軸平行的光才能通過。這種通過棱鏡后只能在一鏡晶軸平行的光才能通過。這種通過棱鏡后只能在一個平面上振動的光稱為平面偏振光（簡稱偏振光，個平面上振動的光稱為平面偏振光（簡稱偏振光，1809年年Malus首次首次(shu c)發(fā)現(xiàn)）。發(fā)現(xiàn)）。平面平面(pngmin)偏振光振偏振光振動示意圖動示意圖第10頁/共98頁第十一頁，共98頁。 (2)起偏鏡起偏鏡 產(chǎn)生偏振光的棱鏡產(chǎn)生偏振光的棱鏡起偏鏡。起偏鏡。 (3)檢偏鏡檢偏鏡 若要使偏振光射在第二個若要使偏振光射在第二個Nicol棱鏡棱鏡

6、上，只有當(dāng)?shù)诙€棱鏡的晶軸于第一個棱鏡的晶軸上，只有當(dāng)?shù)诙€棱鏡的晶軸于第一個棱鏡的晶軸平行時，偏振光才能完全通過，我們才能在第二個平行時，偏振光才能完全通過，我們才能在第二個棱鏡之后看到最大亮度的光。也就是說，第二個棱棱鏡之后看到最大亮度的光。也就是說，第二個棱鏡可以鏡可以(ky)檢驗偏振光的振動方向檢驗偏振光的振動方向檢偏鏡。檢偏鏡。 第11頁/共98頁第十二頁，共98頁。普通普通(ptng)光和偏振光光和偏振光第12頁/共98頁第十三頁，共98頁。第13頁/共98頁第十四頁，共98頁。旋光儀示意圖旋光儀示意圖第14頁/共98頁第十五頁，共98頁。cl或或 dl t= C: g/mll:

7、dm第15頁/共98頁第十六頁，共98頁。cl或或 dl t= 一般情況下，旋光儀所用的光源是一般情況下，旋光儀所用的光源是鈉光燈，其波長鈉光燈，其波長 =589.3nm ,相當(dāng)于太相當(dāng)于太陽光譜中的陽光譜中的 D 系光線，若測定溫度為系光線，若測定溫度為20 ，則比旋光度表示為，則比旋光度表示為 。 20 D 葡萄糖水溶液，使偏振光向右旋轉(zhuǎn)，在葡萄糖水溶液，使偏振光向右旋轉(zhuǎn)，在20時用鈉光源測其比旋光度為時用鈉光源測其比旋光度為+52.7 ,表示為：表示為： = + 52.7（水）（水） 20 D D 例如例如第16頁/共98頁第十七頁，共98頁。例例:肌肉運動產(chǎn)生的乳酸肌肉運動產(chǎn)生的乳酸(

8、r sun)=3.8 ()，右旋，右旋糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸(r sun)=3.8 ()，左旋，左旋牛奶發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸牛奶發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸(r sun)=0 () ？第17頁/共98頁第十八頁，共98頁。 3-2 3-2 手性分子的判定手性分子的判定 一、手性與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系一、手性與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系 1. 1.手征性：實物手征性：實物(shw)(shw)和鏡像不能完全和鏡像不能完全重合的特性。重合的特性。 例例1 1：人的左右手，互為實物：人的左右手，互為實物(shw)(shw)與鏡像的與鏡像的關(guān)系，不能完全重合。關(guān)系，不能完全重合。 不能相互重合不能相互重合(chngh)，但

9、互為鏡像。，但互為鏡像。 互為鏡像的兩種構(gòu)型的分子稱為對映異構(gòu)互為鏡像的兩種構(gòu)型的分子稱為對映異構(gòu)體。體。 與其鏡像不能重合與其鏡像不能重合(chngh)的分子稱為手的分子稱為手性分子。性分子。第18頁/共98頁第十九頁，共98頁。 2. 手征性分子手征性分子(fnz) 手征性分子手征性分子(fnz) 與自己的鏡像不能重疊與自己的鏡像不能重疊的分子的分子(fnz)，也稱為不對稱分子，也稱為不對稱分子(fnz)。 1848年，法國科學(xué)家年，法國科學(xué)家Pasteur發(fā)現(xiàn)無旋光活性的發(fā)現(xiàn)無旋光活性的酒石酸鈉銨晶體是兩種晶形的混合物，它們之間的酒石酸鈉銨晶體是兩種晶形的混合物，它們之間的關(guān)系類似于兩種

