旋光異構(gòu) 有機化學(xué)

旋光異構(gòu)有機化學(xué)第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)官能團異構(gòu)互變異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順反異構(gòu)旋光異構(gòu)同分異構(gòu)的種類：第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三旋光異構(gòu)又稱對映異構(gòu)或光學(xué)異構(gòu)，是指兩個分子或多個分子由于構(gòu)型的差異而表現(xiàn)出的不同旋光性能的現(xiàn)象，這些分子互為旋光異構(gòu)體。第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

5.1物質(zhì)的旋光性一、偏振光

光源尼科爾棱鏡偏光水或酒精等乳酸或葡萄糖等第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

*能使偏光旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)。**能使偏光旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，叫做物質(zhì)的旋光性第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三二、旋光度

1、旋光儀光源起偏鏡盛液管檢偏鏡方向：使偏光順時針旋轉(zhuǎn)-----右旋光，用+表示使偏光逆時針旋轉(zhuǎn)-----左旋光，用-表示角度：偏光偏轉(zhuǎn)的角度-----旋光角2、旋光度旋光角附上旋光方向叫旋光度，用α表示。第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三用于比較物質(zhì)旋光能力的大小三、比旋光度溶液：液體：（1）推測未知物（2）求未知物濃度注意單位！第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三問題：有一物質(zhì)的水溶液其濃度為0.05g·mL-1，在25℃時，放入長度為100cm的盛液管中，鈉光為光源，測得其旋光度為-4.64°，問：（1）此物質(zhì)的比旋光度為多少？（2）同樣的溶液若放在10cm長的盛液管中，比旋光度又為多少？旋光度呢？第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

5.2物質(zhì)的旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系一、手性和手性分子1、手性實物與其鏡象不能重合的特征稱為手性，有如左右手的關(guān)系。第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2、手性分子任何一個不能和它的鏡象完全重疊的分子是手性分子！鏡子第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2－丙醇可與其鏡像重疊，它不是手性分子第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三**與四個不同的原子或基團相連的碳原子稱為手性碳原子或不對稱碳原子(用C*表示)。*手性分子有旋光性*第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

如何從分子結(jié)構(gòu)上來判斷一個化合物是否具有手性?根本的辦法是判斷分子是否具有對稱因素。對稱因素有對稱面、對稱軸、對稱中心。二、手性與對稱因素的關(guān)系第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三.

正立方體具有9個對稱面（未全部畫出）球體具有無數(shù)個對稱面對稱面第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三2-氯丙烷有對稱面2-氯丁烷無對稱面第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三E-1,2-二氯乙烯Z-1,2-二氯乙烯有對稱面第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三對稱中心←有對稱中心通過一點做任意直線、在直線距中心點等距的兩端有相同的原子或基團反-2.4－二甲基－反-1.3－環(huán)丁二酸第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三無對稱中心，有對稱面。反－2,4－二甲基－順－1,3－環(huán)丁二酸

第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三不具備對稱因素的分子為手性分子，有旋光性。

產(chǎn)生旋光性的根本原因是分子結(jié)構(gòu)的不對稱性！第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三5.3含一個手性碳原子化合物的旋光異構(gòu)一、對映體

乳酸的對映體第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三乳酸，空間有二種不同排列?；殓R象，稱為對映體。其一能使偏光右旋，稱右旋體；其二能使偏光左旋，稱左旋體。左旋體與右旋體：分子組成相同，化學(xué)性質(zhì)相同，m.p、b.p亦相同，比旋光度數(shù)值相等，唯旋光方向相反—這樣的異構(gòu)現(xiàn)象稱為旋光異構(gòu)。第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三二、外消旋體

等量對映體的混合物無旋光性，稱為外消旋體。

含一個手性碳的化合物有二個旋光異構(gòu)體，它們是一對對映體，可組成外消旋體。如2－羥基丁酸…第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三三、費歇爾投影式投影規(guī)則：

(1)碳鏈豎放，碳鏈編號最小的碳原子位于上端。

(2)用交叉的“+”代表手性碳原子。

(3)與手性碳原子相連的橫線表示伸向紙面前方的化學(xué)鍵。

(4)與手性碳原子相連的豎線表示伸向紙背面的化學(xué)健。第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三例如：第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

幾個注意問題：

1、投影式在紙面上旋轉(zhuǎn)90°,構(gòu)型反轉(zhuǎn)。

2、在紙面上旋轉(zhuǎn)180°，構(gòu)型不變。3、離開紙面翻轉(zhuǎn)，則構(gòu)型反轉(zhuǎn)。4、投影式任意兩個原子或基團互換位置則構(gòu)型反轉(zhuǎn)。5、投影式固定任意一個原子或基團不動，其它三個順時針或逆時針輪換位置，構(gòu)型不變。第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

5.4旋光異構(gòu)體構(gòu)型的表示法一、D、L標記法分別命名為：D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛

1951年前，人為規(guī)定用Ⅰ式表示右旋甘油醛，用Ⅱ式表示左旋甘油醛。D（I）L（Ⅱ）第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三*

D、L表示構(gòu)型，+、–

表示旋光方向**

D、L與+、–

之間無固定關(guān)系。D（+）—甘油醛D（–）—甘油酸D（–）—乳酸第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三二、R、S標記法

1、將與C*

相連的四個原子或基團按次序規(guī)則排序，大者在前。如a>b>c>d。

2、將C*按四面體排布，序號最小者d

遠離觀測者，其它三個靠近觀測者，并按大小順序繞環(huán)，順時針方向者為R構(gòu)型；逆時針方向者為S

構(gòu)型。第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

R-構(gòu)型S-構(gòu)型第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三R、S僅僅只表示構(gòu)型，不代表旋光方向。第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三5.5含有二個手性碳原子化合物的旋光異構(gòu)一、含有二個不同手性碳原子的化合物第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

ⅠⅡⅢⅣ*2-羥基-3-氯丁二酸的費歇爾投影式(2R,3R)-(+)-(2S,3R)-(-)-(2R,3S)-(+)-(2S,3S)-(-)-對映體：旋光方向相反，物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)均相同。非對映體：旋光度不同，物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)相似。第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

二、含有二個相同手性碳原子的化合物

（2,3-二羥基丁二酸）

ⅠⅡⅢⅣ(2R,3R)-(+)-(2S,3S)-(-)-meso-第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三三、其他立體異構(gòu)現(xiàn)象取代聯(lián)苯

2,2’-二羧基聯(lián)苯取代丙二烯

2,3—戊二烯環(huán)狀化合物第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三

5.6某些有機反應(yīng)中的立體化學(xué)一、SN2

的立體化學(xué)

Walden轉(zhuǎn)化

R-2-氯丁烷水解得S-2－丁醇，構(gòu)型反轉(zhuǎn)了，為什么？RS第三十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三S二、SN1的立體化學(xué)

R－3－甲基－3－溴己烷在NaOH熔液中水解，產(chǎn)物是否有旋光性？R產(chǎn)物為外消旋體－－無旋光性！第三十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期三