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第六章

對(duì)映異構(gòu)

第六章對(duì)映異構(gòu)1教學(xué)要求1.了解物質(zhì)的旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系.2.掌握對(duì)映異構(gòu)體的構(gòu)型表示及R/S命名法。3.掌握手性、對(duì)映體、非對(duì)映體、內(nèi)消旋體、外消旋體等概念;掌握判斷分子手性的方法4.掌握Fischer投影的規(guī)則以及Fischer投影式與鋸架式、Newman式的轉(zhuǎn)化。5、初步掌握親電加成反應(yīng)的立體化學(xué)。教學(xué)要求1.了解物質(zhì)的旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系.2§6-1異構(gòu)體的分類具有相同分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的化合物稱為同分異構(gòu),它分為兩大類。、構(gòu)造異構(gòu):具有相同的分子式,而分子中各原子結(jié)合的順序不同的異構(gòu)體。它分為四種:1、碳胳異構(gòu):碳鏈不同。2、官能團(tuán)位置異構(gòu):官能團(tuán)位置不同?!?-1異構(gòu)體的分類具有相同分子式,但具33、官能團(tuán)異構(gòu):官能團(tuán)不同。(CH3OCH2CH3與CH3CH2CH2OH)4、互變異構(gòu)(酮式與烯醇式):不同官能團(tuán)迅速互變,達(dá)到平衡。二、立體異構(gòu):具有相同的分子式,分子中各原子結(jié)合的順序相同,但在空間排列的方式不同。立體異構(gòu)是具有相同的構(gòu)造、不同構(gòu)型的異構(gòu)體。它分為:3、官能團(tuán)異構(gòu):官能團(tuán)不同。二、立體異構(gòu):具41、構(gòu)象異構(gòu):由于分子內(nèi)單鍵旋轉(zhuǎn)角度的不同所引起的異構(gòu)。2、順反異構(gòu):由于雙鍵或環(huán)平面的存在而引起的構(gòu)型不同。3、對(duì)映異構(gòu):分子的構(gòu)型互為實(shí)物與鏡像的關(guān)系。對(duì)映異構(gòu)好比人的左右手關(guān)系,二者互為鏡像,不能重合。人們把實(shí)物和鏡像不能重合的現(xiàn)象稱為手性。具有手性的分子稱為手性分子。4、非對(duì)映異構(gòu)1、構(gòu)象異構(gòu):由于分子內(nèi)單鍵旋轉(zhuǎn)角度的不同所引起的5對(duì)映異構(gòu)是指分子式、構(gòu)造式相同,但構(gòu)型不同,且互呈鏡像對(duì)映關(guān)系的立體異構(gòu)現(xiàn)象。對(duì)映異構(gòu)體之間的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)基本相同,但對(duì)平面偏振光的旋轉(zhuǎn)方向不同。對(duì)映異構(gòu)是指分子式、構(gòu)造式相同,但構(gòu)型不同,6例如,丁二烯水合得到兩種2-丁醇在空間的排列上,可以看出他們是不相同的。例如,丁二烯水合得到兩種2-丁醇在空間的排列上,可以看出他們7兩個(gè)異構(gòu)體是互相對(duì)映的,互為物體與鏡像關(guān)系,故稱為對(duì)映異構(gòu)體。對(duì)映異構(gòu)體中,一個(gè)使偏振光向右旋轉(zhuǎn),另一個(gè)使偏振光向左旋轉(zhuǎn),所以對(duì)映異構(gòu)體又稱為旋光異構(gòu)。為什么要研究對(duì)映異構(gòu)呢?1.天然有機(jī)化合物大多有旋光現(xiàn)象。2.物質(zhì)的旋光性與藥物的療效有關(guān)(如左旋維生素C可治抗壞血病,而右旋的不行)。3.用于研究有機(jī)反應(yīng)機(jī)理?!?-2物質(zhì)的旋光性一、平面偏振光和物質(zhì)的旋光性兩個(gè)異構(gòu)體是互相對(duì)映的,互為物體與鏡像關(guān)系,81.平面偏振光光波是一種電磁波,它的振動(dòng)方向與前進(jìn)方向垂直。在光前進(jìn)的方向上放一個(gè)(Nicol)棱晶或人造偏振片,只允許與棱晶晶軸互相平行的平面上振動(dòng)的光線透過棱晶,而在其它平面上振動(dòng)的光線則被擋住。只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光稱為平面偏振光,簡(jiǎn)稱偏振光或偏光。1.平面偏振光光波是一種電磁波,它的振動(dòng)方向與9光是一種電磁波,光波的振動(dòng)方向與光的前進(jìn)方向垂直。普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一個(gè)方向傳播的平面光叫偏振光。光是一種電磁波,光波的振動(dòng)方向與光的前進(jìn)方向102.物質(zhì)的旋光性能使平面偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為物質(zhì)的旋光性,具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)(也稱為光活性物質(zhì))。2.物質(zhì)的旋光性能使平面偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的112.旋光性:也稱光學(xué)活性(opticalactivity)——物質(zhì)能使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)。結(jié)論:物質(zhì)有兩類:(1)旋光性物質(zhì)——能使偏振光振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),叫做旋光性;具有旋光性的物質(zhì),叫做旋光性物質(zhì)。(2)非旋光性物質(zhì)——不具有旋光性的物質(zhì),叫做非旋光性物質(zhì)。2.旋光性:也稱光學(xué)活性(opticalactivit123.右旋和左旋——使偏振光振動(dòng)平面向右旋轉(zhuǎn)稱右旋,“+”——使偏振光振動(dòng)平面向左旋轉(zhuǎn)稱左旋,“-”3.右旋和左旋134.旋光度(observedrotation)——旋光活性物質(zhì)使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的角度,用“a”表示。它既與物質(zhì)的旋光性有關(guān),也與測(cè)定的條件有關(guān)。旋光度大小的影響因素:1、溫度2、波長(zhǎng)3、溶劑的性質(zhì)4、旋光管的長(zhǎng)度5、旋光管中物質(zhì)濃度4.旋光度(observedrotation)旋光度大小的145.比旋光度(specificrotation)為了便于比較,就要使其成為一個(gè)常量,故用比旋光度[α]來表示:在一定溫度和波長(zhǎng)(通常為鈉光燈,波長(zhǎng)為589nm)條件下,樣品管長(zhǎng)度為1dm,樣品濃度為1g?ml-1時(shí)測(cè)得的旋光度。D---鈉光源,波長(zhǎng)為589nm;T---測(cè)定溫度,單位為℃a---實(shí)測(cè)的旋光度;l---樣品池的長(zhǎng)度,單位為dm;c---為樣品的濃度,單位為g?ml-1。