10、石英晶體（關(guān)系類似于兩種石英晶體（Biot），具有手征性，），具有手征性，且互為實物和鏡像不能重合。他用鑷子將這兩種晶且互為實物和鏡像不能重合。他用鑷子將這兩種晶體分開，分別溶于水，二者均有旋光活性，測得的體分開，分別溶于水，二者均有旋光活性，測得的比旋光度大小相等，方向相反。比旋光度大小相等，方向相反。第19頁/共98頁第二十頁，共98頁。 Pasteur由晶體的外形聯(lián)想到酒石酸鈉銨的內(nèi)由晶體的外形聯(lián)想到酒石酸鈉銨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，認為物質(zhì)的旋光活性是由于分子中原子或部結(jié)構(gòu)，認為物質(zhì)的旋光活性是由于分子中原子或基團基團(j tun)的排列不對稱，即分子有手性的緣故的排列不對稱，即分子有手性的緣故。

11、并明確指出，結(jié)構(gòu)式相同的兩種物質(zhì)的旋光活性。并明確指出，結(jié)構(gòu)式相同的兩種物質(zhì)的旋光活性差異是由于分子中的原子或基團差異是由于分子中的原子或基團(j tun)在空間的在空間的排列不同而引起的。排列不同而引起的。第20頁/共98頁第二十一頁，共98頁。第21頁/共98頁第二十二頁，共98頁。 在空間在空間(kngjin)的兩的兩種排列種排列第22頁/共98頁第二十三頁，共98頁。反。因而：分子的手性是引起旋光反。因而：分子的手性是引起旋光性的根本原因。性的根本原因。第23頁/共98頁第二十四頁，共98頁。二維結(jié)構(gòu)相同，原子或基團二維結(jié)構(gòu)相同，原子或基團在空間排列在空間排列(pili)為不對稱為不對

12、稱分子分子(fnz)有手性有手性 物質(zhì)有旋光活性物質(zhì)有旋光活性立體異構(gòu)現(xiàn)象：旋光異構(gòu)現(xiàn)象立體異構(gòu)現(xiàn)象：旋光異構(gòu)現(xiàn)象旋光異構(gòu)體旋光異構(gòu)體第24頁/共98頁第二十五頁，共98頁。在生物體內(nèi)，存在大量手性分子。例如：在生物體內(nèi)，存在大量手性分子。例如：（1 1）葡萄糖有營養(yǎng)的是它的右旋體。）葡萄糖有營養(yǎng)的是它的右旋體。（2 2）氯霉素，只有左旋體有療效）氯霉素，只有左旋體有療效(lioxio)(lioxio)。（3 3）麻黃素，右旋體不僅沒有療效）麻黃素，右旋體不僅沒有療效(lioxio)(lioxio)而且還而且還干擾左旋體的作用。干擾左旋體的作用。檢驗手性分子常用檢驗手性分子常用(chn yn)

13、的方法的方法偏振光。偏振光。例如：乳酸例如：乳酸 CH3C*H（OH）COOH 第25頁/共98頁第二十六頁，共98頁。CH3NC2H5C6H5O-PC3H7CH3C6H5SOOC2H5C6H5SiCH3CH2CH2CH2C6H4SO3HC6H5H2CCH3NC6H5CH2CH=CH2H3CCH2C6H5*+NN*CCH3COOHH2NHCCH3COOHHOH*CH3HBrH*特勒格堿第26頁/共98頁第二十七頁，共98頁。糖發(fā)酵產(chǎn)生糖發(fā)酵產(chǎn)生(chnshng)的乳酸的乳酸 ： =3.8，左旋體，左旋體肌肉肌肉(jru)(jru)運動產(chǎn)生的乳酸：運動產(chǎn)生的乳酸：=3.83.8，右旋體，右旋體一

