[理學]第四章對映異構-免費閱讀

　　

【正文】 m e s oC O O HO HHC O O HH O HC O O HO HHC O O HO HH? 旋光純、外消旋體和內消旋體性質的比較 偏振光 ( planepolarized light ) —— 普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一個方向傳播的平面光 1. 偏振光、光學活性及旋光度 旋光儀 (polarimeter) —— 物質能使偏振光發生偏轉的性質。 凡通過實驗證明其構型與 D相同的化合物 ， 都叫 D型 ， 在命名時標以“ D”。手性碳原子常用 *標注。 構型異構體 ? ——順反異構 HHHHHHHHM i r r o rHHOCH 3CH 2 ClHOHC lH 2 CH 3 CM i r r o r—— 對映異構與非對映異構（旋光異構） 由于雙鍵不能自由旋轉而引起的順反異構體用 Z, E表示。 第四章 對映異構 主要內容 ? 同分異構體 ? 手性分子和非手性分子、手性碳 ? 對映異構體和非對映異構體 ? 立體結構的表示方法 碳架異構體 位置異構體 官能團異構體 互變異構體 價鍵異構體 構型異構體 構象異構體 幾何異構體 旋光異構體 交叉式構象 重疊式構象 構造異構體 同分異構體（結構異構體） 立體異構體 電子互變異構體 有機化學中的同分異構現象 * 分子式相同 , 結構不同的化合物稱為同分異構體 , 也叫結構異構體 1. 構造異構體 ?—— 由于分子中原子或基團的排列順序或方式不同而產生的同分異構體。確定Z, E的原則是：按順序規則確定與雙鍵碳原子相連二個基團的大小，由大到小用箭頭標出。 CC H2C O O HC H3HO HCC H2C O O HC H3HO H* *(S)3羥基丁酸 (R)3羥基丁酸 手性、手性中心、手性碳原子 FBrClHFBrClH兩者不能重合 ?手性分子和非手性分子、手性碳 手性分子 FC lC lHFClClH兩者可以重合 手性碳 非手性分子 ?對映異構體和非對映異構體 FBrClHFBrClH對映異構體 ——互為鏡像且不互相重合 C H 3H OH HO HC H 3C H 3H OH O HHC H 3C H 3O HHH OHC H 3I I I I I I對映異構體 非對映異構體 ——相互不為鏡像 如何判斷一個分子是否有手性 1. 最直接法 : 畫其對映體，看是否重合 2. 觀察有無手性碳： ? 若分子只含有一個手性碳，即為手性分子 ? 分子含有二個以上手性碳，情況較為復雜 手性碳與立體異構體數目的關系： 若分子有 n 個手性碳， 理論上 有 2n 個立體異構體（ 2n / 2對 對映體。 而構型與 L甘油醛相同的 ， 都叫 L型 ， 在命名時標以 “ L”。 光學活性 ( optical activity ) ? 左旋和右旋 一對對映體對偏振光的作用不同，一個使偏振光向順時針方向偏轉，另一個使偏振光向逆時針方向偏轉， 兩者偏轉數值相同 。一個手性碳的旋光性正好被分子內另一構型相反的手性碳所抵消 內消旋體 (meso pounds) 熔 點 ：比 重 （ 2 0o）水 中 溶 解 度p K1p K2C O O HH O HC O O HO HH1 7 1 1 7 4oC 2 1 0 2 1 2oC 1 4 6 1 4 8oC1 . 7 6 g / c m31 . 7 0 g / c m31 . 6 6 g / c m31 3 9 g / 1 0 0 m l 2 1 g / 1 0 0 m l 1 2 5 g / 1 0 0 m l2 . 9 84 . 3 4 4 . 2 4 4 . 8 22 . 9 6 3 . 2 3C O O HO HHC O O HH O H+ 177。 A: 非手性分子 ——凡具有對稱面 、 對稱中心或交替對稱軸的分子 . B: 手性分子 ——既沒有對稱面 ,又沒有對稱中心 ,也沒有 4重交替對稱軸的分子 ,都不能與其鏡象疊合 ,都是手性分子 . C:對稱軸 的有無對分子是否具有手性沒有決定作用 . ? 在有機化學中 ,絕大多數非手性分子都具有對稱面或對稱中心 ,或者同時還具有 4重對稱軸 . ? 沒有對稱面或對稱中心 ,只有 4重交替對稱軸的非手性分子是個別的 . ? 對稱性與手性的關系: ?手性分子的一般判斷 :只要一個分子既沒有對稱面 ,又 沒有對稱中心 ,就可以初步判斷它是手性分子 . ?凡是手性分子 ,必有互為鏡象的構型 .分子的手性是存在對映體的必要和充分條件 . ? 互為鏡象的兩種構型的異構體叫做 對映體 . ? 一對對映體的構造相同 ,只是立體結構不同 ,這種立體異構就叫 對映異構 .如乳酸是手性分子 ,故有對映體存在 : 乳酸的對映體 (二 ) 對映異構體 三． 化合物的立體結構式 例 1： 2丁醇 三種常用立體結構表達式 C H 3C 2 H 5H OHC H 3CC 2 H 5O HHC H 3C 2 H 5O HH傘形式 Fischer 投影式 十字式 主鏈放在垂直方向上 ,伸向后方 C H 3CC 2 H 5O HH不是立體結構式 上 —— 碳鏈頭端 ,下 —— 碳鏈末端 橫線 —— H及取代基 C H3H OH O HHC H3C H3O HHH OHC H3II IC 3 轉 1 8 0o23C H3H OHH OHC H323C H3O HHC H3H O H23C H3H O HC H3O HH23II IC H3O HHC H3H O H23I32例 2： 2, 3丁二醇 將主鏈轉至同一方向 互為鏡像，不能重合 2, 3丁二醇三種立體異構體的十字表達式 2C H 3H OH HO HC H 3I I I3C H 3O HHC H 3O HH23C H 3H O HC H 3O HH23I IC H 3O HHC H 3H O H23I I I IC H 3O HHC H 3O HH23?立體結構表達式 C H 3C 2 H 5H OHC H 3CC 2 H 5O HHC H 3C 2 H 5O HH傘形式 Fischer 投影式 十字式 C H 3O HHH OHC H 3