T5.比旋光度(specificrotation)D--15所用溶劑不同也會(huì)影響物質(zhì)的旋光度。因此在不用水為溶劑時(shí),需注明溶劑的名稱,例如,右旋的酒石酸在5%的乙醇中其比旋光度為:=+3.79(乙醇,5%)。T所用溶劑不同也會(huì)影響物質(zhì)的旋光度。因此在不用水為溶16§6-3對(duì)映異構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系、手性碳原子人們?cè)谘芯繉?duì)映異構(gòu)現(xiàn)象時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)一個(gè)碳原子連有四個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),這四個(gè)原子或基團(tuán)在空間有兩種排列方式。例如,乳酸兩種構(gòu)型不同,而且互為實(shí)物與鏡像關(guān)系,它們是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體?!?-3對(duì)映異構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系、手性碳原子17特征:(1)、不能完全重疊;(2)、呈物體與鏡象關(guān)系(左右手關(guān)系)。物質(zhì)分子互為實(shí)物和鏡象關(guān)系(象左手和右手一樣)彼此不能完全重疊的特征,稱為分子的手性。特征:18專業(yè)有機(jī)化學(xué)對(duì)映異構(gòu)課件19具有手性(不能與自身的鏡象重疊)的分子叫做手性分子。分子中連有四種不同基團(tuán)的碳原子叫做不對(duì)稱碳原子,也叫做手性碳原子。用C*表示。判斷手性碳原子的依據(jù):連有四個(gè)不同原子或基團(tuán)。凡是含有一個(gè)手性碳原子的有機(jī)化合物分子都具有手性,是手性分子。二、手性和對(duì)稱因素1、手性與旋光性具有手性(不能與自身的鏡象重疊)的分子叫做手20平面偏振光通過非手性分子如乙醇、丙酮等時(shí),偏光的傳播方向不受影響。但偏光通過手性分子如乳酸時(shí),偏光的振動(dòng)平面會(huì)旋轉(zhuǎn)一定角度。手性分子使偏光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)叫做物質(zhì)的旋光性。具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)。2、手性與對(duì)稱性平面偏振光通過非手性分子如乙醇、丙酮等時(shí),偏21手性是指實(shí)物與它的鏡像不能重合的特性,具有手性的分子叫做手性分子。手性分子必然有旋光性。有旋光性的分子必定是手性分子。分子的手性與分子對(duì)稱因素有關(guān)。涉及分子對(duì)稱的因素有以下四種。(1)對(duì)稱面:設(shè)想有一個(gè)平面,它把一個(gè)分子分成互為實(shí)物和鏡像的兩半,這個(gè)平面叫做對(duì)稱面,用σ表示。手性是指實(shí)物與它的鏡像不能重合的特性,具有手22某一平面將分子分為兩半,就象一面鏡子,實(shí)物(一半)與鏡象(另一半)彼此可以重疊,則該平面是對(duì)稱面。某一平面將分子分為兩半,就象一面鏡子,實(shí)物(一半)23凡具有對(duì)稱面的化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)體和旋光性。(2)對(duì)稱中心:若分子中有一點(diǎn)P,通過P點(diǎn)畫任河直線,在距離P點(diǎn)等距離的兩端有相同的原子,則P點(diǎn)為對(duì)稱中心,用i表示。凡具有對(duì)稱面的化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)24凡具有對(duì)稱中心的化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)體和旋光性。凡具有對(duì)稱中心的化合物是非手性的,它無對(duì)映異25(3)對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)360°/n(n為整數(shù))后,得到與原來分子相同的圖象。這條直線叫做該分子的n重旋轉(zhuǎn)軸。用Cn表示。具有對(duì)稱軸的分子大多數(shù)是非手性的,也有少數(shù)是手性的。(3)對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)26(4)更替對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)360°/n(n為整數(shù))后,再用一垂直于該軸的鏡面將分子反射,得到原來相同的圖形,這條直線叫做更替對(duì)稱軸。凡具有更替對(duì)稱軸化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)體和旋光性。(4)更替對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)36027分子具有手性的必要和充分條件是:無對(duì)稱面、無對(duì)稱中心、無更替對(duì)稱軸。三者缺一不可。小結(jié):有對(duì)稱面、對(duì)稱中心、n重交替對(duì)稱軸的分子均可與其鏡象重疊,是非手性分子;反之,為手性分子。至于對(duì)稱軸并不能作為分子是否具有手性的判據(jù)。分子具有手性的必要和充分條件是:無對(duì)稱面、無28§6-4含一個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)、對(duì)映異構(gòu)體的特點(diǎn)含有一個(gè)手性碳原子的化合物一定是手性分子,有兩種不同的構(gòu)型,且互為物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體,稱為對(duì)映異構(gòu)體簡(jiǎn)稱為對(duì)映體。對(duì)映異構(gòu)體都有旋光性,其中一個(gè)是左旋的,一個(gè)是右旋的。所以對(duì)映異構(gòu)體又稱為旋光異構(gòu)體。對(duì)映異構(gòu)體的特點(diǎn)1、對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)相同,難以用化學(xué)方法區(qū)別。2、對(duì)映異構(gòu)體的比旋光度相同,方向相反?!?-4含一個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)、對(duì)映異構(gòu)體的特293、對(duì)映異構(gòu)體的生理作用往往不同。4、等量的對(duì)映異構(gòu)體混合得到外消旋體,用“±”表示。外消旋體的旋光性表現(xiàn)為無旋光。二、對(duì)映異構(gòu)體構(gòu)型表示方法對(duì)映體的構(gòu)型可用立體結(jié)構(gòu)(楔形式和透視式)和費(fèi)歇爾(E·Fischer)投影式表示,3、對(duì)映異構(gòu)體的生理作用往往不同。4、等量的對(duì)映301、立體結(jié)構(gòu)式(楔形式和透視式):分別用兩根實(shí)線表示處于平面上的基團(tuán),楔形鍵表示伸向前方的基團(tuán),虛線表示伸向后方的基團(tuán)。特點(diǎn):空間關(guān)系清楚,立體感強(qiáng),但書寫費(fèi)時(shí)。1、立體結(jié)構(gòu)式(楔形式和透視式):分別用兩根312、Fischer(費(fèi)歇爾)投影式:2、Fischer(費(fèi)歇爾)投影式:32(1)投影原則:A、把手性碳置于紙平面或黑板平面,四個(gè)鍵按交叉的“十”字排列,橫豎兩條直線的交叉點(diǎn)代表手性碳原子。B、“橫前豎后”,即橫線上的兩個(gè)基團(tuán)伸向前方,豎線線上的兩個(gè)基團(tuán)伸向后方。C、主碳鏈豎向排列,把氧化態(tài)高的碳原子放在碳鏈的頂端。(1)投影原則:33(2)使用Fischer(費(fèi)歇爾)投影式注意:A、投影式在紙平面上旋轉(zhuǎn)n×180°,其構(gòu)型保持不變;B、投影式不能在紙平面旋轉(zhuǎn)90°的奇數(shù)倍;C、投影式不能離開紙面翻轉(zhuǎn)180°;D、任意固定一個(gè)基團(tuán)不動(dòng),依次順時(shí)針或反時(shí)針調(diào)換另三個(gè)基團(tuán)的位置,不會(huì)改變?cè)瓨?gòu)型。(2)使用Fischer(費(fèi)歇爾)投影式注意:A、投影式在紙34E、投影式中任何兩個(gè)基團(tuán)互換奇數(shù)數(shù)次位置,得到它的對(duì)映異構(gòu)體,互換偶數(shù)次得到它本身。E、投影式中任何兩個(gè)基團(tuán)互換奇數(shù)數(shù)次位置,得到它的對(duì)映異構(gòu)體35三、對(duì)映異構(gòu)體構(gòu)型的標(biāo)記方法1、D/L法:在1951年前,由于缺乏實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得對(duì)映體的真正構(gòu)型,即絕對(duì)構(gòu)型,人們采取人為規(guī)定的方法,選用含有手性碳原子的甘油醛作為標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定:羥基在手性碳原子的右邊,用D表示,羥基在手性碳原子的左邊,L表示。D、L表示構(gòu)型D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛+、-表示旋光性三、對(duì)映異構(gòu)體構(gòu)型的標(biāo)記方法1、D/L法:在19536其它旋光物質(zhì)的構(gòu)型通過化學(xué)轉(zhuǎn)變方法與甘油醛聯(lián)系起來,確定其結(jié)構(gòu)。在化學(xué)轉(zhuǎn)變過程中,如果連接在手性碳原子上的4個(gè)鍵沒有斷裂,反應(yīng)后的手性碳構(gòu)型不變。例如D-(+)-甘油醛D-(-)-甘油酸2、R/S法:R/S法是1970年根據(jù)IUPAC建議而采用的系統(tǒng)命名法。它是通過化合物的真實(shí)構(gòu)型或投影式標(biāo)記。該法需要用到“次序規(guī)則”。其它旋光物質(zhì)的構(gòu)型通過化學(xué)轉(zhuǎn)變方法與甘油醛聯(lián)系37R/S法的主要內(nèi)容:A、將手性碳原子所連接的4個(gè)基團(tuán)(a、b、c、d)按照次序規(guī)則a>b>c>d排列。B、將次序規(guī)則中次序最小的基團(tuán)(d)放在觀察者最遠(yuǎn)處,其它3個(gè)基團(tuán)a、b、c指向觀察者。C、如果a>b>c為順時(shí)針方向,其構(gòu)型為R構(gòu)型(R是拉丁文Rectus的字頭,是右的意思)