14、對對映體一對對映體第27頁/共98頁第二十八頁，共98頁。實物實物鏡像鏡像一對一對(y du)對映異構(gòu)體對映異構(gòu)體第28頁/共98頁第二十九頁，共98頁。 二、手性分子(fnz)的判定思考思考: 怎樣判斷一個分子為手性分子怎樣判斷一個分子為手性分子 ? or 怎怎樣判斷一個化合物是否存在旋光樣判斷一個化合物是否存在旋光 異構(gòu)異構(gòu) ?第29頁/共98頁第三十頁，共98頁。 對稱因素包括：對稱面、對稱中心、對稱軸、更對稱因素包括：對稱面、對稱中心、對稱軸、更迭對稱軸等。但對大多數(shù)有機物特別是鏈狀化合物，迭對稱軸等。但對大多數(shù)有機物特別是鏈狀化合物，只要只要(zhyo)根據(jù)分子中是否存在對稱面、對稱

15、中心就根據(jù)分子中是否存在對稱面、對稱中心就可以判斷分子是否有手性?？梢耘袛喾肿邮欠裼惺中?。（怎樣判斷不對稱？只要理解對稱就可以了怎樣判斷不對稱？只要理解對稱就可以了）第30頁/共98頁第三十一頁，共98頁。 若有一個若有一個(y )平面能將分子切成兩部分，其平面能將分子切成兩部分，其中一部分正好是另一部分的鏡像，這個平面就是這中一部分正好是另一部分的鏡像，這個平面就是這個分子的對稱面。個分子的對稱面。結(jié)論：有對稱結(jié)論：有對稱(duchn)面的分子，實物和鏡像能重疊，面的分子，實物和鏡像能重疊，無手無手 性，無對映異構(gòu)體。性，無對映異構(gòu)體。例如：例如：1,1-1,1-二氯乙烷二氯乙烷 反反-1,

16、2-1,2-二氯乙烯二氯乙烯第31頁/共98頁第三十二頁，共98頁。p反反-1,3 -1,3 -二氟二氟-2,4 -2,4 -二氯環(huán)丁烷二氯環(huán)丁烷(dn wn)(dn wn)結(jié)論：有對稱中心的分子，實物結(jié)論：有對稱中心的分子，實物(shw)和鏡像能重和鏡像能重疊，無手性，無對映異構(gòu)體。疊，無手性，無對映異構(gòu)體。p反反-1,2-二氯乙烯二氯乙烯 分子中有一點分子中有一點 p p ，若在離，若在離 p p 等距離的兩端有等距離的兩端有相同的原子相同的原子(yunz)(yunz)或基團，或基團，p p 點為該分子的對稱點為該分子的對稱中心。中心。第32頁/共98頁第三十三頁，共98頁。 有對稱面或?qū)?/p>

17、稱中心有對稱面或?qū)ΨQ中心分子為對稱分子分子為對稱分子無手性無手性基團在空間只有基團在空間只有(zhyu)(zhyu)一種排一種排列列無旋光異構(gòu)現(xiàn)象無旋光異構(gòu)現(xiàn)象第33頁/共98頁第三十四頁，共98頁。分子分子(fnz)既無既無、又無、又無 i 。它們是手性分子它們是手性分子(fnz)，為旋光異構(gòu)體。，為旋光異構(gòu)體。CH3OHCH3HHHCH3OHCH3HHH第34頁/共98頁第三十五頁，共98頁。設(shè)想分子中有一條直線，當(dāng)分子以設(shè)想分子中有一條直線，當(dāng)分子以此直線為軸旋轉(zhuǎn)此直線為軸旋轉(zhuǎn)360360 /n/n（n n為正整為正整數(shù)）后，得到的分子與原來的分子數(shù)）后，得到的分子與原來的分子相同，這條

18、直線就是相同，這條直線就是n n重對稱軸。重對稱軸。3.3.對稱軸對稱軸：(c)對稱軸對稱軸注意：對稱軸不能作為分子有無注意：對稱軸不能作為分子有無(yu w)手性手性的判據(jù)。的判據(jù)。旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)(xunzhun)1800第35頁/共98頁第三十六頁，共98頁。結(jié)結(jié) 論論第36頁/共98頁第三十七頁，共98頁。CH3CHCOOHOH空間空間(kngjin)的兩種的兩種排列排列第37頁/共98頁第三十八頁，共98頁。 例如，牛奶發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸就是右旋體（肌例如，牛奶發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸就是右旋體（肌肉運動產(chǎn)生的乳酸）和左旋體（糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳肉運動產(chǎn)生的乳酸）和左旋體（糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸）等量混合所得到的外消

