chapter羟基酸羰基酸及对映异构的概念.pptx

羧酸中烃基上的氢原子被羟基取代而生成的羧酸中烃基上的氢原子被羟基取代而生成的化合物称为羟基酸。化合物称为羟基酸。2-2-羟基丙酸羟基丙酸-羟基丙酸羟基丙酸（乳酸）（乳酸）3-3-羟基羟基-3-3-羧基戊二酸羧基戊二酸-羟基羟基-羧基戊二酸羧基戊二酸（柠檬酸）（柠檬酸）2-2-羟基苯甲酸羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸（水扬酸）（水扬酸）或或或或或或第一节第一节 羟基酸羟基酸（一）羟基酸的命名（一）羟基酸的命名母体：母体：羧酸羧酸羟基酸的命名羟基酸的命名（二）羟基酸的性质（二）羟基酸的性质 具有羟基和羧基的各种反应具有羟基和羧基的各种反应,由于两个官能由于两个官能团相互影响团相互影响,还具有一些特性还具有一些特性.（1 1）酸性）酸性3.874.514.86吸电基吸电基PKa羟基酸的性质羟基酸的性质（2 2）脱水反应）脱水反应-羟基酸羟基酸:两分子相互酯化两分子相互酯化,生成六元环的交酯生成六元环的交酯.-羟基丙酸羟基丙酸丙交酯丙交酯羟基酸的性质羟基酸的性质-羟基酸羟基酸:分子内脱水生成分子内脱水生成,-,-不饱和酸。不饱和酸。-和和-羟基酸羟基酸:生成五元环和六元环的内酯。生成五元环和六元环的内酯。-戊内酯戊内酯-羟基戊酸羟基戊酸羟基酸的性质羟基酸的性质第二节第二节 羰基酸羰基酸羰基酸羰基酸:分子中含有羰基和羧基的化合物分子中含有羰基和羧基的化合物.乙醛酸乙醛酸丙醛酸丙醛酸丙酮酸丙酮酸2-2-丁酮酸丁酮酸乙酰甲酸乙酰甲酸2-2-氧代丙酸氧代丙酸乙酰乙酸乙酰乙酸3-3-氧代丁酸氧代丁酸或或或或或或或或羰基酸羰基酸(一）乙酰乙酸乙酯的制法一）乙酰乙酸乙酯的制法克莱森（克莱森（Claisen）酯缩合反应：）酯缩合反应：酯酯 +含活泼亚甲基化合物含活泼亚甲基化合物碱性催化剂碱性催化剂缩合产物缩合产物（酯、醛、酮、腈等）（酯、醛、酮、腈等）（在活泼亚甲基上引进酰基）（在活泼亚甲基上引进酰基）例：例：乙酰乙酸乙酯的制法乙酰乙酸乙酯的制法（二）酮烯醇互变异构（二）酮烯醇互变异构乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯酮的反应酮的反应烯醇的反应烯醇的反应酮式酮式 烯醇式烯醇式酮烯醇互变异构酮烯醇互变异构存在互变异构的原因：存在互变异构的原因：亚甲基上的氢活泼容易失去，与氧结合形成烯醇。亚甲基上的氢活泼容易失去，与氧结合形成烯醇。生成的烯醇比较稳定是由于：生成的烯醇比较稳定是由于：分子内氢键分子内氢键:p-p-共轭电子离域共轭电子离域:常温下含量常温下含量92.57.5 分离分离 (石英容器石英容器)41(267Pa)33(267Pa)酮烯醇互变异构酮烯醇互变异构（三）乙酰乙酸乙酯的性质（三）乙酰乙酸乙酯的性质（1 1）酮式分解）酮式分解（2 2）酸式分解）酸式分解乙酰乙酸乙酯的性质乙酰乙酸乙酯的性质（3 3）乙酰乙酸乙酯甲亚基的活性）乙酰乙酸乙酯甲亚基的活性分子中的亚甲基分子中的亚甲基影响，比较活泼，与醇钠等强碱作用，生成乙酰乙酸影响，比较活泼，与醇钠等强碱作用，生成乙酰乙酸乙酯的钠盐乙酯的钠盐.负碳亲核试剂负碳亲核试剂负碳亲核试剂负碳亲核试剂受两个羰基的受两个羰基的乙酰乙酸乙酯的性质乙酰乙酸乙酯的性质(四四)乙酰乙酸乙酯在合成上的应用乙酰乙酸乙酯在合成上的应用 烷基和二烷基取代的乙酰乙酸乙酯可进行酮烷基和二烷基取代的乙酰乙酸乙酯可进行酮式分解或酸式分解式分解或酸式分解,合成取代乙酸和取代丙酮合成取代乙酸和取代丙酮.乙酰乙酸乙酯在合成上的应用乙酰乙酸乙酯在合成上的应用(1)(1)合成甲基酮：合成甲基酮：例例:合成合成乙酰乙酸乙酯在合成上的应用乙酰乙酸乙酯在合成上的应用（2 2）合成一元酸）合成一元酸例例合成合成2-甲基戊酸甲基戊酸乙酰乙酸乙酯在合成上的应用乙酰乙酸乙酯在合成上的应用第三节第三节 对映异构的概念对映异构的概念异构现象异构现象构构造造异异构构分子中原子成分子中原子成键顺序不同。键顺序不同。（分子式相同，分子式相同，构造式不同构造式不同）碳碳架架异异构构官官能能团团位位置置异异构构官官 能能 团团 异异 构构互互变变异异构构立立体体异异构构构构象象异异构构顺顺反反异异构构对对映映异异构构分子中原子成分子中原子成键顺序相同，键顺序相同，在空间排列的在空间排列的方式不同方式不同。（分子式同，（分子式同，构造式同，构构造式同，构型式不同）型式不同）异构现象异构现象（一）物质的旋光一）物质的旋光（1 1）平面偏振光）平面偏振光 光是一种电磁波，它振动着前光是一种电磁波，它振动着前进，振动方向垂直于前进方向。