4對(duì)映異構(gòu)和非對(duì)映異構(gòu)

1、14 對(duì)映異構(gòu)和非對(duì)映異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)和非對(duì)映異構(gòu)本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)旋光現(xiàn)象與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；旋光現(xiàn)象與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；手性分子的投影表示和手性分子的投影表示和fischer投影式；投影式；手性化合物的種類與性質(zhì)。手性化合物的種類與性質(zhì)。2 分子構(gòu)型產(chǎn)生于碳原子及其它原子的原子軌分子構(gòu)型產(chǎn)生于碳原子及其它原子的原子軌道空間分布，形成的分子隨之產(chǎn)生相對(duì)于一道空間分布，形成的分子隨之產(chǎn)生相對(duì)于一個(gè)參照的空間特征分布；個(gè)參照的空間特征分布； 構(gòu)造相同的有機(jī)物分子會(huì)有不同的構(gòu)型或構(gòu)構(gòu)造相同的有機(jī)物分子會(huì)有不同的構(gòu)型或構(gòu)象；如果因這些不同而產(chǎn)生有機(jī)物性質(zhì)不同，象；如果因這些不同而產(chǎn)生有機(jī)物性質(zhì)不同，即產(chǎn)生異構(gòu)

2、現(xiàn)象：構(gòu)型異構(gòu)及構(gòu)象異構(gòu)；即產(chǎn)生異構(gòu)現(xiàn)象：構(gòu)型異構(gòu)及構(gòu)象異構(gòu)； 構(gòu)型異構(gòu)包括幾何異構(gòu)和旋光異構(gòu)。構(gòu)型異構(gòu)包括幾何異構(gòu)和旋光異構(gòu)。34.1 和和 4.2 一、旋光現(xiàn)象一、旋光現(xiàn)象 旋光性質(zhì)：能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的旋光性質(zhì)：能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)；性質(zhì)； 旋光性物質(zhì)：具有旋光性質(zhì)的物質(zhì)；旋光性物質(zhì)：具有旋光性質(zhì)的物質(zhì)； 旋光度：旋光能力的度量；旋光度：旋光能力的度量； 比旋光度：比旋光度是在一定測(cè)量條件下，單位比旋光度：比旋光度是在一定測(cè)量條件下，單位濃度的旋光性物質(zhì)在單位光程下的旋光度，濃度的旋光性物質(zhì)在單位光程下的旋光度，用用 表示。表示。lct41235二、分子的手性

3、與分子結(jié)構(gòu)二、分子的手性與分子結(jié)構(gòu) 1，手性與旋光性，手性與旋光性 手性物質(zhì)：一個(gè)物質(zhì)的實(shí)體與其鏡象若不能重疊，手性物質(zhì)：一個(gè)物質(zhì)的實(shí)體與其鏡象若不能重疊，稱其有手性；稱其有手性； 有手性的分子稱為手性分子，手性分子組成的手有手性的分子稱為手性分子，手性分子組成的手性化合物有旋光性；性化合物有旋光性； 分子有手性是由于分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱（分子沒(méi)有對(duì)分子有手性是由于分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱（分子沒(méi)有對(duì)稱面、對(duì)稱中心等對(duì)稱因素）；稱面、對(duì)稱中心等對(duì)稱因素）； 連有四個(gè)不同原子和原子團(tuán)的碳原子是手性碳原連有四個(gè)不同原子和原子團(tuán)的碳原子是手性碳原子；子；678ch3coohhho ohhooch3chch3hhoc

4、oohch3ohhcoohch3hhocoohch3ohhcooh9 2，對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象和對(duì)映異構(gòu)體，對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象和對(duì)映異構(gòu)體 手性分子與其鏡象不能重疊，是兩個(gè)不同的化合手性分子與其鏡象不能重疊，是兩個(gè)不同的化合物，這兩個(gè)化合物是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體；物，這兩個(gè)化合物是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體； 對(duì)映異構(gòu)體之間構(gòu)造相同，僅是分子中原子或原對(duì)映異構(gòu)體之間構(gòu)造相同，僅是分子中原子或原子團(tuán)在空間的伸展方向不同；子團(tuán)在空間的伸展方向不同； 10 對(duì)映異構(gòu)體之間在熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率等物理對(duì)映異構(gòu)體之間在熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率等物理性質(zhì)和多數(shù)化學(xué)性質(zhì)上沒(méi)有差別；但在生物學(xué)性質(zhì)和多數(shù)化學(xué)性質(zhì)上沒(méi)有差別；但在生物學(xué)上意義重大；上意

