對映異構ok課件

第四章立體化學基礎第一節(jié)手性分子和對映體第二節(jié)費歇爾投影式第三節(jié)旋光性第四節(jié)構型標記法第五節(jié)外消旋體第六節(jié)非對映體和內消旋化合物

第七節(jié)無手性碳原子的對映體1構造異構立體異構(分子中原子間的排列順序、結合方式)(構造相同，原子在空間排布方式不同)順反異構對映異構構象異構同分異構

對映異構又叫光學異構或旋光異構。它是一類與物質的旋光性質有關的立體異構。2人民衛(wèi)生電子音像出版社第一節(jié)手性分子和對映體一、手性

觀察自己的雙手,左手與右手有什么聯系和區(qū)別？3鄧健制作呂以仙審校左右手互為鏡像與實物關系(稱為對映關系)，彼此又不能重合的現象稱為手性。

問題：腳,耳朵,鼻子,螺絲釘是否具有手性？5鄧健制作呂以仙審校二、手性分子和對映體

任何物體都有它的鏡像，一個有機分子也會有它的鏡像。若實物與其鏡像能夠完全重合，則實物與鏡像所代表的兩個分子為同一個分子。所有基團都重合丙酸分子沒有手性6人民衛(wèi)生電子音像出版社但有些分子如乳酸,兩個互為實物與鏡像關系的分子不能重合。乳酸與其鏡像不能重合不能與其鏡像重合的分子稱為手性分子(chiralmolecule)。它們是彼此成鏡像關系，又不能重合的一對立體異構體，互稱為對映異構體(enantiomer)。鏡像的不重合性是產生對映異構現象的充分必要條件。7鄧健制作呂以仙審校乳酸*一個手性碳原子所連的4個不同原子或基團位于四面體的四個頂角，在空間具有2種不同的排列方式(也稱兩種構型),它們彼此構成一對對映體。有一個手性碳的化合物必定是手性化合物，只有一對對映體。9鄧健制作呂以仙審校D-(-)-氯霉素有殺菌作用L-(+)-氯霉素無藥效兩個對映異構體的理化性質一般相同。旋光性不同。生理活性不同，如左旋氯霉素抗菌，對映體無效。10人民衛(wèi)生電子音像出版社問題：下列化合物哪些含手性碳原子？4.5.1.CH2Cl22.CHCl33.CH3CHClCH2CH36.7.8.11鄧健制作呂以仙審校存在對稱面的分子13鄧健制作呂以仙審校五、判斷對映體的方法1.最直接的方法是建造一個分子及其鏡像的模型。如果兩者能重合，說明分子無手性，沒有對映異構現象；如果兩者不能重合，則為手性分子，有對映異構現象，存在對映體。

2.考察分子有無對稱面。如果分子有對稱面，則該分子與其鏡像就能重合，沒有對映異構現象。

3.大多數情況下，可根據分子中是否存在手性碳原子(或手性中心)來判斷分子是否有手性。14人民衛(wèi)生電子音像出版社問題：下列化合物是否存在對映異構體？15鄧健制作呂以仙審校立體結構式17鄧健制作呂以仙審校

1、投影方法：劃上一個十字線，交點代表手性碳，豎鍵向后，橫鍵向前。（1）通常把主鏈豎立，編號最小碳放在上端；（2）手性碳用十字交叉點來代表；（3）手性碳橫向鍵所連的原子（團），伸向紙面前方；（4）手性碳豎向鍵所連的原子（團），伸向紙面后方。費歇爾投影式2、寫Fischer投影式的要點：

√一般將主碳鏈放在豎直線上，把命名時編號最小的碳原子放在上端(主鏈下行)。按此方式得到的投影式為最嚴格的Fischer投影式。19人民衛(wèi)生電子音像出版社課堂練習：試寫出Fischer投影式。同一個異構體可以用幾種不同的方法表示其立體結構。如：2R,3S-2,3,4-三羥基丁醛：Fischer投影式立體結構式鋸架式Newman投影式每一種表示立體結構的方法，都各有千秋。22人民衛(wèi)生電子音像出版社將其表示為鋸架式和Fischer投影式，并標出構型。

