環(huán)烴及立體化學有機化學

環(huán)烴及立體化學有機化學課件第1頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月學習要求1、掌握脂環(huán)烴的命名、順反異構現(xiàn)象；2、掌握環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的結構和主要化學性質，并了解碳環(huán)的大小與其穩(wěn)定性的關系；3、掌握環(huán)己烷的構象，椅式、船式和扭船式、a鍵和e鍵，了解它們的能量關系。4、掌握一元、二元取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構象式和理解十氫化萘的構象。5、掌握下列概念或術語：張力環(huán)和無張力環(huán)、船式和椅式構象、直立鍵和平伏鍵、稠環(huán)烴、橋環(huán)烴、螺環(huán)烴。重點與難點

本章重點和難點是環(huán)烷烴的結構、環(huán)己烷及一元取代環(huán)己烷的構象、二取代環(huán)己烷和稠環(huán)烴的構象。第2頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月脂環(huán)烴的分類、命名和異構現(xiàn)象脂環(huán)烴的分類環(huán)的大?。盒…h(huán)（３～４元）；普通環(huán)（５～７元）；中環(huán)（（８～１２元）和大環(huán)（十二碳以上）。第3頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月脂環(huán)烴的命名1、根據(jù)分之中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烷。2、把取代基的名稱寫在環(huán)烷烴的前面。3、取代基位次按“最低系列”原則列出，基團順序按“次序規(guī)則”小的優(yōu)先列出。例如：環(huán)烷烴的命名第4頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)烯烴的命名

1、根據(jù)分子中成環(huán)碳原子數(shù)目，稱為環(huán)某烯。2、以雙鍵的位次和取代基的位置最小為原則。例如：第5頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月橋環(huán)烴（二環(huán)、三環(huán)等）分之中含有兩個或多個碳環(huán)的多環(huán)化合物中，其中兩個環(huán)共用兩個或多個碳原子的化合物稱為橋環(huán)化合物。編號原則：從橋的一端開始，沿最長橋編致橋的另一端，再沿次長橋致始橋頭，最短的橋最后編號?；衔锩麨?，7-二甲基二環(huán)[2，2，1]庚烷第6頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月命名：根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷，在環(huán)字后面的方括號中標出除橋頭碳原子外的橋碳原子數(shù)（大的數(shù)目排前，小的排后），（如圖）。其它同環(huán)烷烴的命名。第7頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月螺環(huán)烴兩個環(huán)共用一個碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。編號原則：從較小環(huán)中與螺原子相鄰的一個碳原子開始，途經(jīng)小環(huán)到螺原子，再沿大環(huán)致所有環(huán)碳原子。命名：根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為環(huán)某烷，在方括號中標出各碳環(huán)中除螺碳原子以外的碳原子數(shù)目（小的數(shù)目排，大的排后），其它同烷烴的命名第9頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月異構現(xiàn)象

脂環(huán)烴的異構有構造異構和順反異構。如C5H10的環(huán)烴的異構有：

第11頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月脂環(huán)烴的性質物理性質：環(huán)烷烴的熔點、沸點和密度都比相應的烷烴高一些，但仍比水輕?；瘜W性質：普通環(huán)的化學性質

普通脂環(huán)烴具有開鏈烴的通性

環(huán)烷烴主要是起自由基取代反應，難被氧化。

第12頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)烯烴具有烯烴的通性

第13頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月小環(huán)烷烴的特性反應

1、加成反應1）加氫第14頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2）加鹵素第15頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3）加HX,H2SO4

第16頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、氧化反應環(huán)丙烷對氧化劑穩(wěn)定，不被高猛酸鉀、臭氧等氧化劑氧化。例如：故可用高猛酸鉀溶液來區(qū)別烯烴與環(huán)丙烷衍生物。環(huán)烴性質小結：（１）

小環(huán)烷烴（3，4元環(huán)）易加成，難氧化，似烷似烯。普通環(huán)以上難加成，難氧化，似烷。（２）

環(huán)烯烴、共軛二烯烴，各自具有其相應烯烴的通性。第17頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)烷烴的環(huán)張力和穩(wěn)定性環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性

