中国地质大学有机A第8章.pptxVIP

Chapter 8立体化学本章重点1，概念: 立体异构， 手性， 旋光性，对映异构体，非对映异构体，差向异构体，内消旋体，外消旋体2，构型表示法（R/S）3，环状化合物的立体异构 立体化学研究有机化合物分子的三度空间结构(立体结构)，及其对化合物的物理性质和化学反应的影响。立体异构体——分子的构造(即分子中原子相互联结的方式和次序)相同,只是立体结构(即分子中原子在空间的排列方式)不同的化合物是立体异构体.碳架异构：位置异构：官能团异构：互变异构：构造异构立体异构（连接方式不同）异构分类C2H6、C4H10构象环己烷的船式,椅式构象构象异构构型异构顺反异构：对映异构：(or光学异构)连接方式相同空间排列不同左右手互为镜象8.1 手性和对映体生活中的对映体——镜象一. 镜象与手性的概念互为镜象左手和右手不能叠合手性:一个物体若与自身镜象不能叠合的性质。手性分子：在立体化学中，不能与镜象叠合的分子。而能叠合的叫非手性分子。COOHCOOHCCHHMeMeOHOH饱和碳原子具有四面体结构。(sp3杂化)例: 乳酸(2-羟基丙酸CH3-CHOH-COOH)的立体结构： 乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样,它们不能相互叠合,但却互为镜象.二、 分子的对称性与手性的关系考察分子的对称性，要考察的对称因素有以下四种：(1) 对称轴(旋转轴) Cn设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360o/n后,(n=正整数),得到的分子与原来的分子相同,这条直线就是n重对称轴.旋转180o n=2有2重对称轴的分子(2-丁烯)(2) 对称面(镜面) σ——设想分子中有一平面,它可以把分子分成互为镜象的两半,这个平面就是对称面.如:有对称面的分子 (氯乙烷)(3) 对称中心 i——设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子出发,向这个点作一直线,再从这个点将直线延长出去,则在与该点前一线段等距离处,可以遇到一个同样的原子,这个点就是对称中心.有对称中心的分子4(4) 交替对称轴(旋转反映轴) Sn设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360o/n后,再用一个与此直线垂直的平面进行反映(即作出镜象),如果得到的镜象与原来的分子完全相同,这条直线就是交替对称轴.(Ⅰ) 旋转90o后得(Ⅱ)， (Ⅱ)作镜象得(Ⅲ)， (Ⅲ)等于(Ⅰ)。该分子为有4重交替对称轴的分子，记为S4.思考题1以下分子中存在哪些对称因素?ClClH绕轴旋转90oHHClClClClClHCl镜面重 合ClClC2; 2σ;无i;S4 ClCl 对称性与手性的关系:A: 非手性分子——凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子.B: 手性分子——既没有对称面,又没有对称中心,也没有交替对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是手性分子.C:对称轴的有无对分子是否具有手性没有决定作用. 在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心,或者同时还具有4重对称轴. 没有对称面或对称中心,只有4重交替对称轴的非手性分子是个别的. 手性分子的一般判断:只要一个分子既没有对称面,又没有对称中心,就可以初步判断它是手性分子.P177-3COOHCHMeOH三、 对映异构体凡是手性分子,必有互为镜象的构型.分子的手性是存在对映体的必要和充分条件. 互为镜象的两种构型的异构体叫做对映体. 一对对映体的构造相同,只是立体结构不同,这种立体异构就叫对映异构.如乳酸是手性分子,故有对映体存在:COOHCHMeOH乳酸的对映体8.2 旋光性和比旋光度一、平面偏振光和物质的旋光性1．平面偏振光光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。 在光前进的方向上放一个尼科尔（ Nicol ）棱镜或人造偏振片，只允许与棱镜晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱镜，而在其它平面上振动的光线则被挡住。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。棱镜2．物质的旋光性 能使平面偏振光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质（也称为光活性物质）。◆旋光的相关概念及旋光性的表示方法: 右旋物质--能使偏正光的振动方向向右旋的物质. 通常用 “d” 或 “+” 表示右旋.左旋物质--能使偏正光的振动方向向左旋的物质. 通常用 “ l ” 或 “-” 表示左旋.旋光度-- 偏正光振动方向的旋转角度.用“?”表示. 在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性;而非手性分子则没有旋光性。 对映体是一对相互对映的手性分子,它们都有旋光性,两者的旋光方向相反,但旋光度(能力)相同。二、旋光仪与比旋光度1. 旋光仪 旋光仪主要部分是由两个尼可尔棱镜（起偏棱镜和检偏棱镜）一个盛液管和一个刻度盘组装而成。 (polarimeter)2 比旋光度◆ 由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向,不仅与物质结