;如果a>b>c為反時(shí)針方向,其構(gòu)型為S構(gòu)型(Sinister,左的意思)

。R/S法的主要內(nèi)容:A、將手性碳原子所連接的4個(gè)基38例題1(1)次序規(guī)則:OH>COOH>CH3>H(2)觀察方向OH>COOH>CH3的順序?yàn)轫槙r(shí)針,其構(gòu)型為R-R-2-羥基丙酸例題1(1)次序規(guī)則:R-2-羥基丙酸39(1)次序規(guī)則:OH>COOH>CH2OH>H(2)觀察方向(3)OH>COOH>CH2OH為順時(shí)針,其構(gòu)型為R-名稱:R-2,3-二羥基丙酸。(1)次序規(guī)則:名稱:R-2,3-二羥基丙酸。403、直接從投影式確定R/S構(gòu)型(簡(jiǎn)便方法)規(guī)則:(1)當(dāng)按次序規(guī)則最小的基團(tuán)d位于費(fèi)歇爾投影式的橫向,a>b>c>為順時(shí)針者,其構(gòu)型為S型;a>b>c>為反時(shí)針者,其構(gòu)型為R型。(2)當(dāng)按次序規(guī)則最小的基團(tuán)d位于費(fèi)歇爾投影式的縱向,a>b>c>為順時(shí)針者,其構(gòu)型為R型;a>b>c>為順時(shí)針者,其構(gòu)型為S型。3、直接從投影式確定R/S構(gòu)型(簡(jiǎn)便方法)規(guī)則:(1)當(dāng)按次41(1)H在縱線上。(2)Cl>C2H5>CH3為反時(shí)針,因此,為S-構(gòu)型名稱:S-2-氯丁烷(1)H在橫線上。(2)OH>CHO>CH2OH為反時(shí)針,為R-構(gòu)型名稱:R-2,3-二羥基丙醛(1)H在縱線上。(1)H在橫線上。(2)OH>CHO>CH42專業(yè)有機(jī)化學(xué)對(duì)映異構(gòu)課件434、含有兩個(gè)手性碳原子的費(fèi)歇爾投影式C2:(1)H在橫線上(2)Cl>CH(Cl)C2H5>CH3

