第九章對映異構(gòu)有機化學(xué)

第九章對映異構(gòu)有機化學(xué)第一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五Thalidomide（一種鎮(zhèn)靜劑）的兩種異構(gòu)體的不同生物學(xué)特性S-異構(gòu)體強致畸作用R-異構(gòu)體鎮(zhèn)靜、止痛第三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五異構(gòu)體相同的分子式構(gòu)造異構(gòu)不同的鍵的連接方式立體異構(gòu)基團在空間相對位置不同構(gòu)型異構(gòu)異構(gòu)體之間轉(zhuǎn)變需破壞共價鍵構(gòu)象異構(gòu)單鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的異構(gòu)對映異構(gòu)不能重合的鏡像異構(gòu)非對映異構(gòu)沒有鏡像異構(gòu)體第四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五9.1物質(zhì)的旋光性偏振光光 具有波動性、振動的振幅呈周期性的變化第五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五 一般使用波長為589nm的光波進行旋光性試驗此波長的波為鈉燈發(fā)出的黃色光光第六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五

普通光由不同波長的光組成，這些不同波長的光束在無數(shù)個垂直于其傳播路線的平面內(nèi)振動。

平面偏振光只有在一個平面振動的光束偏振光第七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五偏振光第八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五Nicol棱鏡偏振光第九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五Nicolprism偏振光只有振動方向和棱鏡晶軸平行的光才能通過第十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五平面偏振光的旋轉(zhuǎn)旋光物質(zhì)第十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五平面偏振光的旋轉(zhuǎn)第十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五平面偏振光的旋轉(zhuǎn)第十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五a平面偏振光的旋轉(zhuǎn)順時針方向：右旋逆時針方向：左旋旋光度第十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五旋光儀(polarimeter)比旋光度第十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五比旋光度（specificrotation)——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。是一物理常數(shù)右旋：“+”，左旋：“-”D---鈉光源，波長為589nm；T---測定溫度，單位為℃a---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。

第十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五等量的左旋體和右旋體的混合物稱為外消旋體，一般用（±）來表示。旋光性物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)生理作用乳酸外消旋體不旋光mp18℃基本相同各自發(fā)揮其作用+乳酸旋光+3.82°mp53℃基本相同旋體的生理功能-乳酸旋光-3.82°mp53℃基本相同旋體的生理功能第十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五生活中常見的手性物質(zhì)9.2手性和對稱性手性：物體于其鏡像不能重合的性質(zhì).非手性：物體于其鏡像可以重合的性質(zhì)第十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五BrClHF一氟一氯一溴甲烷是個手性分子第十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五BrClHFHFBrCl一氟一氯一溴甲烷是個手性分子第二十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五一氟一氯一溴甲烷是個手性分子第二十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五從其他角度看第二十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五和互為對映異構(gòu)體構(gòu)造相同，構(gòu)型不同，互為鏡像的不能重合的異構(gòu)體稱為對映異構(gòu)體（簡稱為對映體）第二十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五一氟二氯甲烷為非手性分子第二十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五非手性分子的特點對稱軸第二十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五對稱面第二十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第二十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第二十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五對稱中心第二十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五手性分子既沒有對稱面，也沒有對稱中心手性中心：連接4個不同原子或基團的碳原子稱為手性碳原子，用C*表示。wxyzC第三十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五舉例：CH3OHHC*CH2CH3CH3C*CH2CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2OHCH3C*DTH*第三十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五舉例檸檬烯:環(huán)上具有手性中心CH3HCCH3CH2

連接在手性中心的基團分別是:

—H

—CH2CH2

—CH2CH=

—C=*第三十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五舉例1,2-環(huán)氧丙烷:手性中心也是環(huán)上的原子OH2CCHCH3連接在手性中心的基團分別是:

—H

—CH3

—OCH2

—CH2O*第三十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五手性化合物的特性：偏振現(xiàn)象a第三十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五對映異構(gòu)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(gòu)體又稱為旋光異構(gòu)體對映體物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)一般都相同，比旋光度的數(shù)值相等，僅旋光方向相反。在手性環(huán)境條件下，對映體會表現(xiàn)出某些不同的性質(zhì)，如反應(yīng)速度有差異，生理作用的不同等。第三十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五等量的左旋體和右旋體的混合物稱為外消旋體(racemicmixture,

orracemate)，一般用（±）來表示。旋光性物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)生理作用乳酸外消旋體不旋光mp18℃基本相同各自發(fā)揮其作用+乳酸旋光+3.82°mp53℃基本相同旋體的生理功能-乳酸旋光-3.82°mp53℃基本相同旋體的生理功能第三十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五9.3具有一個手性中心的異構(gòu)含有一個手性碳原子的化合物一定是手性分子。2-溴丁烷第三十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五對映體構(gòu)型的表示方法Fischer投影式手性碳原子置于紙面，以橫豎兩線的交點代表手性碳原子豎的兩基團在紙面下方，橫的兩基團在紙面上方含碳原子（主鏈）基團放在豎鍵上，將編號較小的碳原子置于上方第三十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第四十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五旋轉(zhuǎn)180°旋轉(zhuǎn)90°同一化合物不同化合物第四十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五投影式旋轉(zhuǎn)180°投影式旋轉(zhuǎn)90°同一化合物不同化合物第四十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五透視式手性碳原子置于紙面楔形直線代表伸出紙前虛線表示伸向紙后一般直線表示紙面上第四十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第四十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五常見手性分子氣味(–)-香芹酮荷蘭薄荷油(+)-香芹酮