5、義重大； 對(duì)映異構(gòu)體具有不同的旋光性質(zhì)，其一使偏振對(duì)映異構(gòu)體具有不同的旋光性質(zhì)，其一使偏振光左旋（光左旋（ - - ），另一使偏振光右旋（），另一使偏振光右旋（ + ），兩），兩者的比旋光度絕對(duì)值相同；者的比旋光度絕對(duì)值相同； 等量的對(duì)映異構(gòu)體混合物旋光性質(zhì)抵消，混合等量的對(duì)映異構(gòu)體混合物旋光性質(zhì)抵消，混合物沒(méi)有旋光性，稱為外消旋混合物（化合物？）物沒(méi)有旋光性，稱為外消旋混合物（化合物？） 外消旋表示為（外消旋表示為（） ；11 3，手性碳原子與含一個(gè)手性碳原子的分子手性碳原子與含一個(gè)手性碳原子的分子 只含有一個(gè)手性碳原子的分子是不對(duì)稱分只含有一個(gè)手性碳原子的分子是不對(duì)稱分子，此分子有手性；子

6、，此分子有手性； 手性碳原子的手性碳原子的 絕對(duì)構(gòu)型與絕對(duì)構(gòu)型與r/s 標(biāo)記法：標(biāo)記法： 將手性碳原子上的四個(gè)原子和原子團(tuán)按取代基將手性碳原子上的四個(gè)原子和原子團(tuán)按取代基次序規(guī)則排序；次序規(guī)則排序； 將最小的一個(gè)遠(yuǎn)離觀察者，看其它的三個(gè)按大將最小的一個(gè)遠(yuǎn)離觀察者，看其它的三個(gè)按大小排列的旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針排列者為小排列的旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針排列者為r構(gòu)型，構(gòu)型，逆時(shí)針者為逆時(shí)針者為s構(gòu)型；構(gòu)型；1213 已知絕對(duì)構(gòu)型的手性分子的已知絕對(duì)構(gòu)型的手性分子的fischer投影式投影式 以不對(duì)稱碳原子為中心，將最長(zhǎng)的碳鏈投影在以不對(duì)稱碳原子為中心，將最長(zhǎng)的碳鏈投影在豎直方向，并使編號(hào)最小的碳原子寫(xiě)在上面；豎

7、直方向，并使編號(hào)最小的碳原子寫(xiě)在上面； 投影時(shí)投影時(shí)必須必須遵循將分子中豎直分布的價(jià)鍵指遵循將分子中豎直分布的價(jià)鍵指向后方，水平分布的價(jià)鍵指向前方；向后方，水平分布的價(jià)鍵指向前方； 按構(gòu)型在水平方向?qū)懗隽韮蓚€(gè)基團(tuán)；按構(gòu)型在水平方向?qū)懗隽韮蓚€(gè)基團(tuán)；14h3cohhcooh(s)-乳酸h3chohcooh(r)-乳酸coohhohch3coohhohch3coohhohch3coohhohch315 根據(jù)根據(jù)fischer投影式判斷構(gòu)型投影式判斷構(gòu)型 依照次序規(guī)則區(qū)分出四個(gè)基團(tuán)的大小順序；依照次序規(guī)則區(qū)分出四個(gè)基團(tuán)的大小順序； 看最小基團(tuán)的指向：若指向后方，其它三看最小基團(tuán)的指向：若指向后方，其它

8、三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針?lè)较蚺帕袝r(shí)為個(gè)基團(tuán)順時(shí)針?lè)较蚺帕袝r(shí)為r構(gòu)型，反時(shí)構(gòu)型，反時(shí)針?lè)较驗(yàn)獒樂(lè)较驗(yàn)閟構(gòu)型；構(gòu)型； 若指向前方，其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針?lè)较蚺湃糁赶蚯胺?，其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針?lè)较蚺帕袝r(shí)為列時(shí)為s 構(gòu)型，反時(shí)針?lè)较驗(yàn)闃?gòu)型，反時(shí)針?lè)较驗(yàn)閞構(gòu)型；構(gòu)型；16最小的甲基連接在水平鍵上，最小的甲基連接在水平鍵上，朝前，其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針排朝前，其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針排列，因此是列，因此是s構(gòu)型；構(gòu)型；(s)-3-甲基甲基-3-氯氯-1-戊烯戊烯cchclch2ch3ch3ch2(1)(2)(3)(4)最小的甲基連接在豎直鍵上，最小的甲基連接在豎直鍵上，朝后，其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針排朝后，其它三個(gè)基團(tuán)順時(shí)針排列，因此是

