有机化学立体化学旋光异构省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

有有 机机 化化 学学立体化学立体化学立体化学立体化学第1页第八章第八章 立体化学立体化学结构异构和立体异构结构异构和立体异构异构现象异构现象结构异构结构异构立体异构立体异构碳架异构碳架异构 如：正丁烷和异丁烷如：正丁烷和异丁烷官能团异构官能团异构 如：乙醇和二甲醚如：乙醇和二甲醚位置异构位置异构 如：如：1-丁烯和丁烯和2-丁烯丁烯顺反异构顺反异构 如：顺如：顺-2-丁烯和反丁烯和反-2-丁烯丁烯构象异构构象异构 如：环己烷船式和椅式构象如：环己烷船式和椅式构象旋光异构旋光异构互变异构互变异构 如：乙烯醇和乙醛如：乙烯醇和乙醛第2页第一节第一节 物质旋光性物质旋光性物质旋光性发觉物质旋光性发觉石英、蔗糖水溶液、松节油酒石英、蔗糖水溶液、松节油酒精溶液、酒石酸水溶液等物质精溶液、酒石酸水溶液等物质旋光性发觉旋光性发觉酒石酸钠铵旋光异构体拆分酒石酸钠铵旋光异构体拆分范特荷夫（范特荷夫（Vant Hoff)和勒别和勒别尔（尔（Le Bel)碳四面体学说提出碳四面体学说提出 L.Pasteur在试验室在试验室第3页平面偏振光平面偏振光 平面偏振光起源平面偏振光起源 光是一个电磁波，它振动着前进，其振动方向垂直于光是一个电磁波，它振动着前进，其振动方向垂直于光波前进方向，普通光可在垂直于其前进方向各个不一样光波前进方向，普通光可在垂直于其前进方向各个不一样平面上振动。假如使光线经过尼科尔（平面上振动。假如使光线经过尼科尔（Nicol)棱镜，则只棱镜，则只有在同棱镜晶轴相平行平面上振动光线能够经过。所以，有在同棱镜晶轴相平行平面上振动光线能够经过。所以，经过这种棱镜后光线只在一个平面上振动，这种只在一个经过这种棱镜后光线只在一个平面上振动，这种只在一个平面上振动光叫平面偏振光，简称偏振光或偏光。偏振光平面上振动光叫平面偏振光，简称偏振光或偏光。偏振光振动平面叫偏振面。振动平面叫偏振面。普通光普通光Nicol棱镜棱镜偏振光偏振光第4页物质旋光性物质旋光性 假如偏振光射在第二个尼科尔棱镜上，只有当第二假如偏振光射在第二个尼科尔棱镜上，只有当第二个棱镜晶轴和第一个棱镜晶轴相互平行时，偏振光才能个棱镜晶轴和第一个棱镜晶轴相互平行时，偏振光才能经过，若不平行则不能经过。经过，若不平行则不能经过。当偏振光经过不一样有机物质时，出现了两种不一当偏振光经过不一样有机物质时，出现了两种不一样现象，有能将偏振光偏振面旋转（如乳酸、葡萄糖溶样现象，有能将偏振光偏振面旋转（如乳酸、葡萄糖溶液）；有则不能（如乙醇、丙酮等）。前者称为液）；有则不能（如乙醇、丙酮等）。前者称为旋光性旋光性物质物质或或光学活性物质光学活性物质，后者称为非旋光性物质。，后者称为非旋光性物质。假如在两个相互平行尼科尔棱镜之间，放一些旋光假如在两个相互平行尼科尔棱镜之间，放一些旋光性物质，则经过第一个棱镜偏振光就不能经过第二个棱性物质，则经过第一个棱镜偏振光就不能经过第二个棱镜。要使这些光线经过，就需要把第二个棱镜转动一定镜。要使这些光线经过，就需要把第二个棱镜转动一定角度，旋光仪就是依据这个原理制造。角度，旋光仪就是依据这个原理制造。第5页旋光度和比旋光度旋光度和比旋光度 偏振面被旋光物质所旋转角度叫做偏振面被旋光物质所旋转角度叫做旋光度旋光度，普通用，普通用表示。