chapter10羥基酸、羰基酸及對映異構(gòu)的概念ppt課件

1、第十章第十章 羥基酸、羰基酸及對映異構(gòu)體的概念羥基酸、羰基酸及對映異構(gòu)體的概念第一節(jié)第一節(jié) 羥基酸羥基酸( )( )( (一一) )羥基酸的命名羥基酸的命名( )( )( (二二) )羥基酸的性質(zhì)羥基酸的性質(zhì)( )( )第二節(jié)第二節(jié) 羰基酸羰基酸( )( )( (一一) )乙酰乙酸乙脂的制法乙酰乙酸乙脂的制法( )( )( (三三) )乙酰乙酸乙脂的性質(zhì)乙酰乙酸乙脂的性質(zhì)( )( )( (四四) )乙酰乙酸乙脂在合成上乙酰乙酸乙脂在合成上的運(yùn)用的運(yùn)用( )( )第三節(jié)對映異構(gòu)的概念第三節(jié)對映異構(gòu)的概念 ( (一一) )物質(zhì)的旋光物質(zhì)的旋光( )( )( (二二) )比旋光度比旋光度( )( )

2、( (三三) )手性分子和對映異構(gòu)手性分子和對映異構(gòu)( )( )( (四四) )具有一個手性中心的對映具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法異構(gòu)構(gòu)型的表示方法( )( )( (五五) )構(gòu)型的標(biāo)志構(gòu)型的標(biāo)志( )( )(二二)酮烯醇互變異構(gòu)酮烯醇互變異構(gòu)( ) 羧酸中烴基上的氫原子被羥基取代而生成的羧酸中烴基上的氫原子被羥基取代而生成的化合物稱為羥基酸。化合物稱為羥基酸。2-2-羥基丙酸羥基丙酸-羥基丙酸羥基丙酸乳酸乳酸3-3-羥基羥基-3-3-羧基戊二酸羧基戊二酸-羥基羥基-羧基戊二酸羧基戊二酸檸檬酸檸檬酸2-2-羥基苯甲酸羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸水揚(yáng)酸水揚(yáng)酸或或或或或或第一節(jié)第

3、一節(jié) 羥基酸羥基酸一羥基酸的命名一羥基酸的命名母體：羧酸母體：羧酸CH3CHCOOHOHCH2COOHCH2COOHCCOOHHOOHCOOH羥基酸的命名羥基酸的命名CH3CH2COOHCH3CHCOOHOH二羥基酸的性質(zhì)二羥基酸的性質(zhì) 具有羥基和羧基的各種反響具有羥基和羧基的各種反響, ,由于兩個官能由于兩個官能團(tuán)相互影響團(tuán)相互影響, ,還具有一些特性還具有一些特性. .1 1酸性酸性3.874.514.86吸電基吸電基PKaOHCH2CH2COOH羥基酸的性質(zhì)羥基酸的性質(zhì)2 2脫水反響脫水反響-羥基酸羥基酸: :兩分子相互酯化兩分子相互酯化, ,生成六元環(huán)的交酯生成六元環(huán)的交酯. .CH3

4、CH3C O CC O COOHOHOCH3CHCO2H2O-羥基丙酸羥基丙酸丙交酯丙交酯CH3CHC OHOHO 羥基酸的性質(zhì)羥基酸的性質(zhì)CH2CH2CH2CH2C OOHOH-羥基酸羥基酸: :分子內(nèi)脫水生成分子內(nèi)脫水生成,-,-不飽和酸。不飽和酸。-和和-羥基酸羥基酸: :生成五元環(huán)和六元環(huán)的內(nèi)酯。生成五元環(huán)和六元環(huán)的內(nèi)酯。-戊內(nèi)酯戊內(nèi)酯-羥基戊酸羥基戊酸OHCH2CHCOOHHH2CCOOHCHOO羥基酸的性質(zhì)羥基酸的性質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 羰基酸羰基酸羰基酸羰基酸: : 分子中含有羰基和羧基的化合物分子中含有羰基和羧基的化合物. .CHCOHOO OCH2COHOCH3COCOHOCH3C