19、旋體。酸）等量混合所得到的外消旋體。 外消旋體表示外消旋體表示(biosh)為：為：()-或或dl- ， = 0，外消旋體不同于一般的混合物，有固定的物理常外消旋體不同于一般的混合物，有固定的物理常數(shù)。數(shù)。例如，例如，()-乳酸，乳酸，m.p.=16.8(+)-乳酸和乳酸和(-)-乳酸乳酸 m.p.=52.8。 第38頁/共98頁第三十九頁，共98頁。（2 2）透視）透視(tush)(tush)式式（1）球棒模型）球棒模型(mxng)特點：構(gòu)型直觀。缺點：書寫麻煩。特點：構(gòu)型直觀。缺點：書寫麻煩。第39頁/共98頁第四十頁，共98頁。CHOOHHHHOHOCH22344321OHHOHHHOC

20、H2CHO1基本規(guī)定：用實線表示在紙面上的鍵，虛線表示伸基本規(guī)定：用實線表示在紙面上的鍵，虛線表示伸向紙平面后方向紙平面后方(hufng)(hufng)的鍵，楔線表示伸向紙平的鍵，楔線表示伸向紙平面前方的鍵。面前方的鍵。如圖如圖: :第40頁/共98頁第四十一頁，共98頁。第41頁/共98頁第四十二頁，共98頁。費歇爾投影式費歇爾投影式: : 與手性碳橫向相連與手性碳橫向相連(xin lin)(xin lin)的的基團朝向紙平面的前方；豎向相連基團朝向紙平面的前方；豎向相連(xin lin)(xin lin)的的基團朝向紙平面的后方；手性碳處于紙平面上。將其基團朝向紙平面的后方；手性碳處于紙平

21、面上。將其投影投影, ,所得平面投影式稱為費歇爾投影式。所得平面投影式稱為費歇爾投影式。投影投影(tuyng)COOHCH3HHO第42頁/共98頁第四十三頁，共98頁。 規(guī)定：碳鏈放在豎直方向，將碳鏈中編號為規(guī)定：碳鏈放在豎直方向，將碳鏈中編號為 1 1 的的C C放放在豎線上方在豎線上方(shn fn)(shn fn)； 手性手性C C原子放在紙平面上用字表示；原子放在紙平面上用字表示； 豎線表示在紙平面后方，橫線表示在紙平面前方。豎線表示在紙平面后方，橫線表示在紙平面前方。 即：即：橫前豎后橫前豎后 第43頁/共98頁第四十四頁，共98頁。OHCOOHH 其他基團其他基團(j tun)放

22、在橫線放在橫線兩端兩端or 編號編號(bin ho) 將手性將手性C放在放在 +字心上字心上 將將1號號C放在豎線上方放在豎線上方 和和C*相連的另一相連的另一C基團基團（ CH3基）放在豎線下方放在豎線下方 畫畫 + 字字方法方法CH3HCOOHHOCH3第44頁/共98頁第四十五頁，共98頁。第45頁/共98頁第四十六頁，共98頁。第46頁/共98頁第四十七頁，共98頁。D-( ( )-)-甘油醛甘油醛 L-( ()-)-甘油醛甘油醛第47頁/共98頁第四十八頁，共98頁。D-(-)-乳酸乳酸(r sun) D-()- -甘油醛甘油醛D-()- -甘油酸甘油酸第48頁/共98頁第四十九頁，

23、共98頁。 以甘油醛為相對標(biāo)準(zhǔn)以甘油醛為相對標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)(biozhn)，所表示的旋，所表示的旋光性物質(zhì)的分子構(gòu)型光性物質(zhì)的分子構(gòu)型相對構(gòu)型。由相對構(gòu)型。由D-(+)-D-(+)-甘油甘油醛通過不使構(gòu)型改變的一系列化學(xué)反應(yīng)而衍生得到醛通過不使構(gòu)型改變的一系列化學(xué)反應(yīng)而衍生得到的旋光性物質(zhì)（或通過不使構(gòu)型改變的一系列化學(xué)的旋光性物質(zhì)（或通過不使構(gòu)型改變的一系列化學(xué)反應(yīng)而使之變成反應(yīng)而使之變成D-(+)-D-(+)-甘油醛的旋光性物質(zhì)）的分甘油醛的旋光性物質(zhì)）的分子構(gòu)型子構(gòu)型 D- D-構(gòu)型。同樣，由構(gòu)型。同樣，由L-(-)-L-(-)-甘油醛衍生得甘油醛衍生得到的旋光性物質(zhì)的分子構(gòu)型到的