旋转方向有右旋和左旋区分，通常右旋用表示。旋转方向有右旋和左旋区分，通常右旋用“”或或“d”表示，左旋用表示，左旋用“”或或“l”表示。表示。物质旋光度大小与溶液浓度、盛液管长度、温度、光物质旋光度大小与溶液浓度、盛液管长度、温度、光波波长及溶剂性质等原因相关。为了比较不一样物质旋光波波长及溶剂性质等原因相关。为了比较不一样物质旋光性，化学家们要求了比旋光度：性，化学家们要求了比旋光度：式中，式中，：旋光仪测出旋光度；：旋光仪测出旋光度；c：溶液浓度：溶液浓度(g.ml-1)，对纯液体则为以，对纯液体则为以 g.ml-1为单位为单位密度；密度；l：以分米：以分米(dm)为单位盛液管长度；为单位盛液管长度；：光波波长，钠光源以：光波波长，钠光源以D表示，其波长为表示，其波长为589nm；t：测试时温度。：测试时温度。第6页 比旋光度比旋光度 含义为：在钠光源下，将浓度为含义为：在钠光源下，将浓度为1 g.ml-1待测物质溶液置于待测物质溶液置于1分米长盛液管中，在分米长盛液管中，在t下测得旋光度数下测得旋光度数值。比旋光度是旋光物质一项物理常数。因为溶剂对比旋光值。比旋光度是旋光物质一项物理常数。因为溶剂对比旋光度也有影响，所以，统计比旋光度时，所用溶剂也要注明。度也有影响，所以，统计比旋光度时，所用溶剂也要注明。比如，在比如，在20 时以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液比时以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液比旋光度为右旋旋光度为右旋52.5。，应记为：，应记为：52.5。(水水)。经过比旋光度计算，还可初步判断被测物质种类。例：经过比旋光度计算，还可初步判断被测物质种类。例：20 时，某物质浓度为时，某物质浓度为0.05 g.ml-1水溶液在水溶液在1分米长盛液管分米长盛液管内，内，以钠光灯为光源测得旋光度为左旋以钠光灯为光源测得旋光度为左旋4.64。计算它比旋。计算它比旋光度。光度。解：解：查果糖比旋光度值为查果糖比旋光度值为93。，所以该物质可能是果糖。，所以该物质可能是果糖。第7页第二节第二节 旋光性和分子结构关系旋光性和分子结构关系手性手性手性手性 手性手性(chirality)这个词起源于希腊语这个词起源于希腊语“Cheir”，它，它意思是手。手性是指两个异构体分子好像人左右手一样，意思是手。手性是指两个异构体分子好像人左右手一样，外观相同，能够互为实物和镜像关系，但不能重合。任外观相同，能够互为实物和镜像关系，但不能重合。任何一个不能和它镜像完全重合分子，就是手性分子。比何一个不能和它镜像完全重合分子，就是手性分子。比如乳酸分子：如乳酸分子：第8页 手性碳原子手性碳原子 凡含有手性分子就有旋光活性。使有机物分子含有手性凡含有手性分子就有旋光活性。使有机物分子含有手性最普遍原因是手性碳原子。象乳酸分子中最普遍原因是手性碳原子。象乳酸分子中碳原子一样，当碳原子一样，当一个碳原子所连结四个原子和原子团各不相同时，该碳原子一个碳原子所连结四个原子和原子团各不相同时，该碳原子就称为就称为不对称碳原子不对称碳原子，或，或手性碳原子手性碳原子，通惯用，通惯用C*表示。表示。