5、OCH2乙醛酸乙醛酸丙醛酸丙醛酸丙酮酸丙酮酸2-2-丁酮酸丁酮酸乙酰甲酸乙酰甲酸2-2-氧代丙酸氧代丙酸乙酰乙酸乙酰乙酸3-3-氧代丁酸氧代丁酸或或或或或或或或CHCOHOO O羰基酸羰基酸CH2COOC2H5CHCOOC2H5HCH3CH3CH3COOC2H5CH2COOC2H5HCH3COOC2H5CH2COOC2H5HCH3COOC2H5CH2COOC2H5H( (一乙酰乙酸乙酯的制法一乙酰乙酸乙酯的制法克萊森克萊森ClaisenClaisen酯縮合反響：酯縮合反響：酯酯 + + 含活潑亞甲基化合物含活潑亞甲基化合物堿性催化劑堿性催化劑縮合產(chǎn)物縮合產(chǎn)物酯、醛、酮、腈等酯、醛、酮、腈等在活

6、潑亞甲基上引進(jìn)?；诨顫妬喖谆弦M(jìn)?；豪篊2H5ONaCH3COCH2OC2H5COC2H5ONaCH3CH2CH3C CHOCOOC2H5乙酰乙酸乙酯的制法乙酰乙酸乙酯的制法二酮烯醇互變異構(gòu)二酮烯醇互變異構(gòu)乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯酮的反響酮的反響烯醇的反響烯醇的反響CH3C CH2COOC2H5OCH3COHCHCOOC2H5酮式酮式 烯醇式烯醇式NaBH4H2N YY=OH, NHPh等HCNCH3C CH2COOC2H5N YCH3C CH2COOC2H5OHCNCH3CCH2COOC2H5OHHPCl5CH3COClCH3CClCHCOOC2H5CH3COCOCH3CHCOOC

7、2H5Br2褪色FeCl3紫色酮烯醇互變異構(gòu)酮烯醇互變異構(gòu)CH3C CHOHCOC2H5O存在互變異構(gòu)的緣由：存在互變異構(gòu)的緣由：亞甲基上的氫活潑容易失去，與氧結(jié)合構(gòu)成烯醇。亞甲基上的氫活潑容易失去，與氧結(jié)合構(gòu)成烯醇。生成的烯醇比較穩(wěn)定是由于：生成的烯醇比較穩(wěn)定是由于：分子內(nèi)氫鍵分子內(nèi)氫鍵: :CCHCOHOOC2H5CH3p-p-共軛電子離域共軛電子離域: :CH3C CH2COOC2H5OCH3COHCHCOOC2H5常溫下含量常溫下含量92.57.5 分別分別 ( (石英容器石英容器) ) 41(267Pa) 33(267Pa)酮烯醇互變異構(gòu)酮烯醇互變異構(gòu)三乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)三乙酰乙酸乙

8、酯的性質(zhì)1 1酮式分解酮式分解2 2酸式分解酸式分解2CH3CONaO+ C2H5OHCH3COCH2COOC2H55%NaOHCH3COCH2COO水水解解NaH+CH3COCH2COOHCH3COCH3CO2OCH3C CH2COOC2H540%NaOH乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)OCH3C CH2COOC2H53 3乙酰乙酸乙酯甲亞基的活性乙酰乙酸乙酯甲亞基的活性分子中的亞甲基分子中的亞甲基影響，比較活潑，與醇鈉等強(qiáng)堿作用，生成乙酰乙酸影響，比較活潑，與醇鈉等強(qiáng)堿作用，生成乙酰乙酸乙酯的鈉鹽乙酯的鈉鹽. .CH3COCHCOOC2H5 Na+負(fù)碳親核試劑負(fù)碳親核試劑負(fù)碳親核試劑負(fù)