葛縷子籽油第四十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五天冬氨酸檸檬烯對映異構(gòu)體的氣味和口感往往會有很大差別第四十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五手性藥物布洛芬（異丁苯丙酸）是具有手性的，但通常賣的都是其外消旋體，其中s異構(gòu)體具有鎮(zhèn)痛抗炎作用CH2CH(CH3)2HH3CCOCHO第四十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五Thalidomide鎮(zhèn)靜劑，安眠藥中的一種溫和的鎮(zhèn)靜劑強致畸作用第四十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第四十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五第五十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五構(gòu)型和命名法D,L命名法D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛第五十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五D-(-)-乳酸L-(+)-乳酸第五十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五R,S命名法1.將連接手性碳原子上的基團按優(yōu)先次序排序.2.轉(zhuǎn)動分子使其最?。ㄗ畈粌?yōu)先）的基團處在遠離你的位置.

3.基團由大到小若呈順時針排列，則其構(gòu)型為R.若呈逆時針排列，則其構(gòu)型為S.第五十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五ExampleOrderofdecreasingrank:

4

>

3

>

2

>

112341234第五十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五4321Example4321Orderofdecreasingrank:

4

?

3?

2

順時針R逆時針S第五十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五(S)-2-丁醇COHH3CHCH3CH22-丁醇的對映異構(gòu)CHOCH3HCH2CH3(R)-2-丁醇第五十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五HH3CHH—CH2C=C>—CH2CH2>

—CH3>—H(R)-4-甲基環(huán)己烯第五十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五快速判斷Fischer投影式構(gòu)型的方法1°當(dāng)最小基團位于橫線時，若其余三個基團由大→中→小為順時針方向，則此投影式的構(gòu)型S，反之為R。2°當(dāng)最小基團位于豎線時，若其余三個基團由大→中→小為反時針方向，則此投影式的構(gòu)型R，反之為S。第五十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五(S)-2-溴丁烷(R)-2-溴丁烷(S)-2-溴丁烷(R)-2-溴丁烷第五十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五(R)-(+)-甘油醛(S)-(-)-甘油醛(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸第六十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五9.4具有兩個手性中心的對映異構(gòu)兩個不同手性碳原子2,3-二羥基丁酸

OCH3CHCHCOHHOOH23C-2 R R S SC-3 R S R S第六十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五對映異構(gòu)體: 2R,3R和2S,3S

2R,3S和2S,3R

OCH3CHCHCOHHOOH23C-2 R R S SC-3 R S R S第六十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五HOCO2HCH3HOHHRRCO2HCH3HHHOOHSS對映異構(gòu)體CO2HHCH3HOHHORSCO2HCH3HOHOHHRS對映異構(gòu)體[a]=-9.5°[a]=+9.5°[a]=-17.8°[a]=+17.8°第六十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五HOCO2HCH3HOHHRRCO2HCH3HHHOOHSS對映異構(gòu)體CO2HHCH3HOHHORSCO2HCH3HOHOHHRS對映異構(gòu)體[a]=-9.5°[a]=+9.5°[a]=-17.8°[a]=+17.8°非對映異構(gòu)體第六十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五異構(gòu)體立體異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體非對映異構(gòu)體對映異構(gòu)體第六十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五非對映體不呈物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體叫做非對映體。分子中有兩個以上手性中心時，就有非對映異構(gòu)現(xiàn)象。非對映異構(gòu)體的特征：物理性質(zhì)不同（熔點、沸點、溶解度等）。比旋光度不同。旋光方向可能相同也可能不同。化學(xué)性質(zhì)相似，但反應(yīng)速度有差異第六十六頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五CO2HCH3Fischer投影式 Fischer投影式要求：橫鍵指向紙外，豎鍵指向紙內(nèi)

交叉式構(gòu)象的各鍵指向方向不符合Fischer投影式要求第六十七頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五Fischer投影式 轉(zhuǎn)動分子使分子中各鍵符合Fischer投影式要求第六十八頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五Fischer投影式CO2HCH3OHOHHH第六十九頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五CO2HCH3OHOHHH–9.5°+9.5°CO2HCH3HHHOHO第七十頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五CO2HCH3OHHHHO–17.8°+17.8°CO2HCH3HOHHOH第七十一頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五SSRR環(huán)上的兩個手性中心可重合的鏡像：內(nèi)消旋體反-1-氯-1-溴環(huán)丙烷第七十二頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五SRSR環(huán)上的兩個手性中心可重合的鏡像：內(nèi)消旋體順-1-氯-1-溴環(huán)丙烷第七十三頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五SRSR環(huán)上的兩個手性中心立體異構(gòu)體，非對映異構(gòu)體順-1-氯-1-溴環(huán)丙烷反-1-氯-1-溴環(huán)丙烷第七十四頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五兩個相同手性碳原子‘2,3-丁二醇CH3CHCHCH3HOOH32對映異構(gòu)體: 2R,3R和2S,3S

2R,3SC-2 R R SC-3 R S S第七十五頁，共八十二頁，編輯于2023年，星期五2R,3R