例：以下化合物分子中有没有手性碳，若有，请指出。例：以下化合物分子中有没有手性碳，若有，请指出。手性碳原子存在使分子含有不对称结构，含一个手性碳手性碳原子存在使分子含有不对称结构，含一个手性碳原子化合物在空间有原子化合物在空间有2种不一样排列方式，形成两个互为异种不一样排列方式，形成两个互为异构体化合物，这么异构体称为构体化合物，这么异构体称为对映异构体对映异构体，简称，简称对映体对映体。对。对映体结构式相同，对偏振光旋转角度大小相等，但方向相反。映体结构式相同，对偏振光旋转角度大小相等，但方向相反。*第9页对称原因对称原因对称面对称面 分子中假想一个平面，此平面能够把分子分割成完全相分子中假想一个平面，此平面能够把分子分割成完全相等两部分，即一部分恰好是另一部分镜像。等两部分，即一部分恰好是另一部分镜像。如：如：对称中心对称中心 分子中假想一个点，全部经过此点直线在其距离相等，分子中假想一个点，全部经过此点直线在其距离相等，方向相反地方，都能碰到相同原子或原子团。如：方向相反地方，都能碰到相同原子或原子团。如：第10页对称轴对称轴 若分子绕穿过分子一条直线旋转，每当旋转若分子绕穿过分子一条直线旋转，每当旋转360。/n时，时，就出现一次能与原来结构相重合情况，这条直线就称为该分就出现一次能与原来结构相重合情况，这条直线就称为该分子子n重旋转对称轴。如：重旋转对称轴。如：凡含有对称中心或对称面化合物都能和它们镜像重合，凡含有对称中心或对称面化合物都能和它们镜像重合，是对称分子，不含有旋光性，但只有对称轴分子也可能含有是对称分子，不含有旋光性，但只有对称轴分子也可能含有旋光性。如：旋光性。如：不含有任何对称原因分子不能和其镜像重合，是手性分子。不含有任何对称原因分子不能和其镜像重合，是手性分子。第11页含一个手性碳原子化合物对映异构含一个手性碳原子化合物对映异构 含一个手性碳原子化合物是最简单旋光物质，有一对含一个手性碳原子化合物是最简单旋光物质，有一对对映体，其中一个是右旋体，另一个是左旋体。对映体除对映体，其中一个是右旋体，另一个是左旋体。对映体除旋光方向相反外，其它物理性质如熔点、沸点、溶解度都旋光方向相反外，其它物理性质如熔点、沸点、溶解度都相同，化学性质在非手性环境中也没有区分，不过，对映相同，化学性质在非手性环境中也没有区分，不过，对映体生理作用却表现出很大差异，比如，氯霉素只是左旋体体生理作用却表现出很大差异，比如，氯霉素只是左旋体对人体有抗菌作用；而可松则是只有右旋体有激素活性。对人体有抗菌作用；而可松则是只有右旋体有激素活性。当等量左旋体和右旋体混合时，旋光性刚好抵消，不当等量左旋体和右旋体混合时，旋光性刚好抵消，不显旋光性。通常把这种不再显旋光性物质称为显旋光性。通常把这种不再显旋光性物质称为外消旋体外消旋体，普通用普通用“”或或“dl”表示。比如，合成乳酸就是等量左表示。比如，合成乳酸就是等量左旋体和右旋体混合物，所以不显示旋光性。外消旋体和对旋体和右旋体混合物，所以不显示旋光性。外消旋体和对应左旋或右旋体化学性质基本相同。不过，它们除旋光性应左旋或右旋体化学性质基本相同。不过，它们除旋光性能不一样外，其它物理性质也有些差异。在生理作用方面，能不一样外，其它物理性质也有些差异。在生理作用方面，外消旋体仍发挥其所含左旋和右旋体对应效能。比如，合外消旋体仍发挥其所含左旋和右旋体对应效能。