9、碳親核試劑CH3COCH2COOC2H5C2H5ONa受兩個羰基的受兩個羰基的CH3COCHCOOC2H5RRX(1 2 )C2H5ONaCH3COCCOOC2H5 Na+RCH3COCCOOC2H5RRRX乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)RRCHCOHOCH3CCH RRO( (四四) )乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用 烷基和二烷基取代的乙酰乙酸乙酯可進(jìn)展酮烷基和二烷基取代的乙酰乙酸乙酯可進(jìn)展酮式分解或酸式分解式分解或酸式分解, ,合成取代乙酸和取代丙酮合成取代乙酸和取代丙酮. .CH3COCCOOC2H5RR5%NaOH,H+CO2 , 40%NaOH,H+酮式分

10、解酸式分解()(乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用CH3CCH2COOC2H5O C2H5ONa CH3CH2CH2BrCH3CCHCOOC2H5CH2CH2CH3O C2H5ONa CH3ICH3CCCOOC2H5OCH3CCCOOC2H5CH3CH2CH2CH3O5%NaOHH+CO2CH3CCHCH2CH2CH3CH3O(1)(1)合成甲基酮：合成甲基酮：例例:合成合成CH3CCHCH2CH2CH3CH3O乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用2 2合成一元酸合成一元酸例例合成合成2-甲基戊酸甲基戊酸CH3CH2CH2CHCOOHCH3CH3CCH2COO

11、C2H5O C2H5ONa CH3CH2CH2Br C2H5ONa CH3ICH3CCCOOC2H5CH3CH2CH2CH3O 40%NaOH,H+CH3CH2CH2CHCOOHCH3乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用乙酰乙酸乙酯在合成上的運(yùn)用第三節(jié)第三節(jié) 對映異構(gòu)的概念對映異構(gòu)的概念異構(gòu)景象異構(gòu)景象構(gòu)構(gòu)造造異異構(gòu)構(gòu)分子中原子成分子中原子成鍵順序不同。鍵順序不同。分子式一樣，分子式一樣，構(gòu)造式不同構(gòu)造式不同碳架異構(gòu)碳架異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)官 能 團(tuán) 異 構(gòu)官 能 團(tuán) 異 構(gòu)互變異構(gòu)互變異構(gòu)立立體體異異構(gòu)構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順反異構(gòu)順反異構(gòu)對映異構(gòu)對映異構(gòu)分子中原子成分子中原子成鍵順序一樣，鍵

12、順序一樣，在空間陳列的在空間陳列的方式不同。方式不同。分子式同，分子式同，構(gòu)造式同，構(gòu)構(gòu)造式同，構(gòu)型式不同型式不同異構(gòu)景象異構(gòu)景象一物質(zhì)的旋光1 1平面偏振光平面偏振光 光是一種電磁波，它振動著前光是一種電磁波，它振動著前進(jìn)，振動方向垂直于前進(jìn)方向。普進(jìn)，振動方向垂直于前進(jìn)方向。普通光在一切能夠的平面上振動。通光在一切能夠的平面上振動。普通光普通光 假設(shè)使單色光經(jīng)過假設(shè)使單色光經(jīng)過Nicol Nicol 棱鏡，棱鏡，只需同棱鏡晶軸平行的平面上振動只需同棱鏡晶軸平行的平面上振動的光線才可以經(jīng)過棱鏡，因此經(jīng)過的光線才可以經(jīng)過棱鏡，因此經(jīng)過這種棱鏡的光線就只在一個平面上這種棱鏡的光線就只在一個平面上

13、振動，這種只在一個平面上振動的振動，這種只在一個平面上振動的光就是平面偏振光。光就是平面偏振光。平面偏振光平面偏振光平面偏振光平面偏振光2 2旋光儀旋光儀旋光儀表示圖旋光儀表示圖 在盛液管中放入旋在盛液管中放入旋 光性物質(zhì)后，偏振光將發(fā)生光性物質(zhì)后，偏振光將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。能使偏振光向右旋轉(zhuǎn)的，稱為右旋化合物，偏轉(zhuǎn)。能使偏振光向右旋轉(zhuǎn)的，稱為右旋化合物，用用(+) (+) 表示；表示； 能使偏振光向左旋轉(zhuǎn)的，稱為左旋化能使偏振光向左旋轉(zhuǎn)的，稱為左旋化合物，用合物，用(-) (-) 表示。表示。旋光儀旋光儀二比旋光度二比旋光度 旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度

