有机化学04-旋光异构精选.ppt

适合标记含有一个手性碳的分子，多个手性碳的用R/S标记 * 顺-2-丁烯与溴加成主要得到外消旋体产物的反应是有立体选择性的反应。凡是一个反应能产生几种非对映异构体的可能而主要只产生一种时称为有立体选择性的反应。 * 第四章 旋光异构 4.1 物质的旋光性 4.2 含手性碳原子化合物的旋光异构 4.3 不含手性碳原子化合物的旋光异构 4.4 烯烃亲电加成反应的立体化学 碳架异构 官能团位置异构 官能团异构 互变异构 构型异构 构象异构 顺反异构 旋光（对映）异构 交叉式构象 重叠式构象 构造异构 同分异构 立体异构 （结构异构） 对映异构 对映异构好比人的左手和右手的关系，互为镜像，不能重合。实物和镜像不能重合的现象也称为手性。具有手性的分子叫手性分子（不能与其镜象重合的分子为手性分子）。 下图两个模型化合物互为实物和镜像, 但它们不能重合。 它们是一对异构体, 互为对映, 称为对映异构体。 对映异构体的性质 (S)-(+)-乳酸 (R)-(-)-乳酸 mp 53oC mp 53oC [?]D = +3.82 [?]D = -3.82 pKa=3.79(25oC) pKa=3.83(25oC) 15 15 一对对映体具有相同的bp，mp，溶解度等，化学性质也基本相同，但对平面偏振光具有不同的旋光性能。一个可使平面偏振光向右旋，称为右旋体；另一个可使平面偏振光向左旋，称为左旋体，二者旋转角度相同。对映异构也叫做旋光异构。 对映异构体的特点 * 结构：镜像与实物的关系。 * 内能：内能相同。 * 物理和化学性质：在非手性环境中相同，在手性环境 中有区别。 * 旋光性：旋光能力相同，旋光方向相反。 实物和镜像不重合是产生对映异构现象的充分必要条件。 §4.1 物质的旋光性 光是一种电磁波，其振动方向与前进方向垂直。 平面偏振光 当光通过Nicol 棱镜(起偏镜)时只有与棱镜晶轴方向平行的光才能通过，透过棱镜的光只能在一个平面上振动。这种只在某一平面上振动的光叫做平面偏振光，简称偏振光。 Nicol 棱镜 一、偏振光和比旋光度 那么，偏振光能否透过第二个Nicol 棱镜 取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过，否则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装入两种不同的物质： 结论： 物质有两类： （1）旋光性物质——能使偏振光振动平面旋转的性质，叫做旋光性； 具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。 （2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质。 比旋光度表示盛液管长度为1分米，被测物浓度为1 g/mL时的旋光度。 旋光性物质使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度，以“?”表示。 旋光度“?”受温度、光源、浓度、管长等因素的影响，常用比旋光度[?]来表示： [ ] l t = c ? a ? 式中： ? 为旋光仪测得试样的旋光度；c为试样的质量浓度，单位 g . mL?1; l 为盛液管的长度，单位 dm ；t为测样时的温度。 ?为旋光仪使用的光源的波长(通常用钠光，以D表示)。 旋光方向：顺时针，右旋，以“+”或“d”表示； 逆时针，左旋，以“-”或“l”表示； 二、分子的手性和对称性 (1) 对称面 假如有一个平面可以把分子分割成两部分，而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就是分子的对称面。 (2) 对称中心 若分子中有一点，通过该点画任何直线，在离此点等距离的两端有相同的原子，则该点称为分子的对称中心。 1、对称因素 结论 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,没有旋光性； 既无对称面也没有对称中心的，是手性分子，具有旋光性。 手性碳原子：和四个不同的原子或基团相连的碳原子， 用“*”标注。 * * * * §4.2 含手性碳原子化合物的旋光异构 一、含一个手性碳原子化合物的旋光异构 以乳酸为例，它含有一个手性碳原子，有手性，具有旋光性，有一对对映体。发酵得到的乳酸是左旋的，肌肉运动产生的乳酸是右旋的。从酸奶中得到的乳酸无旋光性，它是等量的左旋乳酸和右旋乳酸的混合物，叫外消旋体，用(±)或dl表示。 (+)-乳酸 (?)-乳酸 (?)-乳酸 外消旋乳酸 1. 构型的表示法 ? Fischer 投影式