為順時(shí)針,構(gòu)型SC3:(1)H在橫線上(2)Cl>CH(Cl)CH3>C2H5

為反時(shí)針,構(gòu)型R名稱:(2S,3R)-2,3-二氯戊烷.§6-5含有兩個(gè)手性碳化合物的對(duì)映異構(gòu)體含一個(gè)手性碳原子的化合物有一對(duì)對(duì)映體,那么含有兩個(gè)手性碳原子的化合物有多少個(gè)對(duì)映異構(gòu)體呢?4、含有兩個(gè)手性碳原子的費(fèi)歇爾投影式C2:(1)H在橫線上44、兩個(gè)手性碳原子不相同以3-羥基-2-氯丁二酸為例ⅠⅡⅢⅣ2R,3R2S,3S2R,3S2S,3RⅠ與Ⅱ,Ⅲ與Ⅳ,分別是兩對(duì)對(duì)映異構(gòu)體,可以分別組成兩種外消旋體。Ⅰ與Ⅲ、Ⅳ,Ⅱ與Ⅲ、Ⅳ雖然構(gòu)造式相同,但它們不是實(shí)物與鏡像的關(guān)系,它們?yōu)榉菍?duì)映異構(gòu)體。、兩個(gè)手性碳原子不相同以3-羥基-2-氯丁二酸為例45含n個(gè)不同手性碳原子的化合物,對(duì)映體的數(shù)目有2n個(gè),外消旋體的數(shù)目2n-1個(gè)。含n個(gè)不同手性碳原子的化合物,對(duì)映體的數(shù)目有46非對(duì)映體:定義:不呈物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體叫做非對(duì)映體。分子中有兩個(gè)以上手性中心時(shí),就有非對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象。非對(duì)映異構(gòu)體的特征:1°物理性質(zhì)不同(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等)。2°比旋光度不同。3°旋光方向可能相同也可能不同。4°化學(xué)性質(zhì)相似,但反應(yīng)速度有差異。二、含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物酒石酸、2,3-二氯丁烷等分子中含有兩個(gè)相同的手性碳原子。非對(duì)映體:二、含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物酒47ⅠⅡⅢⅣ2R,3R2S,3S2R,3S2R,3SⅠ與Ⅱ是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體,可以組成一種外消旋體。由于Ⅲ與Ⅳ在分子內(nèi)有對(duì)稱面,可以完全重合,是同一種構(gòu)型,是內(nèi)消旋體。ⅠⅡ48(3)、(4)為同一物質(zhì),因?qū)ⅲ?)在紙平面旋轉(zhuǎn)180°即為(4)。因此,含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物只有三個(gè)立體異構(gòu)體,少于2n個(gè),外消旋體數(shù)目也少于2n-1個(gè)。(3)、(4)為同一物質(zhì),因?qū)ⅲ?)在紙平面旋轉(zhuǎn)180°即為49比較內(nèi)消旋體與外消旋體的異同相同點(diǎn):都不旋光不同點(diǎn):內(nèi)消旋體是一種純物質(zhì),外消旋體是兩個(gè)對(duì)映體的等量混合物,可拆分開來。含個(gè)手性碳原子的化合物,分子不一定是手性的。不能說含手性碳原子的分子一定有手性。三、Fischer式、鋸架式、Newman式之間的關(guān)系Fischer式與鋸架式、Newman式之間可以通過下列形式轉(zhuǎn)換比較內(nèi)消旋體與外消旋體的異同三、Fischer式50Fischer式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換Fischer式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換51請(qǐng)將該化合物表示為鋸架式和Fischer投影式請(qǐng)將該化合物表示為鋸架式和Fischer投影式52Fischer式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換Fischer式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換53§6-6環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象比較復(fù)雜,既有順反異構(gòu),又有對(duì)映異構(gòu)。、環(huán)丙烷衍生物(1R,2S)(1R,2R)(1S,2S)順式反式熔點(diǎn)139℃熔點(diǎn)175℃§6-6環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)環(huán)狀化合物的54—I-IV四個(gè)化合物中各有兩個(gè)手性碳—當(dāng)A、B相同時(shí),I和II為內(nèi)消旋體—當(dāng)A、B不同時(shí),I和II為對(duì)映異構(gòu)體—對(duì)于III和IV,則無論A、B是否相同,III和IV均為一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體—I-IV四個(gè)化合物中各有兩個(gè)手性碳552.偶數(shù)環(huán)的情況思考:A=B和A≠B兩種情況有何不同?2.偶數(shù)環(huán)的情況思考:A=B和A≠B兩種情況有56二、環(huán)己烷衍生物1、1,2-二取代環(huán)己烷衍生物(1R,2S)(1R,2R)(1S,2S)順式反式二、環(huán)己烷衍生物1、1,2-二取代環(huán)己烷衍生物(1R,2S)57(1R,2S)(1R,2R)(1S,2S)順式反式2、1,3-二取代環(huán)己烷衍生物(1R,2S)(1R,2R)(1583、1,4-二取代環(huán)己烷衍生物順式反式其它環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)情況類似。3、1,4-二取代環(huán)己烷衍生物順式59專業(yè)有機(jī)化學(xué)對(duì)映異構(gòu)課件60§6-7不含手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)在有機(jī)化合物中,有些旋光性物質(zhì)的分子并不含有手性碳原子。常見的有下列幾類。、丙二烯型化合物如果丙二烯兩端碳原子上各連兩個(gè)不同基團(tuán)時(shí),由于所連四個(gè)基團(tuán)兩兩各在相互垂直的平面上,分子沒有對(duì)稱面和對(duì)稱中心,因而有手性?!?-7不含手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)61專業(yè)有機(jī)化學(xué)對(duì)映異構(gòu)課件62如2,3-戊二烯就已分離出對(duì)映異構(gòu)體。二、單鍵旋轉(zhuǎn)受阻礙的聯(lián)苯型化合物見P134如2,3-戊二烯就已分離出對(duì)映異構(gòu)體。二、單鍵旋轉(zhuǎn)受阻礙的聯(lián)63當(dāng)一個(gè)苯環(huán)對(duì)稱取代時(shí)(即鄰位兩個(gè)取代基相同時(shí)),分子無手性。當(dāng)一個(gè)苯環(huán)對(duì)稱取代時(shí)(即鄰位兩個(gè)取代基相同時(shí)),64§6-9親電加成反應(yīng)的立體化學(xué)烯烴親電加成反應(yīng)的歷程可通過加成反應(yīng)的立體化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)來證明,我們以2-丁烯與溴的加成為例進(jìn)行討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:§6-9親電加成反應(yīng)的立體化學(xué)烯烴親電652-丁烯與溴的加成的立體化學(xué)事實(shí)說明,加溴的第一步不是形成碳正離子:若是形成碳正離子的話,因碳正離子為平面構(gòu)型,溴負(fù)離子可從平面的兩面進(jìn)攻碳正離子,其產(chǎn)物就不可能完全是外消旋體,也可能得到內(nèi)消旋體,這與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符。實(shí)驗(yàn)事實(shí)是:順2-丁烯與溴的加成的產(chǎn)物完全是外消旋體。2-丁烯與溴的加成的立體化學(xué)事實(shí)說明,加溴的第一步66用生成溴鎓離子中間體歷程可很好的解釋上述立體化學(xué)事實(shí)。用生成溴鎓離子中間體歷程可很好的解釋上述立體67形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中間體(溴鎓離子),即阻礙環(huán)繞碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn),同時(shí)也限制Br–只能從三元環(huán)的反面進(jìn)攻,又因Br–進(jìn)攻兩個(gè)碳原子的機(jī)會(huì)均等,因此得到的是外消旋體。形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中間體(溴鎓離子),即阻礙環(huán)繞68反-2-丁烯與溴加成同上討論,產(chǎn)物為內(nèi)消旋體。上述順-2-丁烯與溴加成主要得到外消旋體產(chǎn)物的反應(yīng)是有立體選擇性的反應(yīng)。凡是一個(gè)反應(yīng)能產(chǎn)生幾種非對(duì)映異構(gòu)體的可能而主要只產(chǎn)生一種時(shí)稱為有立體選擇性的反應(yīng)。其他烯烴與溴的加成均為反式加成,但其立體選擇性與反應(yīng)條件有一定的關(guān)聯(lián),見P139~140。反-2-丁烯與溴加成同上討論,產(chǎn)物為內(nèi)消旋體。69第六章

