對(duì)映異構(gòu)與旋光(精簡(jiǎn))

對(duì)映異構(gòu)與旋光ByNiCoLaSFromMCh那么問(wèn)題來(lái)了對(duì)映異構(gòu)是神馬？對(duì)映異構(gòu)的定義互為物體與鏡像關(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。就像右面的CHFClBr一樣：

手性這樣的一對(duì)對(duì)映體好似人的左右手，雖是鏡面對(duì)稱，但卻不能和鏡像重合。具有這種特性的分子即被稱為手性分子，這種性質(zhì)即為手性。偏振光具有手性的純物質(zhì)（純對(duì)映體）具有一種特殊的性質(zhì)：能使偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。偏振光是指只在一個(gè)平面上波動(dòng)的光，如圖（1）。激光即為一種偏振光。大部分自然界中的和人造的光都是在多個(gè)平面上波動(dòng)的，如圖（2）。左旋與右旋裝有旋光性物質(zhì)（的溶液）的管子，能使射入其中的偏振光發(fā)生順時(shí)針或者逆時(shí)針的偏轉(zhuǎn)。逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)為左旋，順時(shí)針偏轉(zhuǎn)為右旋。一對(duì)對(duì)映體中的一個(gè)如果是左旋體，那么另一個(gè)必定是右旋體。表示物質(zhì)旋光的能力的物理量叫比旋光度?？偨Y(jié)一下：對(duì)映異構(gòu)是由于分子自身的不對(duì)稱性而引起的同分異構(gòu)現(xiàn)象?；殓R像的同分異構(gòu)體稱為對(duì)映異構(gòu)體。由于分子自身的不對(duì)稱性而引起對(duì)映異構(gòu)的性質(zhì)是手性，具有手性的分子稱作手性分子。單一的對(duì)映體能夠引起偏光，一對(duì)對(duì)映體能分別引起左旋偏光和右旋偏光。P.S：左旋肉堿的“左旋”不過(guò)是指這種生物堿是左旋的罷了。讓我們繼續(xù)。。。Checkpoint1如何畫(huà)出分子的立體結(jié)構(gòu)1.傘形式眼睛垂直于C-C鍵看，實(shí)線表示價(jià)鍵在紙面上，楔形線表示價(jià)鍵沿紙面向外，虛線表示價(jià)鍵沿紙面向里。譬如下面的這個(gè)二氯乙烷。直觀，清晰畫(huà)楔形線有點(diǎn)煩~有點(diǎn)煩~有點(diǎn)煩~更高大上的畫(huà)法2.Fischer投影式這是甘油醛：中心十字交叉的是手性碳，水平的鍵突出紙面向外，垂直的鍵沿紙面向里，即下圖這樣：Fischer投影式高端大氣上檔次主鏈碳必須在一條直線上，氧化數(shù)高的碳原子必須放在上面優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)潔，正式。缺點(diǎn)：不是很直觀，不熟練的人看起來(lái)有點(diǎn)吃力。應(yīng)用于多個(gè)碳原子的例子：D-葡萄糖簡(jiǎn)單的判斷分子是否具有手性的方法1.對(duì)稱面2.對(duì)稱中心3.反軸滿足以上三條之一即不為手性分子*.對(duì)稱軸不是手性碳原子與手性中心如果一個(gè)碳原子連接了四個(gè)不同的基團(tuán)，那么這個(gè)碳原子被稱作手性碳原子，并被稱作這個(gè)分子的手性中心。只有一個(gè)手性碳的分子一定是手性分子。把第5頁(yè)的圖挪過(guò)來(lái)：絕對(duì)構(gòu)型絕對(duì)構(gòu)型命名方法：1.將手性碳上的四個(gè)基團(tuán)按優(yōu)先級(jí)從高到低的順序編號(hào)。2.將優(yōu)先級(jí)最低的基團(tuán)放在離眼睛最遠(yuǎn)的地方，其他三個(gè)基團(tuán)按從高到低的方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針的，手性碳為R構(gòu)型；旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針的，手性碳為S構(gòu)型。（R=rectus,S=sinister,都是拉丁文）還是甘油醛：這個(gè)甘油醛是R型的，也是D型的（相對(duì)構(gòu)型）基團(tuán)標(biāo)號(hào)最小在末由大到小順Ｒ逆Ｓ相對(duì)構(gòu)型相對(duì)構(gòu)型命名方法：人為規(guī)定右旋甘油醛為D構(gòu)型（Dexcro），左旋甘油醛為L(zhǎng)構(gòu)型（Leavo），并將其它化合物（通常是糖類）與其比較，得出其相對(duì)構(gòu)型。關(guān)于甘油醛的小結(jié)（這個(gè)費(fèi)歇爾投影式有點(diǎn)問(wèn)題，正確的不會(huì)把手性碳以C的形式寫(xiě)出來(lái)）對(duì)映體和外消旋體的物化性質(zhì)一對(duì)純凈的對(duì)映體，其絕大多數(shù)物理性質(zhì)（熔沸點(diǎn)，密度，etc.）