24、旋光性物質(zhì)的分子構(gòu)型 L- L-構(gòu)型。構(gòu)型。第49頁/共98頁第五十頁，共98頁。D- ( ()-)-甘油醛甘油醛 L- ( ()-)-甘油醛甘油醛 D- (-)-乳酸(r sun) L- (+)-乳酸(r sun)HHHOCHOCHOCH2OHCH2OHOH第50頁/共98頁第五十一頁，共98頁。 兩種來源不同的乳酸，其兩種來源不同的乳酸，其(+)、(-)是旋光儀測是旋光儀測出來的，出來的， D-、L-構(gòu)型是以構(gòu)型是以(+)、(-)-甘油醛為相對甘油醛為相對標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，二者間無任何關(guān)系，是兩個完標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，二者間無任何關(guān)系，是兩個完全不同的概念。全不同的概念。 但是，但是，D/L命名

25、法只適應(yīng)于和甘油醛結(jié)構(gòu)類似的命名法只適應(yīng)于和甘油醛結(jié)構(gòu)類似的其它化合物，如糖和氨基酸類。其它化合物，如糖和氨基酸類。 如果結(jié)構(gòu)上與甘油醛沒有相似之處，用不同的如果結(jié)構(gòu)上與甘油醛沒有相似之處，用不同的原子或基團類比，則同一種化合物可能確定為原子或基團類比，則同一種化合物可能確定為D-或或L-構(gòu)型，從而構(gòu)型，從而(cng r)引起混亂。引起混亂。第51頁/共98頁第五十二頁，共98頁。 2. 絕對構(gòu)型絕對構(gòu)型 R/S標(biāo)記法標(biāo)記法(p86) 1951年，年，Bijvoet用用x-射線衍射法測定了右旋射線衍射法測定了右旋酒石酸銣鉀的構(gòu)型，發(fā)現(xiàn)以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)而確酒石酸銣鉀的構(gòu)型，發(fā)現(xiàn)以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)而確定

26、的構(gòu)型恰好與其真實構(gòu)型相符，從此由相對定的構(gòu)型恰好與其真實構(gòu)型相符，從此由相對構(gòu)型標(biāo)準(zhǔn)推出的所有旋光性物質(zhì)的分子構(gòu)型就構(gòu)型標(biāo)準(zhǔn)推出的所有旋光性物質(zhì)的分子構(gòu)型就稱為絕對構(gòu)型。稱為絕對構(gòu)型。 系統(tǒng)命名法是以系統(tǒng)命名法是以“次序次序(cx)規(guī)則規(guī)則” 為基為基礎(chǔ)，用礎(chǔ)，用R/S命名法來確定分子的絕對構(gòu)型。命名法來確定分子的絕對構(gòu)型。 R：Retus (拉丁文，右拉丁文，右) S：Sinister（拉丁文，左）（拉丁文，左） 第52頁/共98頁第五十三頁，共98頁。 R/S標(biāo)記標(biāo)記(bioj)法：法：OH COOH CH3 H第53頁/共98頁第五十四頁，共98頁。規(guī)則：基團排序：將手性規(guī)則：基團排序

27、：將手性C C原子相連的原子相連的4 4個不個不同的基團按次序同的基團按次序(cx)(cx)規(guī)則排列。規(guī)則排列。觀察：找出最小取代基放在對面最遠處，再由前觀察：找出最小取代基放在對面最遠處，再由前面觀察另外三個取代基的順序。面觀察另外三個取代基的順序。構(gòu)型標(biāo)記：若其余構(gòu)型標(biāo)記：若其余(qy)基團由大（較優(yōu)基團）到基團由大（較優(yōu)基團）到小順序為順時針方向排列，則構(gòu)型為小順序為順時針方向排列，則構(gòu)型為 R；若為反時；若為反時針，則構(gòu)型為針，則構(gòu)型為 S 。第54頁/共98頁第五十五頁，共98頁。絕對絕對(judu)(judu)構(gòu)型的構(gòu)型的命名原則命名原則abcd第55頁/共98頁第五十六頁，共98