比如，合霉素抗菌能力仅为左旋氯霉素二分之一。霉素抗菌能力仅为左旋氯霉素二分之一。第12页名称名称分子模型分子模型比旋光度比旋光度 (H2O)熔点熔点()pKa左旋左旋乳酸乳酸-3.82533.79右旋右旋乳酸乳酸+3.82533.79合成合成乳酸乳酸无旋光性无旋光性183.86三种乳酸理化性质三种乳酸理化性质第13页第三节第三节 分子构型分子构型构型表示法构型表示法透视式透视式 透视式是把手性碳位于纸面上，楔形线表示伸出纸透视式是把手性碳位于纸面上，楔形线表示伸出纸前面，虚线表示伸向纸后面，实线表示处于纸面上。这前面，虚线表示伸向纸后面，实线表示处于纸面上。这么，乳酸一对对映体透视式表示以下：么，乳酸一对对映体透视式表示以下：或或第14页费歇尔费歇尔(Fischer)投影式投影式 这种表示式是把与手性碳结合横向这种表示式是把与手性碳结合横向2个键摆向自己，个键摆向自己，把竖向把竖向2个键向外，然后投影到纸面上得到，两条直线个键向外，然后投影到纸面上得到，两条直线交点代表手性碳原子。如图所表示：交点代表手性碳原子。如图所表示：第15页Fischer投影式规则总结以下：投影式规则总结以下：1将分子主碳链竖立成直链，并将命名时编号小碳原子置于将分子主碳链竖立成直链，并将命名时编号小碳原子置于上方；上方；2以正交十字表示不对称碳原子和它以正交十字表示不对称碳原子和它4个价键，同时要求水平个价键，同时要求水平方向两个价键表示伸向纸前方基团，而竖线表示基团为伸方向两个价键表示伸向纸前方基团，而竖线表示基团为伸向纸后方基团。向纸后方基团。3投影式只能在纸平面上旋转投影式只能在纸平面上旋转90。偶数倍，不能旋转偶数倍，不能旋转90。奇数奇数倍，也不能离开纸面翻转，不然构型就将发生改变。如：倍，也不能离开纸面翻转，不然构型就将发生改变。如：右旋乳酸投影式在纸平面上旋转右旋乳酸投影式在纸平面上旋转180。依然是它本身依然是它本身，而在而在纸平面上旋转纸平面上旋转90。就变成了它对映体投影式就变成了它对映体投影式。4若将手性碳上所连任意两个原子或基团相互交换位置，则若将手性碳上所连任意两个原子或基团相互交换位置，则得到它对映体；而若一个基团位置不变，另外三个基团轮得到它对映体；而若一个基团位置不变，另外三个基团轮换位置，则得到仍是它本身。换位置，则得到仍是它本身。第16页构型构型标识标识法法D，L标识标识法法 为为了研究方便，了研究方便，19M.A.Rosanoff提出以甘油提出以甘油醛为标醛为标准，而且人准，而且人为为地要求右旋甘油地要求右旋甘油醛醛含有下面含有下面()构型，称之构型，称之为为D构型；它构型；它对对映体映体()则为则为L构型。构型。这这里，符号里，符号D、L表示构型，表示构型，(+)、(-)表示在旋表示在旋光光仪仪中所中所测测得旋光方向。得旋光方向。第17页 有了甘油醛这个标准以后，就能够经过构型关联方法来标有了甘油醛这个标准以后，就能够经过构型关联方法来标识其它手性化合物构型。凡是能够由识其它手性化合物构型。凡是能够由D-甘油醛经过化学反应得甘油醛经过化学反应得到化合物，或者能够经过化学反应得到到化合物，或者能够经过化学反应得到D-甘油醛，只要手性碳甘油醛，只要手性碳原子直接相连原子直接相连4个键不发生断裂，不论它真正旋光方向怎样，都个键不发生断裂，不论它真正旋光方向怎样，都认为是认为是D构型。