有機(jī)化學(xué)第五章旋光異構(gòu)

有機(jī)化學(xué)第五章旋光異構(gòu)第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三立體異構(gòu)：構(gòu)造相同,分子中原子或基團(tuán)在空間的排列方式不同。第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三偏振光和旋光活性（polarizedlightandopticalactivity

）

光波振動(dòng)方向與光束前進(jìn)方向關(guān)系示意圖普通光平面偏振光：通過Nicol棱鏡，僅在一個(gè)平面上振動(dòng)的光。第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三偏振光振動(dòng)的平面叫偏振平面。

能使平面偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為物質(zhì)的旋光性，具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)（也稱為光活性物質(zhì)）。第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三旋光性：使偏振光偏振面旋轉(zhuǎn)的能力。

旋光度：使偏振光偏振面旋轉(zhuǎn)的角度。用表示。旋光方向：右旋（+）、d-；左旋（-）、l-比旋光度（specificrotation）比旋光度：1g/ml旋光性物質(zhì)的溶液，放在1分米的盛液管測(cè)得的旋光度。通常用[α]λt表示。第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三例：從粥樣硬化動(dòng)脈中分離出來的膽甾醇0.5g溶解于20ml氯仿，并放入1dm的測(cè)量管中，測(cè)得旋光度-0.76o。求其比旋光度。(-30.4o)分子的對(duì)稱性、手性與旋光活性

(symmetryandchiralityandopticalactivity

)實(shí)物與其鏡象不能重合的特征稱為手性，有如左右手的關(guān)系手性分子：與其鏡象不能完全重疊的分子。第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三手性分子—與鏡影不能重疊手性分子的特征：（1）不能完全重疊，（2）呈物體與鏡象關(guān)系（左右手關(guān)系）。

鏡子第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三如何判斷一個(gè)分子是否具有手性？

根據(jù)其有無對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心來判斷。對(duì)稱面：大多數(shù)有機(jī)化合物，尤其是鏈狀化合物，一般只需考察分子中是否有對(duì)稱面，就可以推斷該分子是否為手性分子。

2-氯丙烷有對(duì)稱面2-氯丁烷無對(duì)稱面第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三E-1,2-二氯乙烯Z-1,2-二氯乙烯都有對(duì)稱面第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)稱中心

結(jié)論：（1）凡物質(zhì)分子中具有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心，這個(gè)化合物就不具有手性。（2）凡物質(zhì)分子中既無對(duì)稱面又無對(duì)稱中心，那么這個(gè)物質(zhì)具有手性。產(chǎn)生旋光性的根本原因是分子結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性；分子中有手性碳原子引起的旋光性則是最為普通的現(xiàn)象。

第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三

手性碳原子：與四個(gè)不相同的原子或基團(tuán)相連的碳原子。-猜猜看-膽甾醇分子中有多少個(gè)不對(duì)稱碳原子？********手性碳原子不是唯一的手性因素，有些手性分子并不含手性碳原子。6,6-二硝基聯(lián)苯-2,2-二甲酸第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三含一個(gè)手性碳原子的化合物

對(duì)映體——互為物體與鏡象關(guān)系的立體異構(gòu)體。

鏡面

對(duì)映體之間的異同點(diǎn)：（1）化學(xué)性質(zhì)一般都相同，物理性質(zhì)如熔點(diǎn)、溶解度都相同，比旋光度的數(shù)值相等，僅旋光方向相反。（2）在手性環(huán)境條件下，對(duì)映體會(huì)表現(xiàn)出某些不同的性質(zhì)，如反應(yīng)速度有差異，生理作用的不同等。外消旋體：等量的左旋體與右旋體的混合物。無旋光性。外消旋體用(±)表示。外消旋體可分離(拆分)成左旋體與右旋體。第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三自然界里有很多手性化合物，這些手性化合物具有兩個(gè)異構(gòu)體，它們?nèi)缤瑢?shí)物和鏡像的關(guān)系，通常叫做對(duì)映異構(gòu)體。對(duì)映異構(gòu)體很像人的左右手，它們看起來非常相似，但是不完全相同。當(dāng)一個(gè)手性化合物進(jìn)入生命體時(shí)，它的兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體通常會(huì)表現(xiàn)出不同的生物活性。對(duì)于手性藥物，一個(gè)異構(gòu)體可能是有效的，而另一個(gè)異構(gòu)體可能是無效甚至是有害的。以前由于對(duì)此缺少認(rèn)識(shí)，人類曾經(jīng)有過慘痛的教訓(xùn)。例如德國(guó)一家制藥公司在上世紀(jì)五十年代開發(fā)的一種治療孕婦早期不適的藥物——反應(yīng)停，藥效很好，但很快發(fā)現(xiàn)服用了反應(yīng)停的孕婦生出的嬰兒很多是四肢殘缺。雖然各國(guó)當(dāng)即停止了反應(yīng)停的銷售，但已經(jīng)造成了數(shù)以千計(jì)的兒童畸形。后來發(fā)現(xiàn)反應(yīng)停中一種構(gòu)型有致畸作用，而另一構(gòu)型沒有致畸作用。很明顯，研究手性化合物對(duì)于科學(xué)研究以及人類健康有著重要意義。第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三構(gòu)型的表示方法（expressionofconfiguration）R、S命名規(guī)則：