相同，化學(xué)性質(zhì)相同。外消旋體是一對(duì)對(duì)映體等物質(zhì)的量混合的物質(zhì)，沒(méi)有旋光性，物理性質(zhì)與純的對(duì)映體也有差別。外消旋體用（±）表示?？膳碌氖中约捌鋷?lái)的嚴(yán)重后果左旋尼古丁比右旋的毒性大得多（我并不是鼓勵(lì)你們研發(fā)只含右旋尼古丁的香煙）左旋氯霉素（一種抗生素）有療效，而右旋的沒(méi)有。葡萄糖只有D型的才能被人體利用，而L型的不能。（幸虧自然界中絕大多數(shù)的葡萄糖都是D型的）一種治療妊娠反應(yīng)的藥物名叫“沙立度胺”，有R和S兩種異構(gòu)體，其中R是有效藥物，而S是一種強(qiáng)力致畸劑。由于當(dāng)時(shí)的藥物是以外消旋體上市的，所以導(dǎo)致了1.2萬(wàn)名畸形嬰兒的出生。我和我的小伙伴第二個(gè)總結(jié)繪制分子的立體結(jié)構(gòu)的方法有很多，傘形式和Fischer投影式是常用的兩種。有對(duì)稱面、對(duì)稱中心、反軸的分子均為非手性分子。R-S為絕對(duì)構(gòu)型，D-L為相對(duì)構(gòu)型，兩者沒(méi)有必然的聯(lián)系，與物質(zhì)為左旋或右旋也沒(méi)有必然的聯(lián)系。有時(shí)忽視手性是會(huì)出人命的?。?！再休息一下。。。Checkpoint2下面是各種奇特的手性分子，請(qǐng)大家做好準(zhǔn)備，深呼吸。。。多個(gè)手性中心的分子一般情況，手性碳越多，旋光異構(gòu)體的數(shù)量就越多。譬如2，3-二氯戊烷，有兩個(gè)手性碳，則有RR、SS、RS、SR四種旋光異構(gòu)體。RR、SS互為對(duì)映體，RS、SR互為對(duì)映體。但RR(SS)與RS(SR)沒(méi)有對(duì)映關(guān)系，這種不成鏡像關(guān)系的旋光異構(gòu)體稱為非對(duì)映體。非對(duì)映體之間不止旋光能力不同(不只是正負(fù))，而且許多物化性質(zhì)的差別。多手性碳的旋光異構(gòu)體數(shù)一般情況下，若一個(gè)分子有n個(gè)不同的手性碳，則其光活性異構(gòu)體數(shù)為2n個(gè)。但是，若分子中含有相同的手性碳原子，則旋光異構(gòu)體的數(shù)目就會(huì)減少，譬如酒石酸（2，3-二羥基丁二酸）：在RS的酒石酸中，兩個(gè)手性碳的旋光性恰好相反，所以整個(gè)分子沒(méi)有旋光性，我們稱這種有手性碳但沒(méi)有旋光性的為內(nèi)消旋體。內(nèi)消旋體用(m)表示。若基團(tuán)分布為對(duì)稱的，則實(shí)際旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2（n-1）+2(n/2)-1.我真是醉了。。。假不對(duì)稱碳原子這是發(fā)生在奇數(shù)手性碳的分子中的奇妙現(xiàn)象。（2，3，4-三羥基戊二酸）左二C3碳沒(méi)有手性，但左二是對(duì)映體；右二C3有手性，但沒(méi)有對(duì)映體，為內(nèi)消旋體。這里，像C3這種不引起異構(gòu)的手性碳稱為假不對(duì)稱碳原子，標(biāo)記構(gòu)型時(shí)用r和s.其他類別的旋光化合物含有手性碳的單環(huán)化合物由于環(huán)面不能自由旋轉(zhuǎn)，因此基團(tuán)被固定在環(huán)的一面，導(dǎo)致異構(gòu)的產(chǎn)生。像右面的這些都是光活性分子：雖然這些分子的實(shí)際構(gòu)型并非如此，但是在判斷光活性時(shí)也可以直接用這種平面環(huán)的構(gòu)象判斷。手性并非碳獨(dú)有一些其他VA的原子也能形成光活性體：這些原子也能像碳一樣形成四面體的結(jié)構(gòu)，若同時(shí)具有四個(gè)不同的取代基，則也有異構(gòu)體。傲嬌的丙二烯這里是三種丙二烯的結(jié)構(gòu)：由此觀之，丙二烯也能像單個(gè)碳一樣掛四個(gè)基團(tuán)，也可以有旋光性。丙二烯衍生物若同一個(gè)碳上沒(méi)有相同的取代基，則該化合物也有旋光性：如果雙鍵被換成環(huán)，則效果也一樣：美(keng)妙(die)的螺苯螺苯是排了一圈的苯環(huán)，由于兩端的苯環(huán)不能在一個(gè)平面上，所以產(chǎn)生了同分異構(gòu)：這樣的螺苯類對(duì)映體的旋光能力是驚人的，約3800°！螺苯類還有很多，限于篇幅，不能一一介紹。最后的總結(jié)手性分子不一定只有一個(gè)手性碳，手性碳越多，旋光異構(gòu)越多。手性碳的“對(duì)稱性”會(huì)導(dǎo)致異構(gòu)體數(shù)目減少。手性分子的中心不一定是碳原子，也可以是別的。丙二烯型、螺苯類是一系列特殊的、不含手性原子的手性分子。尾聲我知道