14、度, ,用用表示表示. . 物質(zhì)旋光度物質(zhì)旋光度的大小與盛液管的長度、溶的大小與盛液管的長度、溶液的濃度、光源的波長、測定時的溫度、所液的濃度、光源的波長、測定時的溫度、所用的溶劑的有關(guān)用的溶劑的有關(guān). .1 1旋光度旋光度旋光度旋光度 lBt比旋光度公式如下：比旋光度公式如下：: : 測得的旋光度；測得的旋光度；B : B : 質(zhì)量濃度，質(zhì)量濃度，g/mlg/ml； l: l: 盛液管的長度，盛液管的長度，dm;dm; t: t: 測定時的溫度測定時的溫度; ; : : 光源的波長光源的波長. . 通常用比旋光度通常用比旋光度來表示物質(zhì)的旋光屬性。來表示物質(zhì)的旋光屬性。2 2比旋光度比旋光度

15、 在一定條件下在一定條件下, ,某物質(zhì)的旋光性為一常數(shù)某物質(zhì)的旋光性為一常數(shù), ,稱稱為比旋光度為比旋光度. .比旋光度比旋光度( (三手性分子和對映異構(gòu)三手性分子和對映異構(gòu)1 1手性分子手性分子 化合物分子中的一個碳原子與四個不同的原子相化合物分子中的一個碳原子與四個不同的原子相連時，這個化合物在空間有兩種不同陳列，即兩種連時，這個化合物在空間有兩種不同陳列，即兩種構(gòu)型構(gòu)型. .這兩種不同構(gòu)型的化合物相互不能重疊這兩種不同構(gòu)型的化合物相互不能重疊, ,像人像人的兩只手的兩只手. .2-丁醇丁醇CH3CHCHCH3OH手性分子和對映異構(gòu)手性分子和對映異構(gòu)2 2手性碳原子：手性碳原子： 與四個不

16、同的原子或集團(tuán)相連的碳原子為手與四個不同的原子或集團(tuán)相連的碳原子為手性原子，或不對稱碳原子，用性原子，或不對稱碳原子，用C C* *表示。表示。CH3CHCH2CH3OH*CH3CHCHCHCH2CH3*Cl Cl Cl* *手性分子和對映異構(gòu)手性分子和對映異構(gòu)3 3對映異構(gòu)：對映異構(gòu)： 互為鏡象，但不能疊合的兩種不同構(gòu)型的化互為鏡象，但不能疊合的兩種不同構(gòu)型的化合物合物. .物理性質(zhì)物理性質(zhì): : 普通物性一樣普通物性一樣, ,但使偏振光平面旋轉(zhuǎn)方向但使偏振光平面旋轉(zhuǎn)方向不同不同, ,旋光大小數(shù)據(jù)一樣旋光大小數(shù)據(jù)一樣. .化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì): : 普通化性一樣普通化性一樣, ,但與手性試劑反響

17、時但與手性試劑反響時, ,反響反響速率差別大速率差別大, ,有時只與一種異構(gòu)體反響有時只與一種異構(gòu)體反響. .手性分子和對映異構(gòu)手性分子和對映異構(gòu)(4)(4)對映異構(gòu)的判別對映異構(gòu)的判別分子中沒有對稱面，也沒有對稱中心分子中沒有對稱面，也沒有對稱中心. .CH CH2CH3CH3ClCH CH3CH3Cl非手性分子非手性分子手性分子手性分子*手性分子和對映異構(gòu)手性分子和對映異構(gòu)( (四具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表四具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法示方法1 1FischerFischer投影式投影式2-丁醇的球棒模型丁醇的球棒模型四面體式四面體式CH3HOC2H5HCH3HC2H5