9、列，因此是r構(gòu)型；構(gòu)型；(r)-2-氯氯- 2-溴丁烷溴丁烷ch3brch2ch3cl(4)(3)(2)(1)17 表示旋光特征時(shí)，左旋乳酸標(biāo)記為表示旋光特征時(shí)，左旋乳酸標(biāo)記為()-乳酸乳酸（如蔗糖發(fā)酵得到的乳酸），右旋乳酸標(biāo)記為（如蔗糖發(fā)酵得到的乳酸），右旋乳酸標(biāo)記為(+)-乳酸（如從動(dòng)物肌肉中提取的乳酸）；乳酸（如從動(dòng)物肌肉中提取的乳酸）； 此旋光特征標(biāo)記與構(gòu)型標(biāo)記不是一回事，此旋光特征標(biāo)記與構(gòu)型標(biāo)記不是一回事，沒(méi)有任何可供比較的意義；沒(méi)有任何可供比較的意義；184，含兩個(gè)手性碳原子的化合物，含兩個(gè)手性碳原子的化合物 含兩個(gè)含兩個(gè)不相同不相同手性碳原子的分子具有手性，有兩手性碳原子的分子具

10、有手性，有兩對(duì)對(duì)映異構(gòu)體對(duì)對(duì)映異構(gòu)體； 四個(gè)化合物互為異構(gòu)體，且為兩對(duì)對(duì)映異構(gòu)體；四個(gè)化合物互為異構(gòu)體，且為兩對(duì)對(duì)映異構(gòu)體； 不是對(duì)映體的化合物稱為非對(duì)映異構(gòu)體；不是對(duì)映體的化合物稱為非對(duì)映異構(gòu)體；coohhohhohch2ohcoohhohhohch2oh2s,3s2r,3r coohhohhohch2ohch2ohcoohhohhohch2oh2r,3s2s,3r19 含兩個(gè)相同手性碳原子的分子，不能構(gòu)成兩對(duì)對(duì)含兩個(gè)相同手性碳原子的分子，不能構(gòu)成兩對(duì)對(duì)映異構(gòu)體映異構(gòu)體： i和和ii是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體，是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體，iii和和iv是同一個(gè)化合物是同一個(gè)化合物； iii或或iv分子中有對(duì)稱面

11、，不是手性分子，稱為內(nèi)消旋分子中有對(duì)稱面，不是手性分子，稱為內(nèi)消旋體，記為體，記為meso或或()； i和和iii、iv， ii和和iii、iv互為非對(duì)映異構(gòu)體；互為非對(duì)映異構(gòu)體；coohhohhohcoohcoohhohhohcoohcoohhohhohcoohcoohhohhohcooh2s,3s2r,3riiiiiiiv2r,3s20cccabab5，不含手性碳原子的旋光性分子，不含手性碳原子的旋光性分子丙二烯類化合物丙二烯類化合物 ：丙二烯三個(gè)雙鍵碳原子中間的一個(gè)是：丙二烯三個(gè)雙鍵碳原子中間的一個(gè)是sp雜化，結(jié)構(gòu)中兩個(gè)雙鍵平面互相垂直，當(dāng)兩端的雙鍵雜化，結(jié)構(gòu)中兩個(gè)雙鍵平面互相垂直，當(dāng)兩

12、端的雙鍵碳原子都連接不同基團(tuán)時(shí)分子不對(duì)稱，從而具有旋光性；碳原子都連接不同基團(tuán)時(shí)分子不對(duì)稱，從而具有旋光性；盡管分子中沒(méi)有手性碳原子；盡管分子中沒(méi)有手性碳原子； 21聯(lián)苯類化合物：聯(lián)苯類化合物： 聯(lián)苯分子中兩個(gè)苯環(huán)的聯(lián)苯分子中兩個(gè)苯環(huán)的2、6位上有不同位上有不同取代基時(shí)，兩個(gè)苯環(huán)不能處于同一個(gè)平面上，分子不對(duì)稱，取代基時(shí)，兩個(gè)苯環(huán)不能處于同一個(gè)平面上，分子不對(duì)稱， 從而具有旋光性；盡管分子中也沒(méi)有手性碳原子從而具有旋光性；盡管分子中也沒(méi)有手性碳原子； baa b22三、旋光異構(gòu)體的性質(zhì)三、旋光異構(gòu)體的性質(zhì) 內(nèi)消旋體沒(méi)有旋光性；內(nèi)消旋體沒(méi)有旋光性； 一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體的等量混合物也沒(méi)有旋光性，一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體的等量混合物也沒(méi)有旋光性，稱為外消旋化；稱為外消旋化； 非對(duì)映異構(gòu)體之間在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)個(gè)方非對(duì)映異構(gòu)體之間在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)個(gè)方面都有很大的差別，而對(duì)映異構(gòu)體之間僅在手面都有很大的差別，而對(duì)映異構(gòu)體之間僅在手性性質(zhì)方面有差別性性質(zhì)方面有差別: 如旋光性、生物酶活性等；如旋光性、生物酶活性等； 對(duì)映異構(gòu)體混合物常用的分離方法是拆分：用對(duì)映異構(gòu)體混合物常用的分離方法是拆分：用另一種旋光性化合物與對(duì)映體化合物反映生成另一種旋光性化合物與對(duì)映體化合物反映生成兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體，這是較容易分離的混合物；兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體，這是較容易分離的混合