對(duì)映異構(gòu)

第六章對(duì)映異構(gòu)70教學(xué)要求1.了解物質(zhì)的旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系.2.掌握對(duì)映異構(gòu)體的構(gòu)型表示及R/S命名法。3.掌握手性、對(duì)映體、非對(duì)映體、內(nèi)消旋體、外消旋體等概念;掌握判斷分子手性的方法4.掌握Fischer投影的規(guī)則以及Fischer投影式與鋸架式、Newman式的轉(zhuǎn)化。5、初步掌握親電加成反應(yīng)的立體化學(xué)。教學(xué)要求1.了解物質(zhì)的旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系.71§6-1異構(gòu)體的分類具有相同分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的化合物稱為同分異構(gòu),它分為兩大類。、構(gòu)造異構(gòu):具有相同的分子式,而分子中各原子結(jié)合的順序不同的異構(gòu)體。它分為四種:1、碳胳異構(gòu):碳鏈不同。2、官能團(tuán)位置異構(gòu):官能團(tuán)位置不同?!?-1異構(gòu)體的分類具有相同分子式,但具723、官能團(tuán)異構(gòu):官能團(tuán)不同。(CH3OCH2CH3與CH3CH2CH2OH)4、互變異構(gòu)(酮式與烯醇式):不同官能團(tuán)迅速互變,達(dá)到平衡。二、立體異構(gòu):具有相同的分子式,分子中各原子結(jié)合的順序相同,但在空間排列的方式不同。立體異構(gòu)是具有相同的構(gòu)造、不同構(gòu)型的異構(gòu)體。它分為:3、官能團(tuán)異構(gòu):官能團(tuán)不同。二、立體異構(gòu):具731、構(gòu)象異構(gòu):由于分子內(nèi)單鍵旋轉(zhuǎn)角度的不同所引起的異構(gòu)。2、順反異構(gòu):由于雙鍵或環(huán)平面的存在而引起的構(gòu)型不同。3、對(duì)映異構(gòu):分子的構(gòu)型互為實(shí)物與鏡像的關(guān)系。對(duì)映異構(gòu)好比人的左右手關(guān)系,二者互為鏡像,不能重合。人們把實(shí)物和鏡像不能重合的現(xiàn)象稱為手性。具有手性的分子稱為手性分子。4、非對(duì)映異構(gòu)1、構(gòu)象異構(gòu):由于分子內(nèi)單鍵旋轉(zhuǎn)角度的不同所引起的74對(duì)映異構(gòu)是指分子式、構(gòu)造式相同,但構(gòu)型不同,且互呈鏡像對(duì)映關(guān)系的立體異構(gòu)現(xiàn)象。對(duì)映異構(gòu)體之間的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)基本相同,但對(duì)平面偏振光的旋轉(zhuǎn)方向不同。對(duì)映異構(gòu)是指分子式、構(gòu)造式相同,但構(gòu)型不同,75例如,丁二烯水合得到兩種2-丁醇在空間的排列上,可以看出他們是不相同的。例如,丁二烯水合得到兩種2-丁醇在空間的排列上,可以看出他們76兩個(gè)異構(gòu)體是互相對(duì)映的,互為物體與鏡像關(guān)系,故稱為對(duì)映異構(gòu)體。對(duì)映異構(gòu)體中,一個(gè)使偏振光向右旋轉(zhuǎn),另一個(gè)使偏振光向左旋轉(zhuǎn),所以對(duì)映異構(gòu)體又稱為旋光異構(gòu)。為什么要研究對(duì)映異構(gòu)呢?1.天然有機(jī)化合物大多有旋光現(xiàn)象。2.物質(zhì)的旋光性與藥物的療效有關(guān)(如左旋維生素C可治抗壞血病,而右旋的不行)。3.用于研究有機(jī)反應(yīng)機(jī)理。§6-2物質(zhì)的旋光性一、平面偏振光和物質(zhì)的旋光性兩個(gè)異構(gòu)體是互相對(duì)映的,互為物體與鏡像關(guān)系,771.平面偏振光光波是一種電磁波,它的振動(dòng)方向與前進(jìn)方向垂直。在光前進(jìn)的方向上放一個(gè)(Nicol)棱晶或人造偏振片,只允許與棱晶晶軸互相平行的平面上振動(dòng)的光線透過棱晶,而在其它平面上振動(dòng)的光線則被擋住。只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光稱為平面偏振光,簡(jiǎn)稱偏振光或偏光。1.平面偏振光光波是一種電磁波,它的振動(dòng)方向與78光是一種電磁波,光波的振動(dòng)方向與光的前進(jìn)方向垂直。普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一個(gè)方向傳播的平面光叫偏振光。光是一種電磁波,光波的振動(dòng)方向與光的前進(jìn)方向792.物質(zhì)的旋光性能使平面偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為物質(zhì)的旋光性,具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)(也稱為光活性物質(zhì))。2.物質(zhì)的旋光性能使平面偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的802.旋光性:也稱光學(xué)活性(opticalactivity)——物質(zhì)能使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)。結(jié)論:物質(zhì)有兩類:(1)旋光性物質(zhì)——能使偏振光振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),叫做旋光性;具有旋光性的物質(zhì),叫做旋光性物質(zhì)。(2)非旋光性物質(zhì)——不具有旋光性的物質(zhì),叫做非旋光性物質(zhì)。2.旋光性:也稱光學(xué)活性(opticalactivit813.右旋和左旋——使偏振光振動(dòng)平面向右旋轉(zhuǎn)稱右旋,“+”——使偏振光振動(dòng)平面向左旋轉(zhuǎn)稱左旋,“-”3.右旋和左旋824.旋光度(observedrotation)——旋光活性物質(zhì)使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的角度,用“a”表示。它既與物質(zhì)的旋光性有關(guān),也與測(cè)定的條件有關(guān)。旋光度大小的影響因素:1、溫度2、波長(zhǎng)3、溶劑的性質(zhì)4、旋光管的長(zhǎng)度5、旋光管中物質(zhì)濃度4.旋光度(observedrotation)旋光度大小的835.比旋光度(specificrotation)為了便于比較,就要使其成為一個(gè)常量,故用比旋光度[α]來表示:在一定溫度和波長(zhǎng)(通常為鈉光燈,波長(zhǎng)為589nm)條件下,樣品管長(zhǎng)度為1dm,樣品濃度為1g?ml-1時(shí)測(cè)得的旋光度。D---鈉光源,波長(zhǎng)為589nm;T---測(cè)定溫度,單位為℃a---實(shí)測(cè)的旋光度;l---樣品池的長(zhǎng)度,單位為dm;c---為樣品的濃度,單位為g?ml-1。

