有機化學課件對映異構(gòu)

構(gòu)造異構(gòu)

constitutionalisomerism同分異構(gòu)isomerism異構(gòu)Stereo

isomerism(構(gòu)造相同，原子在空間排布方式不同)構(gòu)型異構(gòu)

configurationalisomerismconformationalisomerism碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)官能團異構(gòu)順反異構(gòu)cis-trans

isomerism對映異構(gòu)enantiomerism構(gòu)象異構(gòu)

單鍵旋轉(zhuǎn)不斷鍵轉(zhuǎn)換需斷鍵(分子中原子間的排列順序、結(jié)合方式)六、對映異構(gòu)

投影式旋光現(xiàn)象與手性分子手性碳原子和對映體與手性碳構(gòu)型命名對映體的性質(zhì)與手性識別(了解，看書)手性和手性分子(chirality

and

chiral

mocules)左手的鏡像是右手右手的鏡像是左手左右手互為鏡像與實物關(guān)系(稱為對映關(guān)系)，彼此又不能重合的現(xiàn)象稱為手性。手性分子和對映體任何物體都有它的鏡像，一個有機分子也會有它的鏡像。手性也存在于微觀世界中，某些化合物也具有手性。COOHHHCCHHCCH3COOHHHCH3若實物與其鏡像能夠完全重合，則實物與鏡像所代表的兩個分子為同一個分子。所有基團都重合丙酸分子C沒有手性H3CO?丙OH酸CCOOHHOHCH3HOOCHCHOH3C手性分子(chiralmolecule)——不能與其鏡像的分子兩個分子互為實物與鏡像關(guān)系,但不能重合，則這兩個分子互為對映異構(gòu)乳酸CH3CHCOOHOH基團不能完全重合乳酸分子有手性手性分子與旋光現(xiàn)象(chiral molecules

and

opticalactivity)手性(chirality)——鏡像與實物彼此不能重合的現(xiàn)象。手性分子(chiral

molecule)——不彼能此與成其鏡像鏡關(guān)像不的能分重子合。的一對手性分子，互稱為對映異構(gòu)體(enantiomer)

，簡稱對映體。另一種 異構(gòu)1.偏振光平面偏振光(plane-polarized

light，偏振光)——

普通光在通過

棱鏡后形成的只在一個方向

的平面光（Nicol）棱鏡(偏振片)：只允許與棱鏡晶軸平行的平面上振動的光線透過棱鏡。旋光儀(polarimete)旋光物質(zhì)（光學活性物質(zhì)）：具有旋光性的物質(zhì)手性分子有光學活性，是旋光物質(zhì)——測定物質(zhì)旋光度的儀器2.

光學活性(

opticalactivity

)——物質(zhì)能使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)。3.旋光度(observed

rotation)

右旋和左旋(dextrorotatory

and

levorotatory)——使偏振光振動平面向右旋轉(zhuǎn)稱右旋，“+”——使偏振光振動平面向左旋轉(zhuǎn)稱左旋，“-”

旋光度（observed

rotation)——旋光活性物質(zhì)使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的角度，用

“

”表示旋光度為測定值，與旋光管長度、溶劑、溶液濃度、溫度、光的波長均有關(guān)。旋光度

比旋光度（specific

rotation)——在一定溫度和波長（通常為鈉光燈，波長為589nm）條件下，樣品管長度為1dm，樣品濃度為1g?ml-1時測得的旋光度。一物理常數(shù)l

c

DTD

---鈉光源，波長為589nm；T

---測定溫度，單位為℃

---實測的旋光度；l---樣品池的長度，單位為dm；c---為樣品的濃度，單位為g?ml-1。手性分子與對稱因素(chiralmoleculesan

s

mmetry)鏡像的不重合性是產(chǎn)生對映異構(gòu)現(xiàn)象的充分必要條件。從分子的 結(jié)構(gòu)來說，手性與分子的對稱性有關(guān)：對稱性分子無手性、無旋光活性分子的對稱因素：對稱面(σ)對稱軸(Cn)對稱中心(i)對稱性一般，既沒有對稱面又沒有對稱中心的分子有旋光性,是手性分子。對稱面(the

planeof

symmetry)對稱面

——某一平面將分子分為兩半，就象一面鏡子，實物（一半）與鏡象（另一半）彼此可以

，則該平面是對稱面。甲烷分子的對稱性有對稱面的分子與它的鏡像能重合，因此沒有對映異構(gòu)現(xiàn)象，稱為非手性分子(achiral

molecule)。對稱中心

i——分子中有一中心點，通過該點所畫的直線都以等距離達到相同的基團，則該中心點是對稱中心。ClClF有對稱中心的分子與它的鏡像F能重合，因此沒有對映異構(gòu)現(xiàn)象，是非手性分子手性碳原子與

