有机化学-第六章旋光异构.pptx

第六章旋光异构;;一、物质的旋光性;2．旋光度和比旋光度;一种物质的旋光度大小除与其分子结构有关外，还与测定时的条件有关。通常与通过溶液的长度、测定时所用的溶剂、测定时溶液的温度等条件有关。为了便于比较各种物质的旋光度大小，特规定了一个基准——比旋光度。规定：在20℃温度下，以钠光为光源，则每毫升（ml）含1克（g）旋光性物质的溶液通过1分米（dm）长的盛液管时测出的旋光度称为该物质的比旋光度，用[?]?t表示。;对于一种物质来讲，其比旋光度是个定值。由比旋光度的定义可以看出，物质的旋光度与其浓度成正比。因此，我们可通过测定物质的旋光度来计算溶液的浓度；也可用已知浓度的化合物溶液通过测定其旋光度，计算其比旋光度，作为物质定性鉴定的依据。;一、手性与手性分子

为什么有些物质能使偏振光的振动方向发生旋转，而有些物质不能使偏光旋转呢？显然这些物质在结构上必然有差异，那么究竟具有什么样结构的物质才能使偏光的振动方向发生旋转呢？在了解这个问题之前，我们首先讨论手性（Chirality）的概念。

1848年，法国科学家巴斯德（Louispasteur）为了获得酒石酸盐结晶方面的数据，在重复前人的实验时，发现了一种有趣的现象：有旋光性的酒石酸是由两种结构极为相似的两种晶型混合而成，它们的结构非常相似，也不能完全重叠，就好像人的左右手一样，外表非常相似，但不能完全重叠。他用放大镜和镊子细心地将这两种晶体分离，分别溶于水后测其旋光度，发现它们均具有旋光度，如果将它们混合后，则旋光度为零。

经过对这两种晶体分析，他发现它们之间的关系就好像人的左右手一样，一种结构是另一种结构的镜像。即它们互为实物与镜像关系。;在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子,而能叠合的叫非手性分子.;巴斯德：法国化学家和微生物学家。1822年12月27日生于多勒,1895年9月28日卒于巴黎附近的圣克卢。1840年在贝桑松皇家学院毕业，1847年因结晶学方面的研究而获博士学位。1849～1854年任斯特拉斯堡大学化学教授。1854～1857年，任里尔大学化学教授和理学院院长。1857年回巴黎??任高等师范大学地质学、化学和物理学教授。1867～1889年，在索邦大学任化学教授。1889～1895年任巴斯德研究所所长。1862年当选为法国科学院院士，1888年当选为法兰西学院院士。1869年成为英国皇家学会会员。他在牛奶消毒（巴氏消毒法）及食品保存方面作出的贡献永远造福人类。;二、手性与对称因素的关系

;有对称面;2、对称中心与分子的手性

如果能够在分子中找到一个点，该分子中任何一个原子或原子团与该点连线延长线上等距离的地方有相同的原子或原子团，该点就是这个分子的对称点（又叫对称中心，Centerofsymmetry）。具有对称中心的分子没有手性也无旋光性。;3、对称轴设想分子中有一条直线，当分子以此直线旋转360°/n后得到的分子与原来的相同，这条直线就是n重对称轴。;在绝大多数情况下，分子有无手性往往与分子中是否含有手性碳原子有关。所谓手性碳原子，是指饱和碳原子上连有四个不同的原子或原子团，常用“＊”号予以标注。例如：;;2.外消旋体（Racemate）

一对对映体的等量混合物称为外消旋体。外消旋体没有旋光性是由于互为实物与镜象关系的异构体使偏振光的旋转角度相等，但方向相反而抵消，因此对外不显示旋光性，通常用dl或±表示。

许多由生物体内或人工合成的物质大多为外消旋体。而具有生理功能或作为合成原料的只能是左旋体或右旋体，因此在使用前需将外消旋体进行折分。

二、旋光异构体构型的表示方法

旋光异构体在结构上的差别在于原子或原子团在空间的排列方式不同，因此用平面方式难以表达其空间结构。通常表示其空间结构的方法有两种：透视式和投影式。;1、透视式表示法

透视式的表示方法是将手性碳原子放在纸平面上，以实楔形线表示伸向纸平面上方的化学键，用虚线表示伸向纸平面下方的化学键，用实线表示在纸平面上的化学键。则乳酸分子的透视式为：;2、费歇尔（Fischer）投影式表示法

为了解决复杂分子构型书写问题，1891年E.Fischer提出了以他姓氏为名称的投影结构式书写方法。这种投影式是按照碳的四面体结构，按规定的原则将分子结构投影到平面上，用所得到的平面投影式来表示分子的立体结构。其书写规则为：

（1）横线与竖线的交点代表手性碳原子。

（2）横前竖后：与手性碳原子相连的两个横键伸向前方，两个竖键伸向后方。

（3）将碳链竖起来，把氧化态较高的碳原子或命名时编号最小的碳原子放在最上端。

则乳酸的一对对映体可表示为：;以费歇尔投影式表示的异构体有以下几个特点：

⑴将一个投影式沿平面旋转1