18、OH 用平面方式表示具有手性碳原子分子的立用平面方式表示具有手性碳原子分子的立體模型的式子為體模型的式子為FischerFischer投影式。投影式。具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法FischerFischer投影式投影式OHHCH3C2H5HOHCH3C2H5規(guī)定規(guī)定: :手性碳放在平面上，用橫豎線交點(diǎn)表示。手性碳放在平面上，用橫豎線交點(diǎn)表示。橫的表示伸向前方橫的表示伸向前方. .豎的表示伸向后方豎的表示伸向后方. .習(xí)慣上習(xí)慣上: :把含碳原子的基主碳鏈把含碳原子的基主碳鏈) )放在豎鍵的方向放在豎鍵的方向. .編號較小的放在上端編號較小的放

19、在上端. .具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法CC2H5HOH3CHCC2H5OHCH3H2 2透視式透視式具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法五構(gòu)型的標(biāo)志五構(gòu)型的標(biāo)志1 1D,LD,L標(biāo)志法標(biāo)志法確定對映體的相對構(gòu)型確定對映體的相對構(gòu)型. .選選+)-+)-甘油醛為規(guī)范，甘油醛為規(guī)范，指定其構(gòu)型為型：指定其構(gòu)型為型：指定指定-)-)-甘油醛甘油醛的構(gòu)型為型：的構(gòu)型為型：D-(+)D-(+)甘油醛甘油醛D-(-)D-(-)甘油醛甘油醛留意！留意！構(gòu)型構(gòu)型DLDL和旋光方向和旋光方向(+)(-)(+)(-)

20、是兩套不相關(guān)的符號；是兩套不相關(guān)的符號；DLDL表示分子中原子在空間的陳列方式；表示分子中原子在空間的陳列方式；(+)(-)(+)(-)使表示平面偏振光改動的方向使表示平面偏振光改動的方向. .HOCH2OHCHOHOHCH2OHCHOHD,LD,L標(biāo)志法標(biāo)志法 凡可以從凡可以從D-D-甘油醛經(jīng)過化學(xué)反響而得到的化甘油醛經(jīng)過化學(xué)反響而得到的化合物，或可以轉(zhuǎn)變成合物，或可以轉(zhuǎn)變成D-D-甘油醛的化合物，都具甘油醛的化合物，都具有與有與D-D-甘油醛一樣的構(gòu)型，即甘油醛一樣的構(gòu)型，即D D型。與型。與L-L-甘油醛甘油醛的一樣構(gòu)型的化合物那么是的一樣構(gòu)型的化合物那么是L L型。型。局限局限: :只

21、能表示簡單有機(jī)化合物的構(gòu)型只能表示簡單有機(jī)化合物的構(gòu)型. .有時采用不同方法所得到的同一個化合物，有時采用不同方法所得到的同一個化合物，可以是可以是D D型，也可以是型，也可以是L L型型. .人為規(guī)定：人為規(guī)定：D,LD,L標(biāo)志法標(biāo)志法B B然后把陳列次序最小的放在距察看者最遠(yuǎn)然后把陳列次序最小的放在距察看者最遠(yuǎn)的地方，再看其它三個基的陳列位置，假設(shè)由的地方，再看其它三個基的陳列位置，假設(shè)由大到小是順時針陳列的，是大到小是順時針陳列的，是R R型，反時針方向是型，反時針方向是S S型。型。2 2R,SR,S標(biāo)志法標(biāo)志法步驟：步驟：A A首先把與手性碳原子相連的四個原子或首先把與手性碳原子相連的四個原子或基按次序規(guī)那么陳列次序，基按次序規(guī)那么陳列次序，R,SR,S標(biāo)志法標(biāo)志法察看者察看者2-2-丁醇丁醇舉例：舉例：