燃燒熱(△Hc)測定數(shù)據(jù)表明：烷烴分子每增加一個—CH2—，其燃燒熱數(shù)值的增加基本上是一個定值——658.6kJ·mol-1。

環(huán)烷烴可以看作是數(shù)量不等的—CH2—單元連接起來的化合物。但不同環(huán)烷烴中的單元—CH2—的燃燒熱卻因環(huán)的大小有著明顯的差異

第18頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月一些環(huán)烷烴的燃燒熱*小環(huán)(C3～C4)；普通環(huán)(C5～C7)；中環(huán)(C8～C11)；大環(huán)(≥C12)。

第19頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月熱力學數(shù)據(jù)表明：

單元CH2的燃燒熱↑，環(huán)的穩(wěn)定性↓。故：

為什么小環(huán)化合物不穩(wěn)定？第20頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1、Baeyer理論——張力學說（1885年提出）：

角張力(拜爾張力)：與正常鍵角偏差而引起的張力。環(huán)烷烴的結構第21頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月五元以上的環(huán)會不會因環(huán)數(shù)增大而不穩(wěn)定？比較單位CH2燃燒熱(H)kJ/mol環(huán)張力：比烷烴CH2高出的能量。第22頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、現(xiàn)代結構理論一、環(huán)丙烷的結構現(xiàn)代物理方法測定，環(huán)丙烷分子中：鍵角C-C-C=105.5°;H-C-H=114°。所以環(huán)丙烷分子中碳原子之間的sp3雜化軌道是以彎曲鍵（香蕉鍵）相互交蓋的。第23頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月由此可見：(1)鍵的重疊程度小，穩(wěn)定性小。(2)電子云分布在兩核連線的外側，增加了試劑進攻的可能性，故具有不飽和烯烴的性質。另外環(huán)丙烷分子中還存在著另一種張力——扭轉張力（由于環(huán)中三個碳位于同一平面，相鄰的C-H鍵互相處于重疊式構象，有旋轉成交叉式的趨向，這樣的張力稱為扭轉張力）。第24頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月二、環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的構象

1．環(huán)丁烷的構象與環(huán)丙烷相似，環(huán)丁烷分子中存在著張力，但比環(huán)丙烷的小，因在環(huán)丁烷分子中四個碳原子不在同一平面上，見右圖：根據(jù)結晶學和光譜學的證明，環(huán)丁烷是以折疊狀構象存在的，這種非平面型結構可以減少C-H的重疊，使扭轉張力減小。環(huán)丁烷分子中C-C-C鍵角為111.5°，角張力也比環(huán)丙烷的小，所以環(huán)丁烷比環(huán)丙烷要穩(wěn)定些?？倧埩δ転?08KJ/mol。第25頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、環(huán)戊烷的構象

環(huán)戊烷分子中，C-C-C夾角為108°，接近sp3雜化軌道間夾角109.5°，環(huán)張力甚微，是比較穩(wěn)定的環(huán)。但若環(huán)為平面結構，則其C-H鍵都相互重疊，會有較大的扭轉張力，所以，環(huán)戊烷是以折疊式構象存在的，為非平面結構，見右圖，其中有四個碳原子在同一平面，另外一個碳原子在這個平面之外，成信封式構象。這種構象的張力很小，總張力能25KJ/mol，扭轉張力在2.5KJ/mol以下，因此，環(huán)戊烷的化學性質穩(wěn)定。第26頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三、環(huán)己烷的構象在環(huán)己烷分子中，六個碳原子不在同一平面內(nèi)，碳碳鍵之間的夾角可以保持109.5°因此環(huán)很穩(wěn)定。1．兩種極限構象——椅式和船式穩(wěn)定性：椅式構象環(huán)己烷>船式構象環(huán)己烷第27頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月椅式構象穩(wěn)定的原因：

