3有机化合物的构造、构型和构象.pptVIP

第3章 有机化合物的构造、构型和 构象 分子的结构(structure)是指分子中各原子间是如何相互结合的，即包括分子中原子相互连接的顺序和方式，又指分子中各原子和基团在空间的相对位子即几何形象。 描述分子的结构通常分为三个层次：构造(constitution)、构型(configuration)和构象(conformation)。 构造是分子中原子相互连接的顺序和方式。 构造异构是指分子式相同，分子中原子相互连接的顺序和方式不同。 碳链异构或叫骨架异构：是有机化合物中最普遍的异构现象： 此一类异构最普遍异构体之间数目巨大但物理性质和化学性质十分接近，一般分离很困难。 官能团位置异构应该说在各种异构现象中以出现的频率排座次它应居第二位，仅次于骨架异构。 此一类异构与骨架 异构比较类似，异 构体数目较多，异 构体化学性质和物 理性质相近，分离 较为困难，但比骨 架异构分离要稍容 易些。 官能团异构可以将其排列为第三。如相同碳数醇与醚、醛和酮、酸和酯等： 此一类异构由于是官能团的差别，所以就导致异构体之间化学和物理性质差别较大，分离十分容易。 实际上你可以将这种异构看作是一种官能团位置移动到一个极点时发生特殊现象，比如醇可以看作是氧原子移动到一端的结果，醛是羰基移动到一端等。 互变异构是一种动态异构，两种异构体通过官能团的改变，使两个异构体迅速地相互转化构成处于动态平衡的混合物，称为互变异构。这两个异构体称为互变异构体。一般出现在溶液中是个平衡，不能分离出来，但仪器可以检测出来。如： 关于构造异构： 前三种异构的突出特征有：①异构体没有数目限制，碳数越多，异构体数目就越多。②异构体之间物理和化学性质相近但有差异，分离困难。③ 异构体之间难以通过简单的化学或物理方法相互转变。所以，一般没有专门的章节去叙述它们。但要注意有些异构体并不能明确分出它们属于哪一种异构，有时候是几种异构体的混合。如：环己烷和己烯，他们既可以说是官能团异构也可以说是碳链异构。 互变异构是一种平衡，属于一种客观存在，在具体化合物的化学和物理性质方面没有区别。就两种异构体。不能分离，可以检测出。 有机化合物的构型异构 构型(configuration)是指分子中各原子和基团在空间的相对位置是分子结构体现的一种表观 现象，即分子的几何形象。 能否知道一个有机分子的构型？ 对于一个已知分子，可以根据分子中各原子的成键方式进行判断； 对于一个未知分子，可以如X射线衍射等物理手段进行测量。 为什么要研究有机分子的构型？ 分子的几何形象对于分子的化学及物理性质的影响是非常惊人的 碳原子本身，可以彼此结合形成不同的同素异形体，如无定型碳、石墨、金刚石和近来发现的足球烯，由于具有不同的几何形象，因此具有完全不同的性质，外观分别为黑色粉末至块状、暗灰色片状、无色透明和黄色的晶体。 分子几何形象的细微差别对自然界及生命现象都起着难以估计的影响。绝大多数的生命及生理化学过程，是受分子几何形象控制的，因此它不仅是有机化学而且是许多其它相关科学的研究对象。 什么是有机分子的构型异构？ 构型异构是指具有相同构造的分子， 由于构型不同产生的异构。 顺反异构产生条件 （1）分子中存在不能自由旋转的π键或环平面； （2）双键两个碳原子上必须是不同的原子或基团 （3）环上必须有两个或两个以上带有不同取代基或原子的碳。 顺反异构体的标记方法 （1）顺反标记法 （2）Z/E标记法 一对顺反 异构体是两个不同的化合物，在物理性质和化学性质上均有差异 二、对映异构 d- 异构体 有强兴奋作用 l- 异构体 抗兴奋作用 D-(-) 有杀菌作用 L-(+) 无药效 Z-R（有生理活性） 如何判断一个有机分子是否具有手性？ 分子的手性和分子的对称性相关， 一般来说，如果一个分子结构中即没有对称 面又没有对称中心，则该分子具有手性。 目前通过X射线衍射已可确定。 3）对称轴 只含旋转轴对称因素的分子是非对称分子。手性分子。 旋光异构体的性质 在相同的非手性条件下，旋光异构体的物理性质与化学性 质相同。 名称 熔点/oC [?]25(20%水） 溶解度 pka1 pka2 (+)-酒石酸 170 +12o 139 2.93 4.23 (-)-酒石酸 170 - 12o