同理，构型。同理，L构型要求也是一样。如：构型要求也是一样。如：构型和旋光性没有一定关系，构型和旋光性没有一定关系，D构型化合物能够是右旋构型化合物能够是右旋(如如甘油醛甘油醛)，也能够是左旋，也能够是左旋(如乳酸如乳酸);一样，一样，L型化合物也是如此。型化合物也是如此。D、L标识法应用已久，也较方便，但也有一定不足，因为有些标识法应用已久，也较方便，但也有一定不足，因为有些化合物不易与甘油醛建立联络。化合物不易与甘油醛建立联络。第18页R，S标识法标识法 用用R,S命名法标识手性分子构型时，其方法是：命名法标识手性分子构型时，其方法是：1 按按次序规则次序规则确定与手性碳原子相连四个原子或原子团确定与手性碳原子相连四个原子或原子团a,b,c,d优先次序，假设为优先次序，假设为abcd。2 将透视式中优先次序最小将透视式中优先次序最小d置于离观察者最远方向，这时置于离观察者最远方向，这时a,b,c三个原子或原子团势必面向观察者。三个原子或原子团势必面向观察者。3 从优先性最大从优先性最大a依次观察到依次观察到b再到再到c，即从，即从abc轮转着看，轮转着看，假如轮转方向是顺时针，则该手性碳原子构型标识为假如轮转方向是顺时针，则该手性碳原子构型标识为“R”；假如是逆时针，则标识为；假如是逆时针，则标识为“S”。R与与S分别为拉丁文分别为拉丁文Rectus与与Sinister首字母，意为首字母，意为“右右”与与“左左”。第19页例例1：D-(-)-乳酸乳酸OH COOH CH3HD-(-)-乳酸为乳酸为R构型构型例例2：L-(-)-甘油醛甘油醛OH CHO CH2OHHL-(-)-甘油醛为甘油醛为S构型构型第20页例例3：Cl C2H5 CH3H命名：命名：(S)-2-氯丁烷氯丁烷例例4：OH C6H5 C2H5CH3命名：命名：(R)-2-苯基苯基-2-丁醇丁醇 R,S标识法与标识法与D,L标识法一样，它所标识构型与旋光方向标识法一样，它所标识构型与旋光方向之间无必定联络，所以，之间无必定联络，所以，R型不一定是右旋，型不一定是右旋，S型也不一定是型也不一定是左旋。左旋。第21页 R,S标识法也能够直接用于费歇尔投影式。若手性碳标识法也能够直接用于费歇尔投影式。若手性碳原子所连原子所连4个基团排列次序是：个基团排列次序是：abcd，则：，则：1假如优先次序最小基团假如优先次序最小基团d位于投影式竖键上位于投影式竖键上(不论在上方不论在上方或下方或下方)，则在轮看，则在轮看abc为顺时针方向时，该投影式为顺时针方向时，该投影式所代表构型为所代表构型为R型；反之为型；反之为S型。型。2假如优先次序最小基团假如优先次序最小基团d位于投影式横键上位于投影式横键上(不论在左方不论在左方或右方或右方)，则在轮看，则在轮看abc为顺时针方向时，该投影式为顺时针方向时，该投影式所代表构型为所代表构型为S型；反之为型；反之为R型。型。上述规则可用上述规则可用“竖同横反竖同横反”四个字归纳。如：四个字归纳。如：第22页第四节第四节 含多个手性碳原子化合物含多个手性碳原子化合物含含2个手性碳原子化合物个手性碳原子化合物2个手性碳原子不相同化合物个手性碳原子不相同化合物 假如用假如用A和和B表示两个不对称碳原子，它们各有表示两个不对称碳原子，它们各有R型和型和S型两种相互对映构型，型两种相互对映构型，A和和B结合就能够组合成四种旋光结合就能够组合成四种旋光异构体：异构体：ARBR(),ASBS(),ARBS(),ASBR()。