不存在：非鍵連作用；扭轉張力；角張力。第28頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月船式構象不穩(wěn)定的原因：存在：非鍵連作用；扭轉張力；第29頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2．平伏鍵（e鍵）與直立鍵（a鍵）在椅式構象中C-H鍵分為兩類。第一類六個C-H鍵與分子的對稱軸平行，叫做直立鍵或a鍵（其中三個向環(huán)平面上方伸展，另外三個相反，向環(huán)平面下方伸展）；第二類六個C-H鍵與直立鍵形成接近109.5°的夾角，平伏著相環(huán)外伸展，叫做平伏鍵或e鍵。如下圖：第30頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月在室溫時，環(huán)己烷的椅式構象可通過C-C鍵的轉動（而不經(jīng)過碳碳鍵的斷裂），由一種椅式構象變?yōu)榱硪环N椅式構象，在互相轉變中，原來的a鍵變成了e鍵，而原來的e鍵變成了a鍵。但上、下關系沒變。當六個碳原子上連的都是氫時，兩種構象是同一構象。連有不同基團時，則構象不同。3、環(huán)己烷的椅式構象的翻轉第31頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三上三下；三左三右。a鍵變e鍵，e鍵變a鍵，上下關系不變第32頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3．取代環(huán)己烷的構象1）一元取代環(huán)己烷的構象

一元取代環(huán)己烷中，取代基可占據(jù)a鍵，也可占據(jù)e鍵，但占據(jù)e鍵的構象更穩(wěn)定。例如：第33頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月原因：a鍵取代基結構中的非鍵原子間斥力比e鍵取代基的大（因非鍵原子間的距離小于正常原子鍵的距離所致）。從下圖中原子在空間的距離數(shù)據(jù)可清楚看出。取代基越大e鍵型構象為主的趨勢越明顯。第34頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）、1，2-二取代最穩(wěn)定的構象是e鍵上取代基最多的構象2）二元取代環(huán)己烷的構象第35頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）、1，3-二取代其他

二元、三元等取代環(huán)己烷的穩(wěn)定構象，可用上述同樣方法得知。

第36頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月小結：1°環(huán)己烷有兩種極限構象（椅式和船式），椅式為優(yōu)勢構象2°一元取代基主要以e鍵和環(huán)相連。3°多元取代環(huán)己烷最穩(wěn)定的構象是e鍵上取代基最多的構象。4°環(huán)上有不同取代基時，大的取代基在e鍵上構象最穩(wěn)定。第37頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月[討論]1.指出下列構象異構體中哪一個是優(yōu)勢構象。第38頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月稠環(huán)環(huán)烷烴——十氫化萘

第39頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月反-十氫萘順-十氫萘第40頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月萜類和甾類化合物萜類和甾族化合物是廣泛存在于植物、昆蟲及微生物等生物體中的一大類有機化合物。在生物體內(nèi)有著重要的生理作用。萜類和甾族化合物雖是兩類不同的化合物，但有著生源合成方面的密切關系，因而放在一起進行討論。

第41頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1、萜的涵義和異戊二烯規(guī)律分子中含C10以上，且組成為5的倍數(shù)的烴類化合物稱為萜類。因分子中含有雙鍵，所以，萜類化合物又稱為萜烯類化合物。萜類化合物是廣泛存在于植物和動物體內(nèi)的天然有機化合物。如從植物中提取的香精油——薄荷油、松節(jié)油等，植物及動物體中的某些色素——胡籮卜素、蝦紅素等等。研究發(fā)現(xiàn)，萜類分子在結構上的共同點是分子中的碳原子數(shù)都是5的整倍數(shù)。例如：

一、萜類化合物第42頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干個異戊二烯單位主要以頭尾相接而成的。這種結構特點叫做萜類化合物的異戊二烯規(guī)律。異戊二烯規(guī)則是從對大量萜類分子構造的測定中歸納出來的，所以能反過來測定萜類的分子構造。第44頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、萜的分類萜類化合物中異戊二烯單位可相連成鏈狀化合物，也可連成環(huán)狀化合物。1．分類根據(jù)組成分子的異戊二烯單位的數(shù)目可將萜分成以下幾類：1）單萜：含有兩個異戊二烯單位。它包含開鏈單萜，單環(huán)萜，二環(huán)單萜三種。2）倍半萜：含有三個異戊二烯單位的萜。3）雙萜：含有四個異戊二烯單位的萜。4）三萜：含有六個異戊二烯單位的萜。5）四萜：含有八個異戊二烯單位的萜。這些萜類和單萜一樣，也有開鏈和成環(huán)之分。

