有机化学05旋光异构公开课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章 旋光异构（立体化学）,定义,分子中原子在空间排列所产生异构现象，以及异构现象对物理性质及化学性质影响,叫,异构现象,第1页,目规定：,1.理解平面偏振光产生及旋光仪构造；,.掌握对映异构与分子构造关系；,.掌握对映体、非对映体、外消旋体、手性、对称原因等立体化学中基本概念；,.掌握构型表达及标定；,.理解环状化合物及不含手性碳原子化合物对映异构；,.理解外消旋体柝分原理及措施。,第2页,异构现象,构造异构,立体异构,碳骼异构,官能团位置异构,官能团异构,构型异构,构象异构,顺反异构,对映异构,双键、环烷烃,特点：不可逆（化学键破裂）,单键自由旋转引起,特点：可逆,第3页,对映异构：,两种异构体是一对映关系,实物与镜像之间关系,如：,乳酸,mp=52,物理性质相似，但：偏振光作用不一样样,肌肉乳酸（右旋）,发酵乳酸（左旋）,第4页,5.1,物质旋光性,5.1.1 偏振光（偏光）,光波电磁波,普通光,偏振光,起偏镜,检偏镜,旋,第5页,能把偏光平面发生偏转物质叫旋光物质，使偏光右旋转叫右旋(+)；左旋转叫左旋(-)。叫旋光度，一种旋光物质在旋光仪里使偏光旋转角度。,右旋（+）,左旋（-）,第6页,5.1.2 物质比旋光度,度量物质旋光能力,旋光度与浓度（分子数有关）故用比旋光度来度量,规定：,旋光管长 10cm=1分米；,浓度 1克/ml,在一定温度波长下,溶液,l 分米,c 1克/ml,纯溶液（纯物质）可用 d（1克/cm,3,）,t,=,c.,l,第7页,纯液,t,=,d.,l,一般 用钠光 D=5893,t 常为20,表征一种旋光物质旋光能力和方向特性常数,如：,肌肉乳酸,D,20,=+3.8,D,20,=+52.5,（水）,葡萄糖,（右旋3.8度）,（水液中右旋52.5度）,第8页,5.2 对映异构现象和 分子构造之间关系,5.2.1对映异构现象发现,偏光19世纪初比奥特发现后发现石英晶体有两种不一样样晶型，象人左右手,巴斯特（巴黎化学家）1848年无旋光性酒石酸分开后发生偏转即分子也有旋光性,偏光性是由分子不对称性引起,第9页,5.2.2 手性和手性碳原子,物体与其镜像不能重叠现象,手性分子必然存在一种实物与镜像不能重叠对映体,手性是对映异构存在充要条件,手性碳碳原子上连有四个不一样样基团,手性碳原子,第10页,有一种手碳C就是一对对映异构体,如：,手碳手性分子,一对对映体,手性碳原子 不是充要条件,第11页,5.3 具有一种手性碳原子对映异构,5.3.1 对映体,互为实物与镜像关系叫一对映异构体,如：,*,2-甲基-1-丁醇,(+)-2-甲基-1-丁醇,(-)-2-甲基-1-丁醇,第12页,物理性质相同：,bp:128,d:0.8193,n,D,20,:1.4102,偏光不一样：,+57.56,-57.56,化学性质在手性条件或手性试剂性质下，体现不一样样,化学性质在手性环境体现性质不一样样，反之相似,偏光为一种手性条件，生理作用也不一样样,第13页,5.3.2 外消旋体,右旋、左旋对映体等量混合体叫外消旋体，与单个性质不一样样。,有些性质变化，有些性质不变。,5.3.3 旋光纯度,单一旋光物叫旋光纯物质,如：,(+)2-丁酸：,D,20,=+13,.52,(-)2-丁酸：,D,20,=-13,.52,第14页,如：测得（+）6.70,旋光纯度=,样品所测得比旋光度,纯对映体比旋光度,100%,=100%,6.76,13.52,=50%,50%纯对映体,50%外消旋体,纯（+）-丁酸 75%,纯（-）-丁酸 25%,第15页,5.3.4 构型表达方式,费塞尔投影式,立体投影到平面上,如：,第16页,规定：,1.上下在后，横在前，交叉点在平面上。,2.含碳基团在竖直上，编号小在上。,注意：,不能离开纸平面翻转，在平面上不能转90,，,可转,1,80,（,或转,1,80,倍数）。