旋光異構(gòu)精品課件

1、關(guān)于旋光異構(gòu)第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月21. 概 述 前面，我們對有機(jī)化合物中的許多異構(gòu)現(xiàn)象進(jìn)行了討論：碳鏈異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)幾何異構(gòu) 這一章我們要討論的是一種更為精細(xì)更為重要的異構(gòu)現(xiàn)象旋光異構(gòu)（也稱對映異構(gòu)）。第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)幾何異構(gòu)旋光異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)異構(gòu)現(xiàn)象第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4 具有旋光異構(gòu)的分子有什么特性呢？ 首先是在生物化學(xué)上，它們往往表現(xiàn)出不同的性質(zhì)來，如：合霉素（ -）；丙氨酸，它有兩種構(gòu)型，當(dāng)把它們作為某種細(xì)菌的食物時，只有一種被吃掉，而另一種完全保留下來。可見在生物體

2、中的選擇性是很高的。這對于生物化學(xué)當(dāng)然是相當(dāng)重要的。第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5普通光:光是一種電磁波，其振動方向與前進(jìn)方向垂直，普通光是由各種波長的在垂直于前進(jìn)方向的各個平面內(nèi)振動的光波所組成。5.1 旋光性5.1.1 偏振光：只在一個平面內(nèi)振動的光。第五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月6旋光性：可通過旋光儀測定。旋光性物質(zhì)：使偏光振動平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為，分為左旋體和右旋體。5.1.2 旋光儀和比旋光度旋光儀的原理：第六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月7旋光儀結(jié)構(gòu)示意圖第七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月8旋光度和比旋光度旋光度：使偏振光振動

3、平面旋轉(zhuǎn)的角度。用表示。其大小與測定時所用溶液的濃度（c)、盛液管的長度(d)、溫度(t)、光波()以及溶劑的性質(zhì)等有關(guān)。其值為檢偏器刻度盤上的讀數(shù)。右旋：為“+”，左旋： 為“一” 比旋光度：1g/ml溶液，放在1dm的 盛液管中測出的旋光度。 注意*： 1）一般用鈉燈（D）作光源，=589.3nm，t=202）C：g/100ml L：dm純物質(zhì)用密度代C第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）溶液一般為稀溶液，否則測出的值不準(zhǔn)（刻度盤可旋轉(zhuǎn)n周）（4）若溶液不是水，則要在后面標(biāo)出溶液及相應(yīng)濃度（5）可在手冊中查到，故可用該公式來計算稀溶液的濃度或驗純，也可用同一條件下測得的稀溶

4、液的值來測量旋光性的大小。5.2 手性5.2.1 對映異構(gòu)現(xiàn)象：分子式相同、構(gòu)造式相同的兩個分子，構(gòu)型不同，互呈實物與鏡像對應(yīng)關(guān)系的立體異構(gòu)現(xiàn)象。稱為對映異構(gòu)。它們的旋光性能不同又稱為旋光異構(gòu)或光學(xué)異構(gòu)。第九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月105.2.2 手性（手征性）：實物與鏡像不能重疊的性質(zhì)(同左、右手)5.2.3 手性分子：具有手性的分子稱為手性分子5.2.4 不對稱碳原子（手性碳原子）：連接四個不同原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子以C*標(biāo)記5.2.5 對映異構(gòu)體：若兩個互為不能重疊的鏡像關(guān)系，旋光大小相等但方向相反的立體異構(gòu)體，則二者互為對映異構(gòu)體 但手性分子中不一定含有手性

5、碳原子；含手性碳原子的分子不一定是手性分子。一般有手性的分子就有光學(xué)活性。如：第十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月115.3 分子的手性與對稱性5.3.1 對稱因素（判斷分子有無手性的依據(jù)）(1)對稱面 ：用一個平面將分子分成兩部分，若一部分正好是另一部分的鏡像，則該平面就是該分子的對稱面。（下頁） (2)對稱中心 i：若分子中有一點P ，通過P點畫任何直線，如果在離P點等距離的直線兩端有相同的原子，則點P稱為該分子的對稱中心。 （下下頁）第十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月12第十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月13對稱中心對稱中心：若分子中有一點 P ，通

6、過 P 點畫任何直線，如果在離 P 點等距離的直線兩端有相同的原子或基團(tuán)，則點 P 稱為分子的對稱中心（i )第十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月14 具有對稱中心或?qū)ΨQ面的分子沒有手性，即沒有旋光活性手性碳原子：和四個不相同的原子或基團(tuán)相連的碳原子，用“ * ” 標(biāo)出。第十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月155.4 含一個手性碳原子的化合物外消旋體：構(gòu)型的書寫 費歇爾（Fischer)投影式構(gòu)型的表示方法（R S）描述手性碳所連的四個基團(tuán)在空間的分布狀況。第十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月16第十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月17 含有一個

7、手性碳原子的化合物只能有兩種構(gòu)型，即兩個對映異構(gòu)體。 5.4.1.外消旋體：等量的對映體組成的混合物，無旋光性，在手性條件下可拆分。5.4.2.構(gòu)型的表示方法：鋸架式（透視式）， 契形式，Newman投影式，費歇爾投影式（為了書寫方便）Fischer 投影規(guī)則： 用一個“十” 字，以其交點代表手性碳原子，四端與四個不同原子或基團(tuán)相連，將碳鏈放在豎直線上的兩個頂點，氧化態(tài)較高的碳原子或編號為一號碳原子在上面。以豎直線相連的原子或基團(tuán)表示伸到紙后。即遠(yuǎn)離讀者；以水平線相連的原子或基團(tuán)表示伸出紙前即伸向讀者，然后用光照射，投到紙面上的式子即為Fischer投影式第十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于20