其中。其中和和 互为镜像，互为镜像，和和 互为镜像，组成了两对对映体，互为镜像，组成了两对对映体，等量对映体混合物即为外消旋体。而等量对映体混合物即为外消旋体。而和和；和和；和和；和和都不是对映体，这种不对映旋光异构体称为非都不是对映体，这种不对映旋光异构体称为非对映体。前面已讲过，对映体除旋光方向相反外，其它物对映体。前面已讲过，对映体除旋光方向相反外，其它物理性质都相同；而非对映体旋光度和物理性质都不一样。理性质都相同；而非对映体旋光度和物理性质都不一样。但旋光方向却可能相同，也可能不一样。但旋光方向却可能相同，也可能不一样。第23页例：例：氯代苹果酸（氯代苹果酸（2-羟基羟基-3-氯丁二酸）氯丁二酸）COOHCOOHClHOHHCOOHCOOHClHHOHCOOHCOOHClHOHHCOOHCOOHClHOHH 编号：编号：构型：构型：熔点：熔点：2R,3R 2S,3S 2R,3S 2S,3R 173 173 167 167 -31.3。+31.3。-9.4。+9.4。（乙酸乙酯）乙酸乙酯）（乙酸乙酯）乙酸乙酯）（水）水）（水）水）第24页例：例：写出写出2,3,4-三羟基丁醛四种旋光异构体费歇尔投影式，三羟基丁醛四种旋光异构体费歇尔投影式，并标明其不对称碳原子构型（并标明其不对称碳原子构型（R或或S）。）。CH2OHCHOOHHOHHCH2OHCHOHOHHOHCH2OHCHOOHHOHHCH2OHCHOHOHOHH 2R,3R 2S,3S 2R,3S 2S,3R 第25页2个手性碳原子相同化合物个手性碳原子相同化合物 酒石酸酒石酸(2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸)是含有是含有2个相同手性碳原子分个相同手性碳原子分子，按照可能排列方式，似乎也应该有四种旋光异构体。其子，按照可能排列方式，似乎也应该有四种旋光异构体。其费歇尔投影式以下：费歇尔投影式以下：和和是一对对映体，是一对对映体，和和看起来好像也是对映体，实看起来好像也是对映体，实际上是代表同一化合物，因为只要把际上是代表同一化合物，因为只要把在纸面上旋转在纸面上旋转180。即即变成变成了。了。HCOOHCOOHOHHHHOCOOHCOOHHOHHOHCOOHCOOHOHHHOHCOOHCOOHHOHHO 2R,3R 2S,3S 2R,3S 2S,3R 第26页 投影式投影式或或所表示酒石酸分子有手性碳原子，但整个所表示酒石酸分子有手性碳原子，但整个分子却是非手性。这种含有手性碳原子非手性分子称为内消分子却是非手性。这种含有手性碳原子非手性分子称为内消旋体，用旋体，用m表示。内消旋体无光学活性，能够认为是分子内两表示。内消旋体无光学活性，能够认为是分子内两个结构相同而构型相反手性碳旋光作用刚好相互抵消结果。个结构相同而构型相反手性碳旋光作用刚好相互抵消结果。内消旋体之所以没有旋光性，与分子对称性相关，内消旋体之所以没有旋光性，与分子对称性相关，该分子中该分子中存在一个对称面和一个对称中心存在一个对称面和一个对称中心。总而言之，酒石酸实际上只有三个旋光异构体，即：右总而言之，酒石酸实际上只有三个旋光异构体，即：右旋体，左旋体，内消旋体。