對映異構簡化

對映異構簡化第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日構型異構體構象異構體構造異構體(平面異構體)

同分異構體碳架異構體官能團異構體官能團位置異構體互變異構體順反異構體對映異構體(旋光異構)立體異構體(原子的連接順序和方式不同)(原子在空間的排列方式不同):σ-單鍵的旋轉第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日兩個反-1,3-二甲基環(huán)己烷一樣嗎?兩個分子互為實物和鏡像但不能重疊的立體異構現(xiàn)象稱為對映異構;相應的分子稱為對映異構體。對映異構體在化學特性、物理特性上大致相同,但其生物活性和光學活性不同！不能重疊第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日5.1物質的旋光性1、平面偏振光和旋光性(了解)

普通光線通過Nicol棱鏡,它只允許與其晶軸平行的平面上振動的光線通過,即得到“平面偏振光”雙箭頭表示光可能的振動方向普通光:有無數(shù)個振動平面,振動平面與光的前進方向相垂直Nicol(尼克爾)棱鏡方解石晶體(碳酸鈣的一種特殊晶體)晶軸平面偏振光：只在一個平面上振動的光。第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日2、什么叫旋光性？普通光旋光度——不旋光物質旋光性物質光活性物質旋光性:

能使偏振光振動平面旋轉的性質;具有旋光性的物質稱為旋光物質或光學活性物質。旋光物質的旋光方向(只能實驗測定!)左旋體(-):使偏振光振動平面按逆時針方向旋轉;右旋體(+):使偏振光振動平面按順時針方向旋轉.

第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日光源起偏鏡盛液管檢偏鏡觀察目鏡刻度盤不旋光物質旋光儀工作原理示意圖旋光物質亮暗亮旋光度①能夠體現(xiàn)物質特性的是:比旋光度[]l:dmC:g·mL-1[]25＝+2.6o(水)D例如:右旋乳酸—與濃度C有關—與長度l有關[]和溶液的溫度,光的波長有關系第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日對稱——是一種很常見的現(xiàn)象。在化學中,分子、晶體等也有各種對稱性.如何表達、衡量各種對稱？數(shù)學中定義了對稱元素來描述這些對稱。1、對稱操作和對稱元素對稱操作是指不改變物體內部任何兩點間的距離而使物體復原的操作。對稱操作所依據(jù)的幾何元素稱為對稱元素(點、線、面及其組合)。對稱操作和相應的對稱元素主要有:旋轉軸(對稱軸)和旋轉操作;對稱面和反映操作;

對稱中心和反演操作.

5.2分子的對稱性與手性(對映異構)第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日Cn軸定義(1)旋轉軸(對稱軸)和旋轉操作單重(次)軸二重(次)軸三重(次)軸…n重(次)軸C1θ

=360C2θ

=360/2C3θ

=360/3Cnθ

=360/n如果有一直線,當分子繞它旋轉(2/n)或其倍數(shù)時,能恢復原狀,這個直線稱為該分子的n-重對稱軸,符號為Cn。第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日(2)對稱中心和反演操作對稱中心是假想點,分子或晶體經(jīng)過該點反演后能夠復原。即從分子中任一原子至對稱中心連一直線,將此線延長,必可在和對稱中心等距離的另一側找到另一相同原子.四面體的體心不是對稱中心第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日對稱面是假想平面,分子或晶體通過該平面作鏡像反映而能復原.對稱面所相應的對稱操作是鏡面的一個反映.(3)對稱面與反映操作對映異構體形成條件:分子中既無對稱面,也無對稱中心。第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日手性分子連接四個不同基團——不對稱C原子(手性C*)把實物和鏡像不能重疊的現(xiàn)象稱為手性。Chiralmolecules對映異構:兩分子互為實物和鏡像但不能重疊具有手性的分子叫手性分子(即不能與其鏡象疊疊的分子為手性分子)。其結構特點是既無對稱面,也無對稱中心。2、手性(對映異構)第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日課堂練習：找出下列化合物中的手性碳原子青蒿素(15個碳中7個是手性碳)乳酸蘋果酸第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日史上最復雜的天然產物—GargantulideA這是一個大環(huán)內酯類化合物,它含有一個52元環(huán)和總共105個碳原子,其中近一半碳原子具有手性。第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日3、手性碳原子與對映異構酒石酸乳酸不同構型分子互為鏡像但不能疊合。含有手性碳原子的分子一定是手性分子嗎?含有一個手性碳原子的化合物,一定是手性分子?手性分子一定含有手性碳原子嗎?第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日反應停(Thalidomide)致短肢畸形事件（20世紀50至60年代初期）主要成分：α-苯酞茂二酰亞胺(酞胺哌啶酮)導致大量“海豹畸形嬰兒”出生！人們對于手性藥物的認識經(jīng)歷過一段慘痛教訓：“反應停藥物”是由于當時的科學技術水平的落后而造成的，當時的科學界尚不知道長得非常相似的兩個化合物在生物體內有這么大的差異！鎮(zhèn)靜作用強烈致畸作用第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日4、對映異構體的特點對映異構體都有旋光性,其中一個是左旋的,一個是右旋的。所以對映異構體又稱為旋光異構體。①對映異構體的物理性質、化學性質相同,難以用化學方法區(qū)別。②對映異構體有光學活性,其比旋光度相同,方向相反。③對映異構體的生理作用往往不同。