第45頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第47頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月倍半萜是有三個異戊二烯單位連接而構成的，它也有鏈狀和環(huán)狀的。如金合歡醇、山道年等均屬于倍半萜。第48頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月雙萜是由四個異戊二烯單位連接而成的一類萜化合物，廣泛分布與動植物體內(nèi)。第49頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三萜是由六個異戊二烯單位連接而成的化合物，如角鯊烯。

第50頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月四萜是由八個異戊二烯單位連接而構成的，在自然界廣泛存在。第51頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月二、甾族化合物1．基本結構甾類化合物分子中，都含有一個叫甾核的四環(huán)碳骨架，環(huán)上一般帶有三個側鏈其通式為：R1、R2一般為甲基，稱為角甲基，R3為其它含有不同碳原子數(shù)的取代基。甾是個象形字，是根據(jù)這個結構而來的，“田”表示四個環(huán)，“

”表示為三個側鏈。許多甾體化合物除這三個側鏈外，甾核上還有雙鍵、羥基和其他取代基。第52頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月四個環(huán)用A、B、C、D編號，碳原子也按固定順序用阿拉伯數(shù)字編號。如下圖：第53頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、甾族化合物的分類和命名1）．命名甾族化合物的命名相當復雜，通常用與其來源或生理作用有關的俗名。2）．分類根據(jù)甾族化合物的存在和化學結構可分為：甾醇、膽汁酸、甾族激素、甾族生物堿等。人體中膽固醇含量過高是有害的，它可以引起膽結石、動脈硬化等癥。由于膽甾醇與脂肪酸都是醋源物質，食物中的油脂過多時會提高血液中的膽甾醇含量，因而食油量不能過多。第54頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月膽甾醇在酶催化下氧化成7-脫氫膽甾醇。7-脫氫膽甾醇存在于皮膚組織中，在日光照射下發(fā)生化學反應，轉變?yōu)榫S生素D3：維生素D3是從小腸中吸收Ca2+離子過程中的關鍵化合物。體內(nèi)維生素D3的濃度太低，會引起Ca2+離子缺乏，不足以維持骨骼的正常生成而產(chǎn)生軟骨病。第55頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第56頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月立體化學學習要求手性和對映體含一個手性碳原子化合物的對映異構

含有多個手性碳原子化合物的立體異構

構型的表示法、構型的確定和構型的標記環(huán)狀化合物的立體異構不含手性碳原子化合物的對映異構外消旋體的拆分

學習內(nèi)容:概述旋光性和比旋光度含有其他手性碳原子化合物的對映異構旋光異構體的性質第57頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月學習要求：1．

掌握立體異構、光學異構、對稱因素（主要指對稱面、對稱中心）、手性碳原子、手性分子、對映體、非對映體、外消旋體、內(nèi)消旋體等基本概念。2．

掌握書寫費歇爾投影式的方法。3．

掌握構型的D、L和R、S標記法。4．

掌握判斷分子手性的方法。5．

初步掌握親電加成反應的立體化學。第58頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月異構現(xiàn)象是有機化學中存在著的極為普遍的現(xiàn)象。其異構現(xiàn)象可歸納如下：

構造異構立體異構碳鏈異構官能團異構位置異構互變異構構型異構構象異構順反異構對映非對映異構同分異構單鍵旋轉異構叔胺翻轉異構第59頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月立體異構構造相同,分子中原子或基團在空間的排列方式不同。第60頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月同分異構是多層次性構造異構、構型異構和構象異構是不同層次上的異構。其中構造異構屬較低層次的異構形式，其次為構型異構，而構象異構是較高層次的異構形式。其中低層次異構形式通常包含有較高層次的異構形式。對映異構是指分子式、構造式相同，構型不同，互呈鏡像對映關系的立體異構現(xiàn)象。第61頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么要研究對映異構呢？因：1．天然有機化合物大多有旋光現(xiàn)象。2．物質的旋光性與藥物的療效有關（如左旋維生素C可治 抗壞血病，而右旋的不行）。3．用于研究有機反應機理。第62頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1848年Pasteur（巴斯德