28、頁。3124123從距離從距離 4 最遠處觀察：最遠處觀察：12 34順時針：順時針： -1234逆時針：逆時針：-D( ()-)-甘油醛甘油醛 L( ()-)-甘油醛甘油醛123HHHOCHOCHOCH2OHCH2OHOH基團優(yōu)先基團優(yōu)先(yuxin)次序次序第56頁/共98頁第五十七頁，共98頁。COOHOHCH3HC CCOOHHOHCH3CCOOHHHOCH3觀察觀察(gunch)方向方向R-(-) -乳酸乳酸(r sun)反時針反時針(shzhn)觀察觀察方方向向順時針順時針S-(-)-S-(-)-乳酸乳酸COOHCHHHO3第57頁/共98頁第五十八頁，共98頁。ClCH3OCH3

29、HOHC2H5CH CH2H( )- -氯乙基甲醚氯乙基甲醚()-1-戊烯戊烯-3-醇醇(S)-2-氨基氨基(nj)丙酸丙酸()-3-甲基甲基-1-戊烯戊烯 HNH2H3C COOH HH3 HH CC C2HC25順時針順時針逆時針逆時針第58頁/共98頁第五十九頁，共98頁。CH3ICH2CH3HFClBrH第59頁/共98頁第六十頁，共98頁。 一對對映體的手性碳的構(gòu)型必然相反。同樣一對對映體的手性碳的構(gòu)型必然相反。同樣，對乳酸的一對對映體來說，其，對乳酸的一對對映體來說，其(+)、(-)是旋光儀是旋光儀測出來的，其構(gòu)型是測出來的，其構(gòu)型是X-射線射線(shxin)衍射法測出衍射法測出來

30、的，與相對構(gòu)型恰好一致，而來的，與相對構(gòu)型恰好一致，而R-、S-是根據(jù)命是根據(jù)命名規(guī)則判斷出來的。名規(guī)則判斷出來的。(+)(- -) D- -、L- - - -、- -之間沒有任何之間沒有任何(rnh)必然的聯(lián)系。必然的聯(lián)系。第60頁/共98頁第六十一頁，共98頁。 為了能正確命名旋光異構(gòu)體的構(gòu)型，必須為了能正確命名旋光異構(gòu)體的構(gòu)型，必須掌握掌握Fischer投影式的書寫投影式的書寫(shxi)規(guī)則。此外規(guī)則。此外，了解一些規(guī)律也有助于判斷構(gòu)型。，了解一些規(guī)律也有助于判斷構(gòu)型。 Fischer投影式在紙平面上轉(zhuǎn)動投影式在紙平面上轉(zhuǎn)動90或或90的的奇數(shù)倍，所得構(gòu)型相反。例：奇數(shù)倍，所得構(gòu)型相反

31、。例： - - - - 90第61頁/共98頁第六十二頁，共98頁。 Fescher投影投影(tuyng)式在紙平面上轉(zhuǎn)動式在紙平面上轉(zhuǎn)動90的的偶數(shù)倍，所得構(gòu)型不變。例：偶數(shù)倍，所得構(gòu)型不變。例：180 - - - - OHCH3COOHH第62頁/共98頁第六十三頁，共98頁。- - - - 第63頁/共98頁第六十四頁，共98頁。 將將Fescher投影式中投影式中C*上的任意上的任意 3 個原子或基團按個原子或基團按一定一定(ydng)方向依次調(diào)換位置，方向依次調(diào)換位置， C*構(gòu)型不變。構(gòu)型不變。 - - - - - -第64頁/共98頁第六十五頁，共98頁。HC2H5BrCH3BrH

32、CH3C2H5BrCH3HC2H5CH3BrC2H5Habcd (S)-2-溴丁烷溴丁烷(dn wn) (S)- 2-溴丁烷溴丁烷(dn wn) (S)- 2-溴丁溴丁烷烷(dn wn) (R)- 2-溴丁烷溴丁烷(dn wn) 第65頁/共98頁第六十六頁，共98頁。例例1： 2, 3, 4-三羥基三羥基(qingj)丁醛丁醛-HCH2CHCHCHOOHOHOH*23-H基團基團(j tun)優(yōu)先次序：優(yōu)先次序：C2:-OH-CHO-CH(OH)CH2OHC3:-OH-CH(OH)CHO-CH2OH第66頁/共98頁第六十七頁，共98頁。C(2, 3)B(2 , 3S)D (2, 3 )A(