投影式(chiral carbons

and使有機物具有手性p的ro最j普e遍c的ti因o素n是s手)性碳原子手性碳原子(chiral

carbon

atom)——凡是連有四個不同的原子或基團的碳原子,記為*C。

投影式?——表示手性碳原子的投影式結(jié)構(gòu),注意：投影式——以平面代表空間不能任意翻轉(zhuǎn)．手性碳原子a

chiral

carbon

(asymmetric

carbon)：acarbonbonded

tofourdifferent

groupsHHC

HHOHCHOHCH3CH3-CH-CH2-CH3BrCH3-CH-COOHOHCH3-CH-CH-CH3OHCH3***CH3-CH-COOHNH2CH-CH3Cl**1、模型：手性碳原子在紙平面上；伸入手性碳原子內(nèi)，表示在紙平面前，連在手性碳原子周邊上，表示處在紙平面的后面。2、

：COOHCOOHHHOHOHCH3CH33、

投影式：HO橫向基團位于平面的前方豎向基團位于平面的后方HCOOHCH3HOHCOOHCH3構(gòu)型的表示法投影式相當于將一個

模型放在幕前，用光照射模型，在幕上得出的平面影象COOHCH3OHH書寫方式（投影式projections）AC

BDDCBsawhorse

projectionAACprojectio上——碳鏈頭端下——碳鏈末端橫線——H及取代基最嚴格的

投影式,用D/L法命名時必須用這種式投影式要點：交叉點代表手性碳“橫前豎后”投影式以平面代表空間

結(jié)構(gòu)?：（1）只能紙面旋轉(zhuǎn)180，不能旋轉(zhuǎn)90

或270

。不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。同一手性碳上所連基團可兩兩交換偶數(shù)次，不能奇數(shù)次交換。對映體與非對映體對映異構(gòu)體(簡稱對映體，enantiomer)——兩個互為鏡像且不重合的分子外消旋體(racemate)——一對對映體的等量混合物非對映體(diastereomers)——彼此不能成鏡像關(guān)系的異構(gòu)體內(nèi)消旋體(mesomer)——雖有手性碳但分子無手性的化含一個手性碳原子的分子2-溴丁烷1個C連有4個不同基團時，有2種空間排列形式對映體和外消旋體對映異構(gòu)體：互為實物和鏡像關(guān)系而不能重合的 異構(gòu)體叫做對映異構(gòu)體，簡稱對映體。非手性環(huán)境中，對映體的物理化學特性沒有區(qū)別外消旋體：由等量的對映體組成的物質(zhì)，無旋光性，稱外消旋體。可拆分成右旋和左旋兩個有旋光活性的異構(gòu)1個*C2個對映體含兩個手性碳的分子含兩個不相同

性碳原子–兩個手性碳原子所連的四個基團不完全相同OHOHHHOH2C2,3,4-三羥基丁醛OHCHOHHOHCHOHHOH2CHCH2OHHOHHCH2OHCHOOHHOCHOHHOABCD對映體對映體非對映2,3,4-三羥基丁醛有四種異構(gòu)體含兩個相同性碳原子HOOC

酒石酸H

只有三O種HOHHHOOCHOHHOOCHCOOHHOCOOHOHHHCOOHHOCOOHHHOABCD對映體非對映異構(gòu)體：右旋體，H

左旋體O和HHOO內(nèi)C消旋體CHCO2HOHHO2CCHOH酒石酸內(nèi)消旋體含兩個手性碳的分子HOH2CCHOOH2,3,4-三羥基HO丁醛3

2HOOCCOOHHO酒石酸OH3

2兩手性碳原子相同，存在內(nèi)消旋體兩手性碳原子不同，存在兩對對映體手性碳與對映體n個不同*Cn個*C1個*C2個不同*C2個相同*C2個對映4個對映體

如2,3,4-三羥基丁醛3個對映體

如酒石酸有手性碳不一定有對映體，

存在內(nèi)消旋體,多有對稱面的存在2n個對映體≤2n個對映體內(nèi)消旋體的存在含多個手性碳的分子?構(gòu)型命名(Nomenclature)1.D/L命名(D/L

system)以甘油醛為標準物質(zhì)右為D-，左為L-2.R/S命名(R/S

system)手性碳原子順R逆S1.D/L命名CH2OHH(2)碳鏈在垂直且氧化態(tài)較高在上，按投影式取代基在右為D-，左為L-CHOD-甘油醛

L-甘油醛OH

HO(1)以甘油醛為標準物質(zhì)CH2OHCHOHCHOCH(OH)CH2OH2.R/S命名手性碳原子連接的四不同的基團ab,

c,d，按次序規(guī)則排列的先后次序為a>b>c>d把d作為手性碳的四面體頂端，a,b,c為四面體底部的三角從四面體底部向頂端方向看abc的排列，順時針為R，逆時針為S（順R逆S）R，S命名規(guī)則A>B>C>DABDCADCBACBABCDDclockwise

----

Rcounterclockwise

----

SC2H5手性C上的基團a>b>c>d,

將d置于遠離觀察者的H置，a→b→c順時針為R型，逆時針則為S型CH3OH例：Ｒ－構(gòu)型R/S

命名2-丁醇ABDeCH3C2H5OHHHC2H5OHH3CH3COHC

H2

5HRSOHC

H2

5CH3