,基团之间进行：奇多次互变，变化构型,：偶多次互变，构型不变,竖向后，横向前，含碳基团上下边；,转半圈，不能翻，奇多次互调构型变,第17页,伞架式：,（飞锲式）,镜像与构型无特定对映关系,5.3.5 对映体命名,R、S 标识，绝对构型,a b c d,定序规则：,ab c,顺时针，R构型,abc,逆时针，S构型,第18页,ab c,顺时针，R构型,abc,逆时针，S构型,第19页,顺时针，R构型,R乳酸,对映体，S乳酸,1,2,3,前,后,后,S型,第20页,最小在横向,(R)S,最小在竖向,(R)R,小上下，顺 I 向,小左右，反 I 向,S型,第21页,5.4,含两个手性碳化合物,含两个不相似手性碳化合物,A,B,*,*,A-B 型,(),+A -A +A -A,+B +B -B -B,构型,(),组成外消旋体,第22页,两对对映体：,(I),(II),(),(2R,3S),(2S,3R),(),(III),(IV),(2S,3S),(2R,3R),(I)(IV)为非对映体，有不一样样物理性质；化学性质相似而不相似。,第23页,构像式与构型式之间关系：,由(III)来看：,-60,同一构型有无数个构像，费歇式只是个全重叠构像，不稳定，为了以便起见构像，并不真正表达分子稳定状况,第24页,反交叉,单键旋转并不变化分子构型，要找出最稳定构像,第25页,含两个相似手性碳化合物,*,*,（酒石酸）,I,(+),II,(-),(2R,3R),(2S,3S),对映,III,IV,(2R,3S),(2S,3R),内消旋体，无旋光性,meso表示,A-A型，四种构型，三个异构，一种对映,第26页,meso与对映体在性质上是不一样样，也是非对映关系。物理性质不相似，化学性质也不相似。,表达措施：,(2R,3R)-(+)-酒石酸,(2S,3S)-(-)-酒石酸,(2R,3S)-酒石酸,第27页,酒石酸物理常数,20,C,水溶液,异构体,mp,D,20,S g/100ml,pK,1,pK,2,(+)酸,170,+12,139,2.93,4.23,(-)酸,170,-12,139,2.93,4.23,()酸,206,0,20.6,2.96,4/24,meso,140,0,125,3.11,-4.80,第28页,5.4,手性与对称原因关系,5.4.1 对称面,存在一种平面，使分子分为两半。一种是另一种镜像。这个平面是分子对称面 非手性分子。,以 表达对称面,对称面,自身平面为对称面,对称面,第29页,5.4.2 对称中心,分子中有一种端点，通过它有一对称中心。i表达。有此中心也为非手性分子。,对称中心,酒石酸,第30页,5.4.3,n,阶对称轴,360/2=180,二阶,二阶对称轴,分子中有一直线，分子以其转2/n或其倍数，所得型与原相似，为 n 阶对称轴。,2,/6,2,/2,6阶对称轴,1个6阶对称轴,6个2阶对称轴,第31页,有对称轴分子，不一定为非手性分子。,有无对称轴不能作为鉴定分子有无手性原则。,如：,既无对称面，又无对称中心就是手性分子,(),(),第32页,5.5,环状化合物立体异构,cis无手性,无,无,翻转后构像与对映体相似，因此无手性,第33页,（）,无,i,重合,对映关系,对映,总成果无旋光性,ae,ea,第34页,*,*,*,把环作为一种平面来研究,*手性C原子,（）,第35页,5.6,不含手性碳原子化合物对映异构,5.6.1 丙二烯型,sp,2,sp,sp,2,手性分子,无,i,1,3碳连有不一样基团,1,3-二苯基-1,3-二(,-,萘基)丙二烯,第36页,手性轴,螺环化合物,手性轴,螺-3,3-庚烷-2,6-二羧酸,第37页,5.6.2 连苯型,两个平面在一个平面上，很稳定,相邻基团作用,连有不一样分子为手性分子,第38页,如：,邻位至少有三个基团，才形成手性,连有不一样样基团,受阻异构体与构像异构无严格界线。,温度低易，温度高难。,第39页,5.6.3 手性面,手性面,互相位阻影响，有一角度，使得无，无 i，为手性。,菲衍生物,5.6.3 其他 （柄型）,环辛烯，8 CC=C,产生旋光,第40页,5.7,反应过程中立体化学,前 7 节为静态（今天讲动态立体化学）,反应过程中反应物及产物有立体异构现象时，反应过程中立体化学性质,对加成、取代、消除、重排中很重要,*,*,2-丁烯,有Z,E两种构型,第41页,什么样2-丁烯,关系是什么,得到什么样异构体,原料（立体异构）,产物（立体异构）,反应中发生动态,如：,立体有择,得到一对对映体,反式加成,顺-2-丁烯,主要产物,()-2,3-二溴丁烷,第42页,反-2-丁烯,立体选择 有立体差异或没有立体差异反应得到有两个或两个以上也许立体异构时，其中一种较其他多得多。选择反应,有立体差异,得到立体产物 叫立体专一,第43页,作业,P94-96,5.4(c,f,h,i,j,l);5.5;,5.6;5.7;5.8;5.9;,5.10;,5.11;,5.12,第44页,