6-立体化学[精].ppt

* 第六章 立 体 化 学 一、异构体的分类 二、手性和对称性 1. 分子的手性 对映异构 对映体 手性：一个物体与自身的镜象不能叠合的性质，叫手性。 手性分子：不能与自身镜象叠合的分子，叫手性分子。 手性碳原子：与四个互不相同的原子或原子团相连的碳原子，叫做手性碳原子。 也叫做不对称碳原子。通常可以在化合物的结构式中用星号（*） 标出手性碳原子。(C*) 对映异构体：凡一个碳原子和四个不同的原子或基团相连接的化合物，都可以 有两种构型。这两种构型不同的化合物不能重合，但互为镜像， 称为对映体。 2. 对称因素 手性分子的基本条件：分子不具备对称性。 判断一个化合物是否有手性，可根据对称因素来判断。 对称因素的种类： （1）对称轴；（2）对称面；（3）对称中心；（4）交替对称轴。 对称面 (又称镜面)： 设想分子中有—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。 ： 有机化学中常见的对称因素： 对称中心： 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 。 判断分子有没有手性的条件是：该分子没有对称面，也没有对称中心 三、 手性分子的性质：光学活性 手性分子具有旋光性，非手性分子则不具备旋光性 对映体的熔点、沸点、折光率、溶解度（一般溶剂）及光谱图等物理 性质完全相同，并且在与非手性试剂作用时的化学性质也完全相同 对映体在物理性质上的不同，只表现在对偏振光的作用不同，能使偏 振光的振动方向发生旋转 1. 旋光性 能旋转偏振光振动方向的性质叫做旋光性。具有旋光性的物质叫做旋光性 物质或光活性物质 能使偏振光的振动方向向右旋转的物质叫做右旋物质（右旋体）；向左旋 转的物质叫做左旋物质（左旋体）。通常用 “十”表示右旋；“一”表示左旋， 等量的左旋体和右旋体相混合，他们各自对偏振光的影响就相互抵消，因 而对偏振光也就没有影响了，这种等量对映体的混合物称为外销旋体，常用 “±”表示 2. 旋光仪和比旋光度 旋光性物质的旋光度和旋光方向可用旋光仪进行测定。 旋光仪主要由一个光源、两个尼科尔棱镜和一个盛测试样品的盛液管组成 由旋光仪测定的旋光度，不仅取决于物质结构，而且与测定条件有关。如 偏振光的波长、被测定液的浓度、温度等。 通常把溶液浓度规定为g/ml，盛液管长度为，1dm，并把这种条件下测得 的旋光度叫比旋光度。比旋光度一般用[α]表示 在任意条件下测定旋光度，则须用下式换算成比旋光度。 四、具有一个手性中心的对映异构 分子的构型 1. 对映体和外消旋体的性质 凡含有一个手性碳原子的化合物，都有一对对映体。在非手性环境中， 对映体的性质是相同的，但在手性环境中，它们的性质是不同的。 外消旋体是等量右旋体和左旋体混合而成，外消旋体与右旋体或左旋体 的旋光性不同的，外消旋体无旋光性。另外，它们的物理性质也不一样。 2. 构型的表示方法 常用的方法有：模型、透视式和Fischer 投影式 (1) 模型和四面体式 (2) 透视式 (3) Fischer 投影式 两个竖立的键代表模型中向纸面背后伸过去的键，两个横在两边的键则 表示模型中向纸的前方伸出的键 Fischer 投影式可以在纸面上旋转180° Fischer 投影式在纸面上旋转 90°270° 是不允许的 Fischer 投影式不能离开纸面旋转 3. 构型的标记法 D—L命名法是以甘油醛的构型为对照标准来进行命名的。右旋甘油醛 的构型被定为D型，左旋甘油醛的构型被定为L型。 (1) D—L命名法 凡通过实验证明其构型与D—甘油醛相同的化合物，都叫做D型的，命名 时标以“D”；而构型与L—甘油醛相同的，部叫做L型的，命名的标以“L”。 “D”和“L”只表示构型，不表示旋光方向 D—L标记法应用已久，也较为方便。但对含多个手性碳原子的化合物， 用D—L标记法不能适用 (2) R—S 标记法 R-S命名法是根据手性碳原子所连四个基团在空间的排列来命名的。 要点如下： 1）次序规则 次序规则主要包括以下内容: a. 将各基团与C*原子直接相连的原子按