33、2 , 3)CHOOHHOH HCH2OHCHOHHOHHOCH2OHCHOHHOOHHCH2OHCHOOHHHHOCH2OH一對對映體一對對映體一對對映體一對對映體第67頁/共98頁第六十八頁，共98頁。 3. 3.兩對對映體之間，彼此兩對對映體之間，彼此(bc)(bc)兩兩互為非對映兩兩互為非對映體。體。 4. 4.分子式、結(jié)構(gòu)式相同分子式、結(jié)構(gòu)式相同(xin tn)(xin tn)，含，含n n個不個不相同相同(xin tn)(xin tn)手性碳原子手性碳原子旋光異構(gòu)體總數(shù)旋光異構(gòu)體總數(shù) =2n=2n 1. 1.分子式、結(jié)構(gòu)式相同，含兩個分子式、結(jié)構(gòu)式相同，含兩個(lin )(lin

34、)不不相同手性碳原子相同手性碳原子旋光異構(gòu)體總數(shù)旋光異構(gòu)體總數(shù)= 22 =4= 22 =4。 2.2.兩對對映體，兩對對映體，A A與與B B是一對對映體，是一對對映體，C C與與D D是一是一對對映體。對對映體。A A與與B B或或C C與與D D分別等量混合組成兩種外消分別等量混合組成兩種外消旋體。旋體。結(jié)論：結(jié)論：第68頁/共98頁第六十九頁，共98頁。CHCHCOOHClOHHOOCCOOHCOOHOHH HClCOOHCOOHOHCl H HCOOHCOOHHClHO HCOOHCOOHHHHOCl(2R,3R)- 2-羥基羥基-3-氯丁二酸氯丁二酸 (2S,3S)- (2R,3S)

35、- (2S,3R)-第69頁/共98頁第七十頁，共98頁。歸納歸納(gun)互為對映異構(gòu)體。比旋光度相等，互為對映異構(gòu)體。比旋光度相等，方向相反，方向相反， 物性物性(w xn)(w xn)相同。相同。與與 ，與與與與，與與為非對映異構(gòu)體，互相間比旋光為非對映異構(gòu)體，互相間比旋光度不同度不同(b tn)，物性、化性也不同，物性、化性也不同(b tn)。與與 與與注意：注意： 與與， 與與等摩爾混合，構(gòu)等摩爾混合，構(gòu)成外消旋體。成外消旋體。 所謂非對映異構(gòu)體所謂非對映異構(gòu)體不成鏡像關(guān)系的不成鏡像關(guān)系的異構(gòu)體。異構(gòu)體。第70頁/共98頁第七十一頁，共98頁。2,3,4,5-四羥基戊醛，含有三個不相

36、同四羥基戊醛，含有三個不相同(xin tn)手性手性C原子原子HOCH2 CH CH CHCHOOHOHOH存在存在(cnzi)(cnzi)著著4 4對對映對對映異構(gòu)體異構(gòu)體即：即：8 8個旋光異構(gòu)體。個旋光異構(gòu)體?？偨Y(jié)：總結(jié)：不相同手性不相同手性C原子數(shù)原子數(shù) 旋光異構(gòu)體數(shù)旋光異構(gòu)體數(shù) 對映體數(shù)對映體數(shù) 1 2 12 4 23 8 4 n 2n 2n-1 外消旋體數(shù)（外消旋體數(shù)（?）第71頁/共98頁第七十二頁，共98頁。-H基團基團(j tun)優(yōu)先次序：優(yōu)先次序：C2:-OH-COOH-CH(OH)COOH C3:HOOC CH CH COOH OHOH*23第72頁/共98頁第七十三頁

37、，共98頁。A(2,3)C(2,3)B(2 ,3) 一對對映體一對對映體內(nèi)消旋體（內(nèi)消旋體（meso-）COOH HOHCOOHHHOCOOH OHHCOOHHOHD(2,3)第73頁/共98頁第七十四頁，共98頁。 3. 3.一對對映體一對對映體(A(A與與B)B)和內(nèi)消旋體和內(nèi)消旋體(C(C或或D)D)之間之間，彼此，彼此(bc)(bc)兩兩兩兩(A(A與與C C或或B B與與C)C)互為非對映體互為非對映體。 1. 1.分子式、結(jié)構(gòu)式相同分子式、結(jié)構(gòu)式相同(xin tn)(xin tn)，含兩，含兩個相同個相同(xin tn)(xin tn)手性碳手性碳 原子原子旋光異旋光異構(gòu)體總數(shù)構(gòu)體