1.按次序規(guī)則將手性碳原子上的四個(gè)基團(tuán)排序。

2.把排序最小的基團(tuán)放在離觀察者眼睛最遠(yuǎn)的位置，觀察其余三個(gè)基團(tuán)由大→中→小的順序，若是順時(shí)針方向，則其構(gòu)型為R（R是拉丁文Rectus的字頭，是右的意思），若是反時(shí)針方向，則構(gòu)型為S（Sinister,左的意思）。第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三費(fèi)歇爾投影式

(Fischerprojectionformula)[規(guī)定]

投影時(shí)，與手性碳相連橫向兩個(gè)鍵朝前，豎向兩個(gè)鍵向后，交叉點(diǎn)為手性碳。含碳原子的原子團(tuán)在豎立的方向上,同時(shí)要盡可能把最高氧化態(tài)的基團(tuán)放在上面,即命名編號(hào)最小的碳原子放在上端。

第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三將下列化合物改寫成Fischer投影式，并標(biāo)出手性碳原子構(gòu)型。

如果固定某一個(gè)基團(tuán)，而依次改變另三個(gè)基團(tuán)的位置，則分子構(gòu)型不變。

將投影式在紙平面上旋轉(zhuǎn)90o、2700則成它的對(duì)映體。SSSS

RS第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三

將投影式中與手性碳相連的任意兩個(gè)基團(tuán)對(duì)調(diào),對(duì)調(diào)一次（或奇數(shù)次）則轉(zhuǎn)變成它的對(duì)映體；對(duì)調(diào)二次則為原化合物。費(fèi)歇爾投影式構(gòu)型的確定：

當(dāng)次序規(guī)則中最小的原子或基團(tuán)位于豎向鍵時(shí)，其它三個(gè)原子或基團(tuán)按優(yōu)先次序從大到小排列順序?yàn)轫槙r(shí)針方向，是R構(gòu)型，反時(shí)針方向是S構(gòu)型。若最小的原子或基團(tuán)在橫向鍵上，則恰相反。

第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三R-甘油醛

S-丙氨酸S-乳酸

思考：試判斷下列Fischer投影式中與(s)-2-甲基丁酸成對(duì)映關(guān)系的有哪幾個(gè)？第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三含兩個(gè)不同手性碳原子的化合物（Ⅰ）

（Ⅱ）

（Ⅲ）

（Ⅳ）

對(duì)映關(guān)系：Ⅰ與Ⅱ；Ⅲ與Ⅳ非對(duì)映關(guān)系：Ⅰ與Ⅲ、Ⅰ與Ⅳ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅱ與Ⅳ非對(duì)映體：構(gòu)造相同,構(gòu)型不同,相互間不是實(shí)物與鏡影關(guān)系的立體異構(gòu)體。非對(duì)映異構(gòu)體其旋光性不同,物理性質(zhì)不同。光活異構(gòu)體數(shù)目=2n;(n=不同手性碳原子數(shù))外消旋體數(shù)目=2n-1

第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期三含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物ⅠⅡⅢⅣ內(nèi)消旋體(meso)：分子內(nèi)部形成對(duì)映兩半的化合物。(有平面對(duì)稱因素)。具有兩個(gè)手性中心的內(nèi)消旋結(jié)構(gòu)一定是（RS）構(gòu)型。RS內(nèi)消旋體無旋光性(兩個(gè)相同取代、構(gòu)型相反的手性碳原子，處于同一分子中，旋光性抵消)。內(nèi)消旋體不能分離成光活性化合物。