有機(jī)化學(xué)課件第六章

有機(jī)化學(xué)課件第六章第1頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六手性分子和非手性分子對(duì)映體和非對(duì)映體有機(jī)反應(yīng)中的立體化學(xué)手性、對(duì)映異構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；手性分子的表達(dá)：命名和表示方法。Enantiomerism第2頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六互變異構(gòu)

對(duì)映異構(gòu)

順?lè)串悩?gòu)

構(gòu)型異構(gòu)立體異構(gòu)(空間排列)構(gòu)象異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)

位置異構(gòu)

碳架

構(gòu)造異構(gòu)(連接次序和方式)

同分異構(gòu)

立體異構(gòu)體：分子中的原子或基團(tuán)連接的次序相同，但在空間的排列不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體。第一節(jié)對(duì)映異構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.立體異構(gòu)(Stereoisomerism)第3頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六特點(diǎn)：對(duì)偏振光振動(dòng)平面的旋光性不同------旋光異構(gòu)。對(duì)映異構(gòu)(Enantiomerism)乳酸肌肉：使偏振光振動(dòng)平面向右旋轉(zhuǎn)發(fā)酵：使偏振光振動(dòng)平面向左旋轉(zhuǎn)

對(duì)映異構(gòu)：構(gòu)造相同，構(gòu)型互呈實(shí)物與鏡像對(duì)映關(guān)系的立體異構(gòu)2物質(zhì)的旋光性1）平面偏振光第4頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光是一種電磁波，光波可以在垂直于前進(jìn)方向平面上的任何方向振動(dòng)。第5頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Nicol棱鏡普通光平面偏振光旋光物質(zhì)

2）旋光性：使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)

非旋光物質(zhì)第6頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六旋光物質(zhì)旋光度α：左旋體(-)：使偏振光振動(dòng)平面向左旋轉(zhuǎn)右旋體(+)：使偏振光振動(dòng)平面向右旋轉(zhuǎn)

旋光方向（有旋光性）比旋光度：

對(duì)映異構(gòu)體的比旋光度數(shù)值相等，方向相反。右旋體

左旋體

D為鈉光的D線，波長(zhǎng)為589.3nm。第7頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3）旋光儀Nicol棱鏡旋光儀的工作原理第8頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六WXG-4圓盤(pán)旋光儀第9頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六１）對(duì)映異構(gòu)體（對(duì)映體）互為鏡像但不能疊合的立體異構(gòu)體3旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系第10頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六CO2HCO2HOHCH3HHOCH3H第11頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六生活中的對(duì)映體鏡象井岡山風(fēng)景桂林風(fēng)情左右手互為鏡象第12頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2）手性左手和右手不能疊合左右手互為鏡象手性物體與其鏡象不能疊合的性質(zhì)非手性物體與其鏡象疊合的性質(zhì)

實(shí)物與鏡像所代表的化合物為同一物質(zhì)手性分子：具有旋光性非手性分子：沒(méi)有旋光性第13頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六３手性分子的判斷1）分子能否和它的鏡像重合。畫(huà)出分子的鏡像，進(jìn)行比較。

2）具有的對(duì)稱(chēng)因素。對(duì)稱(chēng)面，對(duì)稱(chēng)心，對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)面σ：對(duì)稱(chēng)面有對(duì)稱(chēng)面的分子能和它的鏡像重合，沒(méi)有手性。

第14頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六有對(duì)稱(chēng)中心的分子能和它的鏡像重合，沒(méi)有手性。

旋轉(zhuǎn)180°

相同對(duì)稱(chēng)中心i：第15頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六有無(wú)對(duì)稱(chēng)軸不能作為判斷分子是否具有手性的條件。C2手性分子：在結(jié)構(gòu)上既無(wú)對(duì)稱(chēng)面，也無(wú)對(duì)稱(chēng)中心。C2對(duì)稱(chēng)軸Cn：第16頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一個(gè)分子若無(wú)對(duì)稱(chēng)面、對(duì)稱(chēng)中心，這個(gè)分子的實(shí)物與鏡像不能重合，分子有手性，有旋光性。反之，一個(gè)分子若有對(duì)稱(chēng)面，對(duì)稱(chēng)中心，這個(gè)分子的實(shí)物與鏡像能重合，分子無(wú)手性，無(wú)旋光性。判斷手性依據(jù)第17頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第18頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)含有一個(gè)手性碳的化合物手性碳原子(chiralcarbonatom)C*:與四個(gè)互不相同的基團(tuán)連接的碳原子第19頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六１對(duì)映體和外消旋體對(duì)映體：兩個(gè)互呈實(shí)物和鏡像對(duì)映關(guān)系的立體異構(gòu)體外消旋體：對(duì)映體的等量混合物