等量右旋体和左旋体混合可组成旋体，左旋体，内消旋体。等量右旋体和左旋体混合可组成外消旋体。外消旋体。酒石酸酒石酸熔点熔点/(水水)溶解度溶解度(水水,25)pKa1pKa2右旋体右旋体170+12。1392.834.23左旋体左旋体170-12。1392.934.23内消旋体内消旋体146-1253.114.80外消旋体外消旋体206-20.62.964.24第27页含有含有n个手性碳原子分子个手性碳原子分子 因为每个不对称碳原子上基团能够有两种结合方式，因为每个不对称碳原子上基团能够有两种结合方式，所以含有一个不对称碳原子化合物只可能有两个旋光异所以含有一个不对称碳原子化合物只可能有两个旋光异构体；而含有两个不相同不对称碳原子化合物便可能存构体；而含有两个不相同不对称碳原子化合物便可能存在在224个旋光异构体，含三个不相同不对称碳原子化个旋光异构体，含三个不相同不对称碳原子化合物则可能存在合物则可能存在2228个旋光异构体，等等。因而，个旋光异构体，等等。因而，含含n个不相同不对称碳原子化合物有可能存在个不相同不对称碳原子化合物有可能存在2n个旋光个旋光异构体，这些旋光异构体两两互为对映体，就形成异构体，这些旋光异构体两两互为对映体，就形成2n1对对映体。即旋光异构体数对对映体。即旋光异构体数 2n，对映体数，对映体数 2n1对。对。n为不相同手性碳原子数。比如葡萄糖是含四个不相同为不相同手性碳原子数。比如葡萄糖是含四个不相同手性碳原子化合物，应该有手性碳原子化合物，应该有24 16个旋光异构体，这已个旋光异构体，这已为试验所证实。为试验所证实。假如分子中含有相同手性碳原子，就会有内消旋体假如分子中含有相同手性碳原子，就会有内消旋体存在，其旋光异构体数目就会少于存在，其旋光异构体数目就会少于2n个。个。第28页以下化合物各有多少种立体异构体？以下化合物各有多少种立体异构体？3种种4种种2种种8种种无无4种种无无第29页第五节第五节 不含手性碳原子旋光化合物不含手性碳原子旋光化合物丙二烯型化合物丙二烯型化合物 丙二烯为一聚集多烯，两个相邻双键所在平面相互丙二烯为一聚集多烯，两个相邻双键所在平面相互垂直。当丙二烯两端碳原子上氢原子被不一样基团取代，垂直。当丙二烯两端碳原子上氢原子被不一样基团取代，那么这个丙二烯衍生物就含有旋光异构体。那么这个丙二烯衍生物就含有旋光异构体。第30页联苯型化合物联苯型化合物 在联苯分子中，因为两个苯基围绕单键能够自由在联苯分子中，因为两个苯基围绕单键能够自由旋转，所以不存在对映异构现象。但当在苯基二个邻旋转，所以不存在对映异构现象。但当在苯基二个邻位引入足够大取代基时，因为空间相互作用变得显著，位引入足够大取代基时，因为空间相互作用变得显著，二个苯基自由旋转受到妨碍，而且二个苯环不可能处二个苯基自由旋转受到妨碍，而且二个苯环不可能处于同一平面上，这就使这个联苯衍生物含有非对称原于同一平面上，这就使这个联苯衍生物含有非对称原因，因而有可能解析成旋光性对映体。因，因而有可能解析成旋光性对映体。第31页螺烯化合物螺烯化合物 螺烯是一个含有特殊结构手性分子。迄今为止，在螺烯是一个含有特殊结构手性分子。迄今为止，在文件记载中，这类化合物含有最高旋光度。文件记载中，这类化合物含有最高旋光度。