5第五章光异构.ppt

第五章 旋光异构 同分异构现象 同分异构现象 目标要求 1、掌握分子的手性与旋光活性、构型表示法、含（或不含）手性碳化合物的旋光异构现象； 2、理解环状化合物的立体异构和旋光异构体的性质， 3、了解不对称合成、立体选择性反应和外消旋体的拆分。 重点：手性与旋光活性、构型表示法、含（或不含）手性碳的化合物的旋光异构现象； 难点：手性的判定与构型表示法。 一、 分子的手性与旋光活性 二、分子的手性和对称性 偏振光(简称: 偏光) 将普通光通过尼科尔(Nicol)棱镜, 则透过棱镜的光线只在一个方向上振动, 这种光线叫做平面偏振光(偏光) 有些物质能使偏光振动平面旋转一定的角度 旋光活性——使偏振光的振动面发生旋转的性质 旋光物质——具有旋光活性的物质。如:2-氯丁烷,乳酸,葡萄糖,氯霉素等 旋光仪—测定液体或溶液的旋光程度的仪器 旋光仪的原理: 旋光度(?) 2、比旋光度 盛液管为1分米长，被测物浓度为1g/ml时的旋光度。 比旋光度：[?]Dt = —— 4、 对映异构体与手性 具有手性的物质其实物与镜像之间互为对映异构体（对映体） 分子具有手性是产生对映异构的必要条件。 对映异构现象的发现与手性 1808 年马露(Malus, E.)首先发现偏光 1811年Arago研究石英的光学性质时发现偏光的旋转, 天然石英有两种晶体, 互为实物和镜象的关系, 或左手和右手的关系(具有手性), 一种使偏光右旋, 另一种使偏光左旋, 但晶体熔化后失去其旋光性。 随后发现某些无机盐如氯酸钾, 溴酸锌等晶体有旋光性, 但溶于水后旋光性消失, 说明其旋光性与其晶体结构有关 1815年起, 拜奥特(Biot, I. B.)观察到某些天然有机物, 如松节油, 樟脑, 乳酸等, 在液态或溶液中也具有旋光性, 说明其旋光性与分子的结构有关 有什么关系？ 1848年巴斯德(Pasteur, L.)在研究酒石酸钠铵的晶体时, 发现其有两种不同的晶体, 外形相似但不能重叠. 他用镊子仔细地将两种晶体分开, 分别溶于水, 发现一种溶液是右旋的, 另一种溶液是左旋的 巴斯德从酒石酸钠铵晶体的外形的不对称, 联想到其分子结构一定也是不对称的, 提出左旋和右旋异构体的分子中, 原子在空间的排列方式是非对称的, 它们彼此互为镜象, 不能重叠 分子的手性与对称性有关 二、分子的手性和对称性 2、对称因素与手性的关系(判断依据) 有对称面或对称中心的分子均可与其镜象重叠，是非手性分子 既无对称中心，又无对称面的分子大都有手性，是手性分子 对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。 对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。 有对称轴但是手性分子 如反-1,2-二氯环丙烷: 3、交替对称轴（旋转反映轴 Sn ） 如果分子中有一条直线, 当分子以之为轴旋转360°/n后，再用一个垂直于该直线的平面进行反映，所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。 判别手性分子的依据（小结） 三、具有一个手性碳原子的对映异构 四、具有两个手性碳原子化合物的对映异构 旋光混合物在物理因素或化学试剂作用下变成两个对映体的平衡混合物, 因而失去旋光性的过程叫做外消旋化 在非手性条件下合成手性化合物时通常得到外消旋体, 将外消旋体分开成旋光体的过程称为外消旋体的拆分 五、一些不含手性碳的手性分子 六、环状化合物的立体异构 六、环状化合物的立体异构 如何判断一个化合物是否是手性分子？ 1、分子中只有1个*C? 一定是手性分子，存在对映体，有旋光性 2、分子中含有2个*C或以上? 不一定有上述特点，整个分子的手性须考虑整个化合物是否存在对称因素 3、有些不含手性碳原子的化合物，由于分子结构中不存在对称因素，也属于手性分子。 七、立体结构式的变换 八、旋光异构在研究反应历程中的应 用举例 九、手性分子的获得 3、外消旋的拆分 注意区分几个概念 旋光异构=对映异构（现象） 旋光异构体=对映异构体+非对映异构体 外消旋体：等量的左旋体和右旋体的混合物 内消旋体：含有手性碳原子的非手性分子（纯净物） 作业: P94 习题 5.5， 5.8， 5.11， 5.12 问题：指出下列化合物的关系 答案； (2R,3R), (2) (2R,3S), (3) (2S,3S)，(4)(2R,3S) (1) 和 (3) 是对映体，(2) 和 (4) 是同一化合物， (1) 和(2) (4) 、 (3)和(2) (4)是非对映体。 疾脚神渔韦捏奏酉欧触益融掸瓮汉换艺曝毋腕乏待柬叁掸惑代又清怪辞孟5第五章光异构5第五章光异构 1、反应中的立体化学 取代反应的立体化学 构型转换 reversion 构型保持 retention (外)消旋