T5.比旋光度(specificrotation)D--84所用溶劑不同也會(huì)影響物質(zhì)的旋光度。因此在不用水為溶劑時(shí),需注明溶劑的名稱,例如,右旋的酒石酸在5%的乙醇中其比旋光度為:=+3.79(乙醇,5%)。T所用溶劑不同也會(huì)影響物質(zhì)的旋光度。因此在不用水為溶85§6-3對(duì)映異構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系、手性碳原子人們?cè)谘芯繉?duì)映異構(gòu)現(xiàn)象時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)一個(gè)碳原子連有四個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),這四個(gè)原子或基團(tuán)在空間有兩種排列方式。例如,乳酸兩種構(gòu)型不同,而且互為實(shí)物與鏡像關(guān)系,它們是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體。§6-3對(duì)映異構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系、手性碳原子86特征:(1)、不能完全重疊;(2)、呈物體與鏡象關(guān)系(左右手關(guān)系)。物質(zhì)分子互為實(shí)物和鏡象關(guān)系(象左手和右手一樣)彼此不能完全重疊的特征,稱為分子的手性。特征:87專業(yè)有機(jī)化學(xué)對(duì)映異構(gòu)課件88具有手性(不能與自身的鏡象重疊)的分子叫做手性分子。分子中連有四種不同基團(tuán)的碳原子叫做不對(duì)稱碳原子,也叫做手性碳原子。用C*表示。判斷手性碳原子的依據(jù):連有四個(gè)不同原子或基團(tuán)。凡是含有一個(gè)手性碳原子的有機(jī)化合物分子都具有手性,是手性分子。二、手性和對(duì)稱因素1、手性與旋光性具有手性(不能與自身的鏡象重疊)的分子叫做手89平面偏振光通過非手性分子如乙醇、丙酮等時(shí),偏光的傳播方向不受影響。但偏光通過手性分子如乳酸時(shí),偏光的振動(dòng)平面會(huì)旋轉(zhuǎn)一定角度。手性分子使偏光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)叫做物質(zhì)的旋光性。具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)。2、手性與對(duì)稱性平面偏振光通過非手性分子如乙醇、丙酮等時(shí),偏90手性是指實(shí)物與它的鏡像不能重合的特性,具有手性的分子叫做手性分子。手性分子必然有旋光性。有旋光性的分子必定是手性分子。分子的手性與分子對(duì)稱因素有關(guān)。涉及分子對(duì)稱的因素有以下四種。(1)對(duì)稱面:設(shè)想有一個(gè)平面,它把一個(gè)分子分成互為實(shí)物和鏡像的兩半,這個(gè)平面叫做對(duì)稱面,用σ表示。手性是指實(shí)物與它的鏡像不能重合的特性,具有手91某一平面將分子分為兩半,就象一面鏡子,實(shí)物(一半)與鏡象(另一半)彼此可以重疊,則該平面是對(duì)稱面。某一平面將分子分為兩半,就象一面鏡子,實(shí)物(一半)92凡具有對(duì)稱面的化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)體和旋光性。(2)對(duì)稱中心:若分子中有一點(diǎn)P,通過P點(diǎn)畫任河直線,在距離P點(diǎn)等距離的兩端有相同的原子,則P點(diǎn)為對(duì)稱中心,用i表示。凡具有對(duì)稱面的化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)93凡具有對(duì)稱中心的化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)體和旋光性。凡具有對(duì)稱中心的化合物是非手性的,它無對(duì)映異94(3)對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)360°/n(n為整數(shù))后,得到與原來分子相同的圖象。這條直線叫做該分子的n重旋轉(zhuǎn)軸。用Cn表示。具有對(duì)稱軸的分子大多數(shù)是非手性的,也有少數(shù)是手性的。(3)對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)95(4)更替對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)360°/n(n為整數(shù))后,再用一垂直于該軸的鏡面將分子反射,得到原來相同的圖形,這條直線叫做更替對(duì)稱軸。凡具有更替對(duì)稱軸化合物是非手性的,它無對(duì)映異構(gòu)體和旋光性。(4)更替對(duì)稱軸:若分子中有一條直線,以此直線為軸旋轉(zhuǎn)36096分子具有手性的必要和充分條件是:無對(duì)稱面、無對(duì)稱中心、無更替對(duì)稱軸。三者缺一不可。小結(jié):有對(duì)稱面、對(duì)稱中心、n重交替對(duì)稱軸的分子均可與其鏡象重疊,是非手性分子;反之,為手性分子。至于對(duì)稱軸并不能作為分子是否具有手性的判據(jù)。