8、22年6月18透視式和Fischer投影式第十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月19Fischer 投影式ABC第十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月20 費歇爾（Fischer)投影式第二十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月21Fischer投影式注意事項：（1）“十”的含義：交叉點表示手性C，四個端點連四個不同的基團(tuán)；（2）四個基團(tuán)的空間關(guān)系：“橫”前“豎”后。（3）四點操作：第二十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月221、投影式不能離開紙面翻轉(zhuǎn)；2、在紙平面上只能轉(zhuǎn)動180o；不能轉(zhuǎn)動90o ；3、投影式中任意兩個基團(tuán)不能對調(diào)；4、投影式中固定一個基

9、團(tuán)，其它三個可依次輪換如：第二十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月235.4.4 對映（異構(gòu)）體的命名：步驟（1）根據(jù)次序規(guī)則確定四個基團(tuán)的優(yōu)先次序abcd，找出最小的基團(tuán)。注意：Z型優(yōu)先于E型，R型優(yōu)先于S型；（2）確定R、S：把最小基團(tuán)d置于離觀察者最遠(yuǎn)位置，從a，b，c為順時針旋轉(zhuǎn)，則為R，若為逆時針旋轉(zhuǎn)，則為S。第二十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月24Fischer投影式中R、S的簡便確定法：第二十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月25（1）若最小基團(tuán)d在豎線上，則a，b，c為順時針旋轉(zhuǎn)為R型，逆時針為S型；（2）若最小基團(tuán)d在橫線上，則a，b，c順時

10、針旋轉(zhuǎn)為S型，逆時針為R型。 即：小橫順S.第二十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月265.5 含n個C*的開鏈化合物的對映異構(gòu)體5.5.1 含兩個不相同(C*) 化合物的對映異構(gòu)體立體異構(gòu)體總數(shù)： 2n個 2n-1個外消旋體即： 2n-1對映異構(gòu)體 例5.5.2 含兩個相同C*的化合物對映異構(gòu)體以酒石酸為 例內(nèi)消旋體：含多個手性碳原子但不具有旋光性的化合物稱為內(nèi)消旋體（為純凈物）。分子內(nèi)有一對稱面。第二十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月27含兩個不同手性碳的化合物COOHCH2OHOHHOOHOHHOOHHOHO第二十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月28含兩

11、個相同手性碳的化合物OHHOOHHOOHHOOHHO第二十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月295.6 碳環(huán)化合物的對映異構(gòu)環(huán)丙烷衍生物；環(huán)丁烷衍生物；環(huán)戊烷衍生物；環(huán)己烷衍生物。環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)。第二十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月30環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)第三十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月31二氯環(huán)丁烷，二氯環(huán)戊烷，二氯環(huán)己烷第三十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月321. 聯(lián)苯型5.7 不含手性碳原子的化合物的對映異構(gòu)第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月332. 丙二烯衍生物第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月

12、34練習(xí)：1. 反-2-丁烯加溴得到(2R,3S)-2,3-二溴丁烷,即內(nèi)消旋體,順-2-丁烯加溴得到(2R,3R)-2,3-二溴丁烷及其等量對映體,即外消旋體,試說明其立體化學(xué)過程第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月35對映異構(gòu)體50%50%第三十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月362. 順-2-丁烯與氯水反應(yīng)生成氯醇(I)及其對映體,反-2-丁烯與氯水反應(yīng)生成氯醇(II)及其對映體,試說明其立體化學(xué)過程.第三十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月375.7 旋光異構(gòu)體的性質(zhì)物理性質(zhì)：熔點、沸點、相對密度、比旋光度、溶解度等在非手性環(huán)境中完全相同。但旋光方向

13、相反?；瘜W(xué)性質(zhì)：在非手性試劑的作用下完全相同與手性試劑作用時?；蛟谑中匀軇┗蚴中源呋瘎┑淖饔孟?，兩者反應(yīng)速率有所不同，生理活性（藥性）不同；在某些特殊情況下，其中的一個根本不起反應(yīng)。對映體可在手性條件下（手性試劑、手性催化劑等）拆分。第三十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月38-氨基酸構(gòu)成生物體的有機(jī)物大多數(shù)都是有旋光性的第三十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月39 D-（+）-葡萄糖第三十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月409- - D 脫氧核呋喃糖腺嘌呤第四十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月415.8 不對稱合成，立體選擇性反應(yīng)，立體專一性反應(yīng)由非手性的化合物合成手性化合物時，在無外界手性因素的影響下，總是得到外消旋混合物。例：丁烷的氯代反應(yīng)第四十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月42第四十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月43在已有一個手性中心的分子中引入第二個手性中心時，得到不等量的非對映異構(gòu)體，而是一對對映體和內(nèi)消旋體。第一個手性中心對第二個手性中心的構(gòu)型有控制作用。例：第四十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4471%29%第四十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月45不對稱合成 將分子中的一個非手性中心轉(zhuǎn)化為手性中心時，使某一個立體異構(gòu)的量占優(yōu)勢的合成（asymmetric synth