mp(oC)535318[]D+3.82-3.82

0pKa(25oC)3.793.793.8620外消旋乳酸(S)-(+)-乳酸(R)-(-)-乳酸()-乳酸第20頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六結(jié)構(gòu)：實(shí)物與鏡像關(guān)系內(nèi)能：內(nèi)能相同。物理和化學(xué)性質(zhì)在非手性環(huán)境中相同，手性環(huán)境中有區(qū)別。旋光能力相同，旋光方向相反。對(duì)映體的生理性質(zhì)不同。氯霉素左旋體有療效，其對(duì)映體無(wú)抗菌作用外消旋體和左旋體、右旋體相比，物理性質(zhì)有所改變。對(duì)映體的特點(diǎn)：

第21頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六２對(duì)映體構(gòu)型的表示楔形透視式Fischer投影式第22頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Fischer投影式書(shū)寫(xiě)原則：

手性碳用橫豎線的交叉點(diǎn)表示橫線的原子或基團(tuán)在紙面前，豎線的原子或基團(tuán)在紙面后碳鏈豎放，編號(hào)小的碳在上端第23頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1）只能平移，不能離開(kāi)紙面翻轉(zhuǎn)；使用Fischer投影式注意：不同，對(duì)映體翻轉(zhuǎn)

————————第24頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2）在紙面上旋轉(zhuǎn)180o為原來(lái)的構(gòu)型；在紙面上旋轉(zhuǎn)90o或270o為其對(duì)映體；相同旋轉(zhuǎn)180°旋轉(zhuǎn)180°————————————第25頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六不同旋轉(zhuǎn)90°旋轉(zhuǎn)90°————————————鏡像關(guān)系對(duì)映體第26頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1次2次3）交換手性碳上任兩基團(tuán)，交換偶數(shù)次構(gòu)型不變，交換奇數(shù)次為其對(duì)映體。

————第27頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3構(gòu)型的標(biāo)記—R/S標(biāo)記方法（1）按次序規(guī)則排出各基的大小順序a>b>c>d原子序數(shù)大小規(guī)則—序數(shù)大的原子優(yōu)先同位素規(guī)則—原子量大優(yōu)先外推規(guī)則—層層外推，先比較最大的d.相當(dāng)規(guī)則—重鍵看作多個(gè)單鍵（2）最小基團(tuán)d遠(yuǎn)離眼睛，看眼前三個(gè)由大到小的基團(tuán)abc的排列,順時(shí)針為R,反時(shí)針為S.>

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第28頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六RS順時(shí)針?lè)磿r(shí)針基團(tuán)次序?yàn)椋篴>b>c>d手握法：大拇指指向最小的基團(tuán)d，abc為右手握的方向?yàn)镽，左手握的方向?yàn)镾第29頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六實(shí)例：用觀察法和手握法判斷構(gòu)型乳酸手性碳上的四個(gè)基團(tuán)：OH>COOH>CH3>H。

S型R型第30頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六確定Fischer投影式構(gòu)型(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸Fischer投影式為平面，把它想象成立體形象進(jìn)行判斷。

(R)-(+)-甘油醛

(S)-(-)-甘油醛第31頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六最小基團(tuán)處于豎鍵上時(shí)順時(shí)針為R，逆時(shí)針為S。最小基團(tuán)處于橫鍵上時(shí)順時(shí)針為S，逆時(shí)針為R。簡(jiǎn)便方法：結(jié)論：構(gòu)型R、S與旋光方向(+)、(-)沒(méi)有直接聯(lián)系，(+)、(-)是物質(zhì)固有的性質(zhì)，而R、S是人為規(guī)定的.第32頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六１二個(gè)手性碳不同的化合物RRSSSRRS1234非對(duì)映體第三節(jié)含有二個(gè)手性碳的化合物C2：OH>CHClCOOH>COOH>HC3：Cl>COOH>CHOHCOOH>H對(duì)映體對(duì)映體第33頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