分子具有手性的必要和充分條件是:無對(duì)稱面、無97§6-4含一個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)、對(duì)映異構(gòu)體的特點(diǎn)含有一個(gè)手性碳原子的化合物一定是手性分子,有兩種不同的構(gòu)型,且互為物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體,稱為對(duì)映異構(gòu)體簡(jiǎn)稱為對(duì)映體。對(duì)映異構(gòu)體都有旋光性,其中一個(gè)是左旋的,一個(gè)是右旋的。所以對(duì)映異構(gòu)體又稱為旋光異構(gòu)體。對(duì)映異構(gòu)體的特點(diǎn)1、對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)相同,難以用化學(xué)方法區(qū)別。2、對(duì)映異構(gòu)體的比旋光度相同,方向相反?!?-4含一個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)、對(duì)映異構(gòu)體的特983、對(duì)映異構(gòu)體的生理作用往往不同。4、等量的對(duì)映異構(gòu)體混合得到外消旋體,用“±”表示。外消旋體的旋光性表現(xiàn)為無旋光。二、對(duì)映異構(gòu)體構(gòu)型表示方法對(duì)映體的構(gòu)型可用立體結(jié)構(gòu)(楔形式和透視式)和費(fèi)歇爾(E·Fischer)投影式表示,3、對(duì)映異構(gòu)體的生理作用往往不同。4、等量的對(duì)映991、立體結(jié)構(gòu)式(楔形式和透視式):分別用兩根實(shí)線表示處于平面上的基團(tuán),楔形鍵表示伸向前方的基團(tuán),虛線表示伸向后方的基團(tuán)。特點(diǎn):空間關(guān)系清楚,立體感強(qiáng),但書寫費(fèi)時(shí)。1、立體結(jié)構(gòu)式(楔形式和透視式):分別用兩根1002、Fischer(費(fèi)歇爾)投影式:2、Fischer(費(fèi)歇爾)投影式:101(1)投影原則:A、把手性碳置于紙平面或黑板平面,四個(gè)鍵按交叉的“十”字排列,橫豎兩條直線的交叉點(diǎn)代表手性碳原子。B、“橫前豎后”,即橫線上的兩個(gè)基團(tuán)伸向前方,豎線線上的兩個(gè)基團(tuán)伸向后方。C、主碳鏈豎向排列,把氧化態(tài)高的碳原子放在碳鏈的頂端。(1)投影原則:102(2)使用Fischer(費(fèi)歇爾)投影式注意:A、投影式在紙平面上旋轉(zhuǎn)n×180°,其構(gòu)型保持不變;B、投影式不能在紙平面旋轉(zhuǎn)90°的奇數(shù)倍;C、投影式不能離開紙面翻轉(zhuǎn)180°;D、任意固定一個(gè)基團(tuán)不動(dòng),依次順時(shí)針或反時(shí)針調(diào)換另三個(gè)基團(tuán)的位置,不會(huì)改變?cè)瓨?gòu)型。(2)使用Fischer(費(fèi)歇爾)投影式注意:A、投影式在紙103E、投影式中任何兩個(gè)基團(tuán)互換奇數(shù)數(shù)次位置,得到它的對(duì)映異構(gòu)體,互換偶數(shù)次得到它本身。E、投影式中任何兩個(gè)基團(tuán)互換奇數(shù)數(shù)次位置,得到它的對(duì)映異構(gòu)體104三、對(duì)映異構(gòu)體構(gòu)型的標(biāo)記方法1、D/L法:在1951年前,由于缺乏實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得對(duì)映體的真正構(gòu)型,即絕對(duì)構(gòu)型,人們采取人為規(guī)定的方法,選用含有手性碳原子的甘油醛作為標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定:羥基在手性碳原子的右邊,用D表示,羥基在手性碳原子的左邊,L表示。D、L表示構(gòu)型D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛+、-表示旋光性三、對(duì)映異構(gòu)體構(gòu)型的標(biāo)記方法1、D/L法:在195105其它旋光物質(zhì)的構(gòu)型通過化學(xué)轉(zhuǎn)變方法與甘油醛聯(lián)系起來,確定其結(jié)構(gòu)。在化學(xué)轉(zhuǎn)變過程中,如果連接在手性碳原子上的4個(gè)鍵沒有斷裂,反應(yīng)后的手性碳構(gòu)型不變。例如D-(+)-甘油醛D-(-)-甘油酸2、R/S法:R/S法是1970年根據(jù)IUPAC建議而采用的系統(tǒng)命名法。它是通過化合物的真實(shí)構(gòu)型或投影式標(biāo)記。該法需要用到“次序規(guī)則”。其它旋光物質(zhì)的構(gòu)型通過化學(xué)轉(zhuǎn)變方法與甘油醛聯(lián)系106R/S法的主要內(nèi)容:A、將手性碳原子所連接的4個(gè)基團(tuán)(a、b、c、d)按照次序規(guī)則a>b>c>d排列。B、將次序規(guī)則中次序最小的基團(tuán)(d)放在觀察者最遠(yuǎn)處,其它3個(gè)基團(tuán)a、b、c指向觀察者。C、如果a>b>c為順時(shí)針方向,其構(gòu)型為R構(gòu)型(R是拉丁文Rectus的字頭,是右的意思)