法國化學家）在顯微鏡下用鑷子將外消旋酒石酸拆分成右旋和左旋酒石酸。

二者的關系：互為鏡象（實物與鏡象關系，或者說左、右手關系）。二者無論如何也不能完全重疊。實物與鏡象不能重疊的分子，稱為手性分子。手性和對映體手性(Chirality)：實物與其鏡影不能重疊的現(xiàn)象。一、手性第63頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月物質分子能否與其鏡象完全重疊（是否有手性），可從分子中有無對稱因素來判斷。

第64頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月二、對稱因素：

1.對稱軸Cn

以設想直線為軸旋轉360。/n，得到與原分子相同的分子，該直線稱為n重對稱軸（又稱n階對稱軸）。

三重對稱軸(C3)動畫演示六重對稱軸(C6)動畫演示二重對稱軸動畫演示第65頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2.對稱面s

——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）彼此可以重疊，則該平面是對稱面。第66頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3.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。第67頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月4.交替對稱軸（旋轉反映軸）Sn

交替對稱軸動畫演示Sn=Cn+σ（垂直于Cn）1956年首次合成了一個有四重更迭軸的分子分子繞設想直線為軸，旋轉360。/n后，再用一個與此直線垂直的平面進行反映（即以此平面為鏡面，作出鏡象），如果得到的鏡象與原分子完全相同，該直線稱為n重交替對稱軸（稱Sn）。第68頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月結論：

A.有對稱面、對稱中心、四重交替對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。

至于對稱軸并不能作為分子是否具有手性的判據(jù)。

B.大多數(shù)非手性分子都有對稱軸或對稱中心，只有交替對稱軸而無對稱面或對稱中心的化合物是少數(shù)。

∴既無對稱面也沒有對稱中心的，一般可判定為是手性分子。分子的手性是對映體存在的必要和充分條件。

如果分子中不存在對稱面、對稱中心和四重更迭對稱軸，則這個分子具有手性第69頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗事實：同為乳酸，為什么會具有不同的光學性質呢？三、對映體第70頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月對映體：分子的構造相同，但構型不同，形成實物與鏡象的兩種分子，稱為對映異構體（簡稱：對映體）。

成對存在，旋光能力相同，但旋光方向相反。對映異構動畫演示對映異構體之間的物理性質和化學性質基本相同，只是對平面偏振光的旋轉方向（旋光性能）不同。在手性環(huán)境條件下，對映體會表現(xiàn)出某些不同的性質，如反應速度有差異，生理作用的不同等。第71頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月光是一種電磁波，光波的振動方向與光的前進方向垂直。旋光性與比旋光度一、旋光性普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一個方向傳播的平面光叫偏振光。1.偏振光(plane-polarizedlight)第72頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2.旋光性：也稱光學活性(opticalactivity)

——物質能使偏振光發(fā)生偏轉的性質。結論：物質有兩類：（1）旋光性物質——能使偏振光振動面旋轉的性質，叫做旋光性；具有旋光性的物質，叫做旋光性物質。（2）非旋光性物質——不具有旋光性的物質，叫做非旋光性物質。第73頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3.右旋和左旋(dextrorotatoryandlevorotatory)

——使偏振光振動平面向右旋轉稱右旋，“+”或“d”——使偏振光振動平面向左旋轉稱左旋，“-”或“l(fā)”4.旋光度（observedrotation)——旋光活性物質使偏振光振動平面旋轉的角度，用“a”表示。它不僅是由物質的旋光性（與物質的結構有關）決定的，也與測定的條件有關。旋光度大小的影響因素：1、溫度2、波長3、溶劑的性質4、旋光管的長度5、旋光管中物質濃度第74頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月旋光儀(polarimeter)第75頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月5.比旋光度（specificrotation)為了便于比較，就要使其成為一個常量，故用比旋光度[α]來表示：——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)。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。