38、總數(shù)=3=3。2.2.一對對映體一對對映體(A(A與與B)B)和一個和一個(y )(y )內(nèi)消旋體內(nèi)消旋體(C(C或或D)D)。4.A4.A與與B B等量混合組成一種外消旋體。等量混合組成一種外消旋體。結(jié)論：結(jié)論：第74頁/共98頁第七十五頁，共98頁。COOHOHOHCH2OHHH(2R, 3R)-2,3,4-三羥基三羥基(qingj)丁酸丁酸給下列給下列(xili)化合物命化合物命名：名：第75頁/共98頁第七十六頁，共98頁。寫出寫出: (2S, 3R)-3-氨基氨基(nj)-2-丁醇的結(jié)構(gòu)式丁醇的結(jié)構(gòu)式CH3CH3H HNH2HO23CH3CH3HHOHH2N23CH3CH3OHNH2

39、HH23CH3CH3OHNH2HH23第76頁/共98頁第七十七頁，共98頁。例如：判斷下列例如：判斷下列(xili)化合物各有幾個異構(gòu)化合物各有幾個異構(gòu)體體COOHCOOHabcd2-甲基環(huán)甲基環(huán)丙基甲酸丙基甲酸COOHCH3COOHCHCH33COOH H3C2,2-二甲基二甲基環(huán)丙基甲酸環(huán)丙基甲酸1,2-環(huán)丙環(huán)丙基二甲酸基二甲酸 3-甲基環(huán)甲基環(huán)丁基甲酸丁基甲酸 第77頁/共98頁第七十八頁，共98頁。COOHCH3存在順反異構(gòu)體，一個為順式，一個為反存在順反異構(gòu)體，一個為順式，一個為反式。兩種均無對稱面，各有一對對映異構(gòu)式。兩種均無對稱面，各有一對對映異構(gòu)體。體。 a a 共有共有(n

40、 yu)(n yu)四種立體異構(gòu)四種立體異構(gòu)體，即：體，即：第78頁/共98頁第七十九頁，共98頁。- -第79頁/共98頁第八十頁，共98頁。- -第80頁/共98頁第八十一頁，共98頁。無順反異構(gòu)體存在，分子無順反異構(gòu)體存在，分子(fnz)為不對稱分子為不對稱分子(fnz)，只存在兩種立體異構(gòu)體（互只存在兩種立體異構(gòu)體（互為對映異構(gòu)體）。為對映異構(gòu)體）。3COOHCHCH3COOHCHCH33HHCOOHCHCH33(S)-2,2-二甲基環(huán)丙基甲酸二甲基環(huán)丙基甲酸(ji sun) (R)-2,2-二甲基環(huán)丙基甲酸二甲基環(huán)丙基甲酸第81頁/共98頁第八十二頁，共98頁。存在順反異構(gòu)體，一個為

41、順式，一個為反式。順式異構(gòu)存在順反異構(gòu)體，一個為順式，一個為反式。順式異構(gòu)體分子種有一對稱體分子種有一對稱(duchn)面，無旋光異構(gòu)體；反式異面，無旋光異構(gòu)體；反式異構(gòu)體為不對稱構(gòu)體為不對稱(duchn)分子，存在一對對映異構(gòu)體。即：分子，存在一對對映異構(gòu)體。即：COOHCOOH第82頁/共98頁第八十三頁，共98頁。三種三種(sn zhn)構(gòu)型構(gòu)型- - -順順-1,2-環(huán)環(huán)丙基二酸丙基二酸(S,S)-反反-1,2-環(huán)丙基二酸環(huán)丙基二酸第83頁/共98頁第八十四頁，共98頁。存在順反異構(gòu)體，一種存在順反異構(gòu)體，一種(y zhn)為順式，另一種為順式，另一種(y zhn)為反式。兩種異構(gòu)體均有對稱面，為反式。兩種異構(gòu)體均有對稱面，均無旋光異均無旋光異構(gòu)體。構(gòu)體。順順-3-3-甲基環(huán)丁基甲酸甲基環(huán)丁基甲酸(ji sun) (ji sun) 反反-3-3-甲基環(huán)丁基甲酸甲基環(huán)丁基甲酸(ji sun) (ji sun) COOH H3C第84頁/共