;如果a>b>c為反時(shí)針方向,其構(gòu)型為S構(gòu)型(Sinister,左的意思)

。R/S法的主要內(nèi)容:A、將手性碳原子所連接的4個(gè)基107例題1(1)次序規(guī)則:OH>COOH>CH3>H(2)觀察方向OH>COOH>CH3的順序?yàn)轫槙r(shí)針,其構(gòu)型為R-R-2-羥基丙酸例題1(1)次序規(guī)則:R-2-羥基丙酸108(1)次序規(guī)則:OH>COOH>CH2OH>H(2)觀察方向(3)OH>COOH>CH2OH為順時(shí)針,其構(gòu)型為R-名稱:R-2,3-二羥基丙酸。(1)次序規(guī)則:名稱:R-2,3-二羥基丙酸。1093、直接從投影式確定R/S構(gòu)型(簡(jiǎn)便方法)規(guī)則:(1)當(dāng)按次序規(guī)則最小的基團(tuán)d位于費(fèi)歇爾投影式的橫向,a>b>c>為順時(shí)針者,其構(gòu)型為S型;a>b>c>為反時(shí)針者,其構(gòu)型為R型。(2)當(dāng)按次序規(guī)則最小的基團(tuán)d位于費(fèi)歇爾投影式的縱向,a>b>c>為順時(shí)針者,其構(gòu)型為R型;a>b>c>為順時(shí)針者,其構(gòu)型為S型。3、直接從投影式確定R/S構(gòu)型(簡(jiǎn)便方法)規(guī)則:(1)當(dāng)按次110(1)H在縱線上。(2)Cl>C2H5>CH3為反時(shí)針,因此,為S-構(gòu)型名稱:S-2-氯丁烷(1)H在橫線上。(2)OH>CHO>CH2OH為反時(shí)針,為R-構(gòu)型名稱:R-2,3-二羥基丙醛(1)H在縱線上。(1)H在橫線上。(2)OH>CHO>CH111專業(yè)有機(jī)化學(xué)對(duì)映異構(gòu)課件1124、含有兩個(gè)手性碳原子的費(fèi)歇爾投影式C2:(1)H在橫線上(2)Cl>CH(Cl)C2H5>CH3

為順時(shí)針,構(gòu)型SC3:(1)H在橫線上(2)Cl>CH(Cl)CH3>C2H5

為反時(shí)針,構(gòu)型R名稱:(2S,3R)-2,3-二氯戊烷.§6-5含有兩個(gè)手性碳化合物的對(duì)映異構(gòu)體含一個(gè)手性碳原子的化合物有一對(duì)對(duì)映體,那么含有兩個(gè)手性碳原子的化合物有多少個(gè)對(duì)映異構(gòu)體呢?4、含有兩個(gè)手性碳原子的費(fèi)歇爾投影式C2:(1)H在橫線上113、兩個(gè)手性碳原子不相同以3-羥基-2-氯丁二酸為例ⅠⅡⅢⅣ2R,3R2S,3S2R,3S2S,3RⅠ與Ⅱ,Ⅲ與Ⅳ,分別是兩對(duì)對(duì)映異構(gòu)體,可以分別組成兩種外消旋體。Ⅰ與Ⅲ、Ⅳ,Ⅱ與Ⅲ、Ⅳ雖然構(gòu)造式相同,但它們不是實(shí)物與鏡像的關(guān)系,它們?yōu)榉菍?duì)映異構(gòu)體。、兩個(gè)手性碳原子不相同以3-羥基-2-氯丁二酸為例114含n個(gè)不同手性碳原子的化合物,對(duì)映體的數(shù)目有2n個(gè),外消旋體的數(shù)目2n-1個(gè)。含n個(gè)不同手性碳原子的化合物,對(duì)映體的數(shù)目有115非對(duì)映體:定義:不呈物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體叫做非對(duì)映體。分子中有兩個(gè)以上手性中心時(shí),就有非對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象。非對(duì)映異構(gòu)體的特征:1°物理性質(zhì)不同(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等)。2°比旋光度不同。3°旋光方向可能相同也可能不同。4°化學(xué)性質(zhì)相似,但反應(yīng)速度有差異。二、含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物酒石酸、2,3-二氯丁烷等分子中含有兩個(gè)相同的手性碳原子。非對(duì)映體:二、含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物酒116ⅠⅡⅢⅣ2R,3R2S,3S2R,3S2R,3SⅠ與Ⅱ是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體,可以組成一種外消旋體。由于Ⅲ與Ⅳ在分子內(nèi)有對(duì)稱面,可以完全重合,是同一種構(gòu)型,是內(nèi)消旋體。ⅠⅡ117(3)、(4)為同一物質(zhì),因?qū)ⅲ?)在紙平面旋轉(zhuǎn)180°即為(4)。因此,含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物只有三個(gè)立體異構(gòu)體,少于2n個(gè),外消旋體數(shù)目也少于2n-1個(gè)。(3)、(4)為同一物質(zhì),因?qū)ⅲ?)在紙平面旋轉(zhuǎn)180°即為118比較內(nèi)消旋體與外消旋體的異同相同點(diǎn):都不旋光不同點(diǎn):內(nèi)消旋體是一種純物質(zhì),外消旋體是兩個(gè)對(duì)映體的等量混合物,可拆分開來。含個(gè)手性碳原子的化合物,分子不一定是手性的。不能說含手性碳原子的分子一定有手性。三、Fischer式、鋸架式、Newman式之間的關(guān)系Fischer式與鋸架式、Newman式之間可以通過下列形式轉(zhuǎn)換比較內(nèi)消旋體與外消旋體的異同三、Fischer式119Fischer式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換Fischer式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換120請(qǐng)將該化合物表示為鋸架式和Fischer投影式請(qǐng)將該化合物表示為鋸架式

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