T第76頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月例：從粥樣硬化動脈中分離出來的膽甾醇0.5g溶解于20ml氯仿，并放入1dm的測量管中，測得旋光度-0.76o。求其比旋光度。

如何確定一個活性物質是+60o的右旋體還是-300o的左旋體？第77頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月含一個手性碳原子化合物的對映異構手性碳原子的概念：連有四個各不相同基團的碳原子稱為手性碳原子（或手性中心）用C*表示。含有一個手性碳原子的化合物一定是手性分子。它有兩種不同的構型，是互為實物與鏡象關系的立體異構體，稱為對映異構體（簡稱為對映體）。一、對映體

第78頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月二、外消旋體等量的左旋體和右旋體的混合物稱為外消旋體，一般用（±或dl）來表示。無旋光性。外消旋體與對映體的比較（以乳酸為例）：

旋光性

物理性質

化學性質

生理作用

外消旋體

不旋光mp18℃

基本相同

各自發(fā)揮其左右

對映體

旋光mp53℃基本相同

旋體的生理功能對映體——互為物體與鏡象關系的立體異構體。

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。外消旋體可分離成左旋體與右旋體。第79頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月一、對映體構型的表示方法

對映體的構型可用立體結構（楔形式和透視式）和費歇爾（E·Fischer）投影式表示，1、立體結構式

構型的表示法、構型的確定和構型的標記第80頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2.Fischer投影式：

1)投影原則：1°橫、豎兩條直線的交叉點代表手性碳原子，位于紙平面。2°橫線表示與C*相連的兩個鍵指向紙平面的前面，豎線表示指向紙平面的后面。3°將含有碳原子的基團寫在豎線上，編號最小的碳原子寫在豎線上端。第81頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2）使用費歇爾投影式應注意的問題：

a基團的位置關系是“橫前豎后”

b不能離開紙平面翻轉180°；也不能在紙平面上旋轉90°或270°與原構型相比。C將投影式在紙平面上旋轉180°，仍為原構型。3）判斷不同投影式是否同一構型的方法：（1）、將投影式在紙平面上旋轉180°，仍為原構型。第82頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）、任意固定一個基團不動，依次順時針或反時針調換另三個基團的位置，不會改變原構型。第83頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）、對調任意兩個基團的位置，對調偶數(shù)次構型不變，對調奇數(shù)次則為原構型的對映體。例如：第84頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3、構型的多種表示方法的相互轉變請將該化合物表示為鋸架式和Fischer投影式第85頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

絕對構型——一種手征性的化合物的實際的三維結構絕對構型的測定——X-射線單晶衍射(1950年）——化學關聯(lián)法

相對構型——相對于另外的化合物的構型的一種化合物的結構二、構型的確定絕對構型與相對構型D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛第86頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三、構型標記法：

1.D/L標記法D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛**D、L與“+、-”沒有必然的聯(lián)系第87頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2.R/S標記法1970年國際上根據(jù)IUPAC的建議，構型的命名采用R、S法，這種命名法根據(jù)化合物的實際構型或投影式就可命名。R、S命名規(guī)則：1．

按次序規(guī)則將手性碳原子上的四個基團排序。2．

把排序最小的基團放在離觀察者眼睛最遠的位置，觀察其余三個基團由大→中→小的順序，若是順時針方向，則其構型為R（R是拉丁文Rectus的字頭，是右的意思），若是反時針方向，則構型為S（Sinister,左的意思）。R型動畫演示（+）和（-）并不對應于（R）和（S）第88頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月A.三維結構：

第89頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月B.Fischer投影式：

結論：當最小基團處于橫鍵位置時，其余三個基團從大到小的順序若為逆時針，其構型為R；反之，構型為S。第90頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

結論：當最小基團處于豎鍵位置時，其余三個基團從大到小的順序若為順時針，其構型為R；反之，構型為S。

第91頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第92頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月含兩個以上C*化合物的構型或投影式，也用同樣方法對每一個C*進行R、S標記，然后注明各標記的是哪一個手性碳原子。第93頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