構型的多種表示方法的相互轉變(2S,3R)-3-氯-2-戊醇在紙平面內旋轉180，構型不變Fischer式的平移或紙平面內旋轉180,其構型不變。上頁下頁首頁25人民衛(wèi)生電子音像出版社Fischer投影式離開紙面翻轉,構型改變！

上頁下頁首頁26鄧健制作呂以仙審校29人民衛(wèi)生電子音像出版社第三節(jié)旋光性一、偏振光和旋光性只在一個平面上振動的光稱為平面偏振光(plane-polarizedlight)，簡稱偏振光。偏振光的振動平面習慣稱為偏振面?；衔锬苁蛊窆獾钠衩嫘D的性能稱為旋光性(opticalactivity)。手性化合物都具有旋光性。

30鄧健制作呂以仙審校盛液體或溶液的管子31人民衛(wèi)生電子音像出版社二、旋光度與比旋光度1、旋光度：旋光性物質使偏振光振動平面旋轉的角度，用表示。（一）旋光度2、影響因素：受物質本身特性、濃度、測定管長度、溫度、光波長、溶劑等影響。32鄧健制作呂以仙審校（二）比旋光度(specificrotation)

為了使一個化合物的旋光度成為特征物理常數，通常用1dm長的旋光管，待測物質的濃度為1g/ml，用波長為589nm的鈉光(D線)條件下，所測得的旋光度，稱為比旋光度。t:測定時的溫度(C)D:鈉光D-線波長589nm:實驗觀察的旋光值(°)l:旋光管的長度(dm)C:溶液濃度(g/ml),(純液體用密度g/cm3)一對對映體的比旋光度大小相等，方向相反。33人民衛(wèi)生電子音像出版社例題：將膽固醇樣品260mg溶于5ml氯仿中,然后將其裝滿5厘米長的旋光管,在室溫（20℃）通過偏振的鈉光測得旋光度為-2.5°,計算膽固醇的比旋光度。答：膽固醇的比旋光度為－96°(氯仿)。==－96°文獻中通常用如下格式報導一個旋光性化合物的比旋光度值：[α]D20=+98.3o(c0.05,CH3OH)34鄧健制作呂以仙審校第四節(jié)R/S構型標記法構型是指一個特定立體異構分子中的原子或基團在空間的排列方式。對映異構體的構型一般指手性中心所連的四個不同原子或原子團在空間排列的順序。35人民衛(wèi)生電子音像出版社R/S構型標記法分為兩步：(1)按次序規(guī)則確定與手性碳相連的四個原子或基團的優(yōu)先次序（或稱為“大小”次序）例如氯溴碘甲烷：I>Br>Cl>H

36鄧健制作呂以仙審校(2)將手性碳上的4個原子或基團中優(yōu)先次序最小的一個置于遠離視線的方向,然后觀察朝向自己的其余3個基團的優(yōu)先次序。順時針方向排列為R構型；反時針方向排列為S構型。RSR-氯溴碘甲烷S-氯溴碘甲烷37人民衛(wèi)生電子音像出版社要點:次序規(guī)則排次序，方向盤上定構型。R-2-丁醇S-2-丁醇38鄧健制作呂以仙審校C.遇到雙鍵或叁鍵時,則當作兩個或三個單鍵看待。(重鍵化單)看作看作看作轉動使H遠離視線S構型S-2-丁醇R/S構型命名法舉例:2S,3R-2,3-二羥基丁醛SR42人民衛(wèi)生電子音像出版社課堂練習：根據Fischer投影式命名。R-(-)-乳酸S-(+)-乳酸S-2,3-二氯丙醇R-2,3-二氯丙醇最小基團在橫鍵上,紙面走向與實際走向相反；最小基團在豎鍵上,紙面走向與實際走向相同。2#1#3#2#1#3#43鄧健制作呂以仙審校第五節(jié)外消旋體一對對映體的等量混合物稱為外消旋體(racemicmixture或racemate)。通常用(±)或dl表示。外消旋體是混合物。