不相同C*數(shù)立體異構(gòu)體數(shù)對(duì)映體對(duì)數(shù)12(21)124(22)238(23)4

n2n2(n-1)立體異構(gòu)體的數(shù)目為25=32個(gè)。嗎啡第34頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六２兩個(gè)手性碳相同的化合物OH>COOH>CH(OH)COOH>HRRSSRS123=4內(nèi)消旋體(meso)對(duì)映體非對(duì)映體有手性碳的化合物不一定有手性第35頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六內(nèi)消旋體和外消旋體比較共性：都無(wú)旋光性區(qū)別：前者是純凈物，后者是混合物第36頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六練習(xí)：寫(xiě)出(2R,3R)-2,3-二氯丁烷的Fischer投影式。RR第37頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六３構(gòu)型式的相互轉(zhuǎn)換第38頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六HH第39頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六１單環(huán)化合物的旋光性無(wú)旋光性對(duì)稱(chēng)面有旋光性第四節(jié)環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)比較復(fù)雜，往往順?lè)串悩?gòu)和對(duì)映異構(gòu)同時(shí)存在，通過(guò)其平面式的對(duì)稱(chēng)性判斷其對(duì)映異構(gòu)第40頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六對(duì)稱(chēng)中心

對(duì)稱(chēng)面

無(wú)旋光性無(wú)旋光性對(duì)稱(chēng)面

無(wú)旋光性有旋光性第41頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六對(duì)稱(chēng)面

無(wú)旋光性有旋光性對(duì)稱(chēng)面

無(wú)旋光性有旋光性第42頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2環(huán)丙烷衍生物具有手性的環(huán)狀化合物，僅用順、反標(biāo)記不能表明其構(gòu)型時(shí)，應(yīng)采用R、S標(biāo)記。有兩對(duì)對(duì)映體第43頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(1S,2R)-1-甲基-2-氯環(huán)丙烷(1R,2S)-1-甲基-2-氯環(huán)丙烷(1R,2R)-1-甲基-2-氯環(huán)丙烷(1S,2S)-1-甲基-2-氯環(huán)丙烷順式反式第44頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(1R,2S)

(1R,2R)

(1S,2S)

順式反式第45頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(1R,2S)內(nèi)消旋體

3環(huán)己烷衍生物順-1,2-二甲基環(huán)己烷對(duì)稱(chēng)面(1S,2S)(1R,2R)對(duì)映體

反-1,2-二甲基環(huán)己烷第46頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1,4-二甲基環(huán)己烷，順式和反式都沒(méi)有對(duì)映異構(gòu)。對(duì)稱(chēng)面

對(duì)稱(chēng)中心

第47頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六１丙二烯型化合物spsp2sp2第五節(jié)不含手性碳的化合物的對(duì)映異構(gòu)（含有兩個(gè)互相垂直的平面）與鏡像無(wú)法重合，是手性分子有對(duì)稱(chēng)面，為非手性分子,二者能重疊第48頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六用兩個(gè)環(huán)代替兩個(gè)雙鍵，所得的螺環(huán)化合物也有對(duì)映異構(gòu)。第49頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六２聯(lián)苯型化合物當(dāng)ac及bd的體積較大時(shí)，苯環(huán)繞單鍵的旋轉(zhuǎn)受阻，整個(gè)分子沒(méi)有對(duì)稱(chēng)面和對(duì)稱(chēng)中心，有對(duì)映異構(gòu)。abcd第50頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六若有一個(gè)苯環(huán)上的兩個(gè)取代基相同時(shí)，則分子有對(duì)稱(chēng)面，沒(méi)有對(duì)映異構(gòu)。第51頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六３其他化合物當(dāng)n≤8時(shí)，有對(duì)映體存在。有手性碳的化合物未必都有手性，沒(méi)有手性碳的化合物未必沒(méi)有手性第52頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第六節(jié)外消旋體的拆分外消旋體是由一對(duì)對(duì)映體等量混合而