含兩個手性碳原子化合物的對映異構

一、.含兩個不同手性碳原子化合物的對映異構

結論：

異構體數(shù)目——2n=22=4（n：手性碳原子數(shù)目）

對映體數(shù)目——

2n–1=2（2–1）=2（對）

氯代蘋果酸第94頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

對映關系：

Ⅰ與Ⅱ；Ⅲ與Ⅳ

非對映關系：Ⅰ與Ⅲ、Ⅰ與Ⅳ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅱ與Ⅳ

非對映體：不呈物體與鏡象關系的立體異構體叫做非對映體。分子中有兩個以上手性中心時，就有非對映異構現(xiàn)象。第95頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月非對映異構體的特征：1°物理性質不同（熔點、沸點、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°化學性質相似，但反應速度有差異。

第96頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月二.含兩個相同手性碳原子化合物的對映異構

結論：異構體數(shù)目

旋光異構體的數(shù)目=2n-1n為偶數(shù)：內(nèi)消旋體的數(shù)目=2n/2-1立體異構體總數(shù)=2n–1+2n/2–1第97頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)消旋體(meso)：分子內(nèi)部形成對映兩半的化合物。(有平面對稱因數(shù))。具有兩個手性中心的內(nèi)消旋結構一定是（RS）構型。內(nèi)消旋體無旋光性(兩個相同取代、構型相反的手性碳原子，處于同一分子中，旋光性抵消)。

內(nèi)消旋體不能分離成光活性化合物。

RS立體異構體總數(shù)=2n–1

n為奇數(shù)：

內(nèi)消旋體的數(shù)目=2(n–1)/2第98頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月外消旋體與內(nèi)消旋體：

外消旋體：是混合物，可拆分出一對對映體。內(nèi)消旋體：是化合物，不能拆分。外消旋體與內(nèi)消旋體的共同之處是：二者均無旋光性，但本質不同。

第99頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月指出下列(A)與(B)、(A)與(C)的關系(即對映體或非對映體關系)。思考題第100頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三.含三個不同手性碳原子化合物的對映異構

八個旋光異構體、組成四對對映體。C-2差向異構體差向異構體：含多個手性碳的兩個光活異構體，僅有一個手性碳原子的構型相反，其余的手性碳構型相同，這兩個光活異構體稱為差向異構體。C-2差向異構：由C-2引起的差向異構。（C-2構型相反）第101頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3-C——非手性碳3-C——假手性碳第102頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第103頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月外消旋體的拆分1.化學分離法2.生物分離法消旋化的動態(tài)拆分基本原則：提供手性環(huán)境和條件，使對映異構體表現(xiàn)出不同的性質從而得以拆分第104頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3.晶種法4.色譜分離法1）柱色譜法2）配位競爭法3）紙色譜法4）氣相色譜法第105頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1.奇數(shù)環(huán)的情況—I-IV四個化合物中各有兩個手性碳—當A、B相同時，I和II為內(nèi)消旋體—當A、B不同時，I和II為對映異構體—對于III和IV，則無論A、B是否相同，III和IV均為一對對映異構體環(huán)狀化合物的對映異構第106頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月例：三元環(huán)

1.A、A型二取代：有三個異構體。2.A、B型二取代：有22=4個異構體，兩對對映體。

第107頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2.偶數(shù)環(huán)的情況思考：A=B和A≠B兩種情況有何不同？第108頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月第109頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月例、四元環(huán)

第110頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月即：含手性軸及手性面化合物的對映異構一、含手性軸的化合物不含手性碳原子化合物的對映異構丙二烯型動畫演示1.丙二烯型化合物

中心碳原子兩個鍵平面正交,兩端碳原子上四個基團，兩兩處于互為垂直的平面上。第111頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月當A≠B，分子有手性。類似物：無有第112頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2.聯(lián)苯型化合物苯環(huán)間碳碳鍵旋轉受阻，產(chǎn)生位阻構象異構。當同一環(huán)上鄰位有不對稱取代時（取代基或原子體積較大）,整個分子無對稱面、無對稱中心,分子有手性。聯(lián)苯型動畫演示第113頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月某些原子或基團的半徑如下：當一個苯環(huán)對稱取代時（即鄰位兩個取代基相同時），分子無手性。第114頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月螺旋型