[理學]第四章對映異構(留存版)

　　

【正文】 HO H* *有 2個組成相同的手性 碳 ,有 3個立體異構體 C O O HH O HC O O HO HHC O O HO HHC O O HH O HC O O HO HHC O O HO HH(R,R)酒石酸 (S,S)酒石酸 (R,S)酒石酸 一對對映體 C O O HH O HC O O HO HHC O O HO HHC O O HH O HC O O HO HHC O O HO HH熔 點 ：比 重 （ 2 0o）水 中 溶 解 度p K1p K21 7 1 1 7 4oC 1 7 1 1 7 4oC 1 4 6 1 4 8oC1 . 7 6 g / c m31 . 7 6 g / c m31 . 6 6 g / c m31 3 9 g / 1 0 0 m l 1 3 9 g / 1 0 0 m l 1 2 5 g / 1 0 0 m l2 . 9 84 . 3 4 4 . 3 4 4 . 8 22 . 9 8 3 . 2 3相同 非對映體之間性質有明顯差別 ?酒石酸立體異構體性質比較 2. 對映體 之間的性質差別： 物理性質：對 偏振光 的作用不同 —— 有旋光性 化學性質：對 手性試劑 的作用不同 ? 手性化合物 對 偏振光 的作用 —— 旋光性 （或稱光學活性） 入射偏振光 石英樣品管 旋光度 , a （裝有旋光性物質） a 透射偏振光 （已偏轉） Opitically active 3. 外消旋體和內消旋體 ? 外消旋體 —— 等量的左旋體和右旋體的混合物 例： （旋光性相互抵消 ——消旋） B r 2h v ,C H 3H B rC 2 H 5C H 3HB rC 2 H 5+C H 3 C H 2 C H 2 C H 35 0 % 5 0 %產物無旋光性 外 消旋體性 (racemic mixture) C H 3 C H C H 2 C H 3B r（ ?） (?)2溴丁烷 ?外消旋體表示方式 例： ? 內消旋體 ——有手性碳，但分子有對稱面 C O O HO HHC O O HO HH(R, S)meso酒石酸 內消旋體表示方法 分子有對稱面，無旋光性。 例：左旋乳酸： D()乳酸 。二個雙鍵碳原子連的基團箭頭方向一致，雙鍵為 Z構型；箭頭方向相反，雙鍵為 E構型。 其中低層次異構形式通常包含有較高層次的異構形式 。 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 3C H 3H O HC H 3O HH2332C H 3H O HC H 3O HH23鍵的方向？ 立體結構式的變換 兩種常用的改變基團位置的方法： ? 交換基團法 ? 旋轉法 問題 1： 如何改變基團的位置而又不改變原有構型？ 問題 2: 如何判斷兩個結構式（如下圖）是否為同一化合物？ C H 3C 2 H 5H OHH 3 CC 2 H 5 O HH1. 交換基團法 ? 手性碳上的兩個基團或原子交換 奇數次 得對映體 , 交換 偶數次 回到原來結構 C H3C2H5H OHC H3C2H5H OH交 換 C H3和 C2H5I 的 對 映 體交 換 C H3和 O HH3CC2H5O HH交 換 1 次 交 換 2 次交 換 3 次 H3CC2H5O HH交 換 H 和 C2H5II I 的 對 映 體2. 旋轉法 ? 分子以手性碳上化學鍵為軸旋轉，所得到的結構 結構不變 ， 仍為原來的分子（因為手性碳的構型未變化） C H3C2H5H OH以 C H 鍵 為 軸旋 轉 6 0oC H3C2H5O HH以 C C H3鍵 為 軸旋 轉 6 0oC H3C2H5H OH以 C O H 鍵 為 軸