最简单螺烯是由六个苯环邻位骈合所生成，因为分最简单螺烯是由六个苯环邻位骈合所生成，因为分子过分拥挤，使得首尾二个苯环相互重合，使分子形成子过分拥挤，使得首尾二个苯环相互重合，使分子形成螺旋形式，这么分子内不存在任何对称原因，因而含有螺旋形式，这么分子内不存在任何对称原因，因而含有手性，可被拆解成旋光性稳定对映体。手性，可被拆解成旋光性稳定对映体。第32页第六节第六节 手性有机化合物制备手性有机化合物制备外消旋体拆分外消旋体拆分化学拆分法化学拆分法(+)-酸酸(-)-酸酸+(+)-碱碱外消旋体外消旋体旋光性碱旋光性碱(+)-酸酸(+)-碱盐碱盐(-)-酸酸(+)-碱盐碱盐非对映体非对映体重结晶重结晶(+)-酸酸(+)-碱盐碱盐(-)-酸酸(+)-碱盐碱盐HCl,H2OHCl,H2O(+)-酸酸+(+)-碱盐酸盐碱盐酸盐(-)-酸酸+(+)-碱盐酸盐碱盐酸盐第33页诱导结晶法诱导结晶法 在外消旋体过饱和溶液中，加入一定量其中一个旋在外消旋体过饱和溶液中，加入一定量其中一个旋光体晶体作为晶种，相同构型异构体便马上析出结晶而光体晶体作为晶种，相同构型异构体便马上析出结晶而拆分。拆分。微生物法微生物法 这种方法在氨基酸工业科研和生产中得到应用。在这种方法在氨基酸工业科研和生产中得到应用。在外消旋外消旋氨基酸中加入乙酸酐进行酰基化反应，制得氨基酸中加入乙酸酐进行酰基化反应，制得D、L-乙酰基氨基酸。然后加入酰化酶，利用酶对酰基化物乙酰基氨基酸。然后加入酰化酶，利用酶对酰基化物水解选择性而仅使水解选择性而仅使L-氨基酸析出。最终把氨基酸析出。最终把D-乙酰氨基酸乙酰氨基酸水解便得到水解便得到D-氨基酸。氨基酸。D-氨基酸氨基酸L-氨基酸氨基酸乙酸酐乙酸酐D-乙酰乙酰-氨基酸氨基酸L-乙酰乙酰-氨基酸氨基酸对映体对映体对映体对映体酶酶 L-氨基酸氨基酸(分出分出)D-乙酰乙酰-氨基酸氨基酸(水解后分出水解后分出)第34页手性合成（不对称合成）手性合成（不对称合成）由非手性化合物合成手性化合物时，在无外界手性原由非手性化合物合成手性化合物时，在无外界手性原因影响下，总是得到外消旋混合物。不过，若反应在手性因影响下，总是得到外消旋混合物。不过，若反应在手性条件（如手性试剂、手性溶剂、手性催化剂或偏振光等）条件（如手性试剂、手性溶剂、手性催化剂或偏振光等）下进行，则两种对映体可按不一样百分比生成，从而使产下进行，则两种对映体可按不一样百分比生成，从而使产物含有旋光性。这种不经过拆分直接合成出含有旋光性物物含有旋光性。这种不经过拆分直接合成出含有旋光性物质方法，叫做手性合成或不对称合成。比如，乙酰乙酸甲质方法，叫做手性合成或不对称合成。比如，乙酰乙酸甲酯在手性催化剂存在下发生氢化反应，生成酯在手性催化剂存在下发生氢化反应，生成3-羟基丁酸甲羟基丁酸甲酯，酯，D产物占优势。产物占优势。值得指出是，由不对称合成得到旋光性物质，并不是值得指出是，由不对称合成得到旋光性物质，并不是单纯一个旋光性化合物，它们依然是对映体混合物，只是单纯一个旋光性化合物，它们依然是对映体混合物，只是对映体中某一个含量较多。对映体中某一个含量较多。CH2COOCH3C=O +H2CH3(+)-酒石酸酒石酸Ni-Pd-硅胶硅胶CH2COOCH3H OHCH3+CH2COOCH3HO HCH3乙酰乙酸甲酯乙酰乙酸甲酯D-3-羟基丁酸甲酯羟基丁酸甲酯L-3-羟基丁酸甲酯羟基丁酸甲酯第35页