一對對映體具有相同的熔點、沸點、密度、pKa,兩者的比旋光度大小相等，方向相反。外消旋體的物理性質與單一對映體有些不同，它不具有旋光性，熔點、密度和溶解度等常有差異。但沸點與純對映體相同。44鄧健制作呂以仙審校第六節(jié)非對映體和內消旋化合物一、非對映體含有n個不相同手性碳原子的化合物,其光學異構體的數目是2n個！如2,3-二氯丁醛有4個光學異構體。(a)(b)(c)(d)2S,3R2R,3S2S,3S2R,3R45人民衛(wèi)生電子音像出版社(a)(b)(c)(d)(a)和(c)是彼此不成鏡像關系的光學異構體,叫作非對映體(diastereomers);同樣,(a)和(d)之間也是非對映體。彼此不成鏡像關系的立體異構體叫非對映體。非對映體具有不同的物理性質。如沸點、溶解度、旋光性等都不相同。46鄧健制作呂以仙審校二、內消旋化合物酒石酸分子中有2個相同手性碳。如果按照2n規(guī)則,可有4個立體異構體。但實際上酒石酸分子只有3個立體異構體。(a)(b)(c)(d)(a)和(b)是對映體(a)和(c)是非對映體(b)與(c)是非對映體2R3R2S3S2R3S2S3R47人民衛(wèi)生電子音像出版社(a)(b)(c)(d)將(d)在紙平面上旋轉180，就和(c)完全相同。象(c)這種構型的分子,雖然有兩個手性中心,但作為分子整體來說是非手性的。(c)稱為內消旋化合物(mesocompound)。內消旋化合物是純凈物，不具有旋光性。48鄧健制作呂以仙審校有一個簡單的方法可以辨認內消旋化合物。就是它具有對稱面。對稱面的上半部分是下半部分的鏡像。因此分子的上下兩部分對偏振光的影響相互抵消，使整個分子不表現旋光性。

內消旋酒石酸分子中的對稱面49人民衛(wèi)生電子音像出版社由于內消旋體的存在，酒石酸只有三種立體異構體,其數目少于按照2n規(guī)則所預測的數目。酒石酸立體異構體的物理性質50鄧健制作呂以仙審校問題：

(1)用Fischer投影式寫出2,3,4-三羥基丁醛所有的光學異構體，并指出各異構體之間的關系（對映體、非對映體或內消旋體？）(2)將()、(+)和內消旋酒石酸三者等量的混合物進行分步結晶，可得到兩部分均無旋光性的結晶。是哪兩部分?51人民衛(wèi)生電子音像出版社第七節(jié)無手性碳原子的對映體大多數具有旋光性的化合物分子內都存在手性碳原子。但還有一些化合物雖無手性碳，就整個分子而言卻包含手性因素，使它與其鏡像不能重合。這類分子也是手性分子。1.單鍵旋轉受阻的聯苯型化合物一對對映體52鄧健制作呂以仙審校2.丙二烯型化合物當A≠B時，I和II互為鏡像。彼此不能重合,為一對對映體。1,3-二氯丙二烯之所以具有手性,是因為分子的一半與另一半相互垂直。(+)-1,3-二氯丙二烯(-)-1,3-二氯丙二烯53人民衛(wèi)生電子音像出版社*3.螺苯型化合物(－)-[6]-螺苯(+)-[6]-螺苯已拆分出六螺旋環(huán)烴的一對對映體。并已合成了九螺旋環(huán)烴及十二螺旋環(huán)烴。54鄧健制作呂以仙審校問題：下列哪些化合物為手性分子？

2,7-二氯螺[3.5]壬烷1-亞乙基-4-氯環(huán)己烷2,3-戊二烯1,2-丁二烯55人民衛(wèi)生電子音像出版社第八節(jié)外消旋體的拆分立體異構體倘若是非對映體關系,可以通過分步結晶或者蒸餾的方法分離,因為非對映體具有不同的物理性質。一對對映體間除了比旋光度值相等,旋光方向相反外,其它物理和化學性質相同。所以