④

等量的對映異構體混合得到外消旋體,用“±”表示。

外消旋體的旋光性抵消,表現(xiàn)為無旋光性。對映異構體的性質特點:第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日1、對映體的構型式對映體的構造式相同,但空間的排列方式(構型)不同,所以需要用構型式來表示。1)楔形透視式

乳酸5.3含有一個手性碳原子的化合物第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日2)費歇爾(Fischer)投影式①手性碳位于紙平面上,用橫豎線的交叉點表示;②以橫線相連的原子或基團在紙面前方,以豎線相連的原子或基團在紙面后方;即“橫前豎后”③碳鏈豎放,編號小的碳在上。

費歇爾(Fischer)投影式書寫的原則：第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日Fischer投影式注意事項：注意:投影式是用平面式來代表空間的立體結構,其可以在紙面上平移;在紙面上旋轉時,只能旋轉90o的偶數(shù)倍才能保持構型不變;但絕對不能脫離紙面翻轉!離開紙面翻轉180o,得到對映體!第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日2、對映體的命名1)

D/L命名法(相對構型)(了解)：

在1951年前,由于缺乏實驗方法測得對映體的真正構型,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準。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-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛注:D、L與左右旋(+、-)無關,D、L表示認為規(guī)定的相對構型;而左、右旋要通過旋光儀測定!第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日以甘油醛為基礎,通過化學方法合成其它化合物,如果與手性原子相連的鍵沒有斷裂,則仍保持甘油醛的原有構型。例:D-(+)-甘油醛D-(-)-乳酸HO左右旋(+、-)已改變!第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日2)

R/S命名法(絕對構型)(重點)：將與手性碳相連的四個基團按次序規(guī)則排列：方向盤定則——按照次序規(guī)則中次序最小的基團(d)放在遠離觀察者處,其它3個基團指向觀察者,并由大到小轉:a＞b＞c＞d順時針,R型;逆時針,S型!注意：無論是D,L還是R,S標記方法,都不能通過其標記的構型來判斷旋光方向。第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日A)楔形透視式確定構型：(S)-2-羥基丙酸

R型基團優(yōu)先順序：-OH>-COOH>-CH3>-H第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日B)

Fischer投影式確定構型：規(guī)則:當按次序規(guī)則最小基團d位于豎鍵時,a>b>c為順時針者,其構型為R型;逆時針則為S型;S型R型對調兩個基團,偶數(shù)次構型不變;奇數(shù)次變?yōu)槠鋵τ丑w。1次2次CH3OHCOOHHH3COHCOOHHH3COHCOOHHSRR第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日②固定任意一個基團不動,依此輪換其余基團的位置,構型不變。①將Fischer式在紙面上平移或旋轉180o(90o的偶數(shù)倍),構型不變;旋轉270o(90o的奇數(shù)次)構型為對映體。旋轉180oS型S型相當于對調兩次基團!Fischer投影式確定構型說明：每次輪換相當于基團對調兩次!第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日OHCHOHCH2OHHCHOHOCH2OH旋光性化合物的完整系統(tǒng)命名(掌握)

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構型、旋光方向、名稱如果不知道旋光方向,則只需指出構型(R)-(+)-2,3-二羥基丙醛(S)-(-)-2,3-二羥基丙醛(R)-2,3-二羥基丙醛(S)-2,3-二羥基丙醛第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日(2S,3S)-12342-羥基-3-氯丁二酸(S)-4-甲基-2-己烯(2Z,4R)-4-甲基-2-己烯第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日

C.透視圖轉化為Fischer投影式方法:面向紙面沿一定的角度看過去(兩個鍵的夾角),處于左右的基團寫在Fischer投影式的橫線上,左右關系不變;其余兩個基團寫在豎線上,上下關系不變。COOHHHOCH3H3COHCOOHH(S)-2-羥基丙酸例1：直接觀察透視圖不便時尤為有用!第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日例2：COOHHOHCH3R型CH3HOCOOHH第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日5.3含有兩個手性碳原子的化合物**RRSSSRRSIIIIIIIV1、含兩個不相同手性碳原子的化合物對映體對映體2-羥基-3-氯丁二酸4321不是鏡像關系的旋光異構稱為非對映異構,

Ⅰ與Ⅲ或Ⅳ為非對映體;Ⅱ與Ⅲ或Ⅳ為非對映體.第三十頁，共三十三頁，2022年，8月28日玫瑰的芳香從哪來？玫瑰的奇妙的香味也不是單一化合物產生,而是很多種化合物結合在一起形成的這種微妙的味道。在所有化合物中,有一種很重要的化合物,名字非常直白的