普进，振动方向垂直于前进方向。普通光在所有可能的平面上振动。通光在所有可能的平面上振动。普通光普通光 如果使单色光通过如果使单色光通过Nicol Nicol 棱镜，棱镜，只有同棱镜晶轴平行的平面上振动的只有同棱镜晶轴平行的平面上振动的光线才可以通过棱镜光线才可以通过棱镜，因此通过这种因此通过这种棱镜的光线就只在一个平面棱镜的光线就只在一个平面上上振动振动，这种只在一个平面上振动这种只在一个平面上振动的光就是平的光就是平面偏振光。面偏振光。平面偏振光平面偏振光平面偏振光平面偏振光（2 2）旋光仪）旋光仪旋光仪示意图旋光仪示意图 在盛液管中放入旋在盛液管中放入旋 光性物质后，偏振光将发生光性物质后，偏振光将发生偏转。能使偏振光向右旋转的，称为偏转。能使偏振光向右旋转的，称为右旋化合物右旋化合物，用，用(+)(+)表示；表示；能使偏振光向左旋转的，称为能使偏振光向左旋转的，称为左旋化合左旋化合物物，用，用(-)(-)表示。表示。旋光仪旋光仪（二）比旋光度（二）比旋光度 旋光性物质使偏振光旋转的角度称为旋光旋光性物质使偏振光旋转的角度称为旋光度度,用用表示表示.物质旋光度物质旋光度的大小与盛液管的长度、溶的大小与盛液管的长度、溶液的浓度、光源的波长、测定时的温度、所液的浓度、光源的波长、测定时的温度、所用的溶剂的有关用的溶剂的有关.（1 1）旋光度旋光度旋光度旋光度比旋光度公式如下：比旋光度公式如下：:测得的旋光度；测得的旋光度；B B:质量浓度质量浓度，g/mlg/ml；l:l:盛液管的长度盛液管的长度，dm;dm;t:t:测定时的温度测定时的温度;:光源的波长光源的波长.通常用比旋光度通常用比旋光度来表示物质的旋光属性。来表示物质的旋光属性。（2 2）比旋光度）比旋光度 在一定条件下在一定条件下,某物质的旋光性为一常数某物质的旋光性为一常数,称称为比旋光度为比旋光度.比旋光度比旋光度(三）手性分子和对映异构三）手性分子和对映异构（1 1）手性分子）手性分子 化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相连时，这个化合物在空间有两种不同排列，即两种连时，这个化合物在空间有两种不同排列，即两种构型构型.这两种不同构型的化合物相互不能重叠这两种不同构型的化合物相互不能重叠,像人像人的两只手的两只手.2-丁醇丁醇手性分子和对映异构手性分子和对映异构（2 2）手性碳原子：）手性碳原子：与四个不同的原子或集团相连的碳原子为手与四个不同的原子或集团相连的碳原子为手性原子，或不对称碳原子，用性原子，或不对称碳原子，用C C*表示。表示。手性分子和对映异构手性分子和对映异构（3 3）对映异构：）对映异构：互为镜象，但不能叠合的两种不同构型的化互为镜象，但不能叠合的两种不同构型的化合物合物.物理性质物理性质:一般物性相同一般物性相同,但使偏振光平面旋转方向但使偏振光平面旋转方向不同不同,旋光大小数据相同旋光大小数据相同.化学性质化学性质:一般化性相同一般化性相同,但与手性试剂反应时但与手性试剂反应时,反应反应速率差别大速率差别大,有时只与一种异构体反应有时只与一种异构体反应.手性分子和对映异构手性分子和对映异构(4)(4)对映异构的判断对映异构的判断分子中没有对称面，也没有对称中心分子中没有对称面，也没有对称中心.非手性分子非手性分子手性分子手性分子*手性分子和对映异构手性分子和对映异构(四）具有一个手性中心的对映异构构型的表示四）具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法方法（1 1）FischerFischer投影式投影式2-丁醇的球棒模型丁醇的球棒模型四面体式四面体式 用平面形式表示具有手性碳原子分子的立用平面形式表示具有手性碳原子分子的立体模型的式子为体模型的式子为FischerFischer投影式。投影式。具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法FischerFischer投影式投影式规定规定:手性碳放在平面上，用横竖线交点表示。手性碳放在平面上，用横竖线交点表示。横的表示伸向前方横的表示伸向前方.竖的表示伸向后方竖的表示伸向后方.习惯上习惯上:把含碳原子的基（主碳链把含碳原子的基（主碳链)放在竖键的方向放在竖键的方向.编号较小的放在上端编号较小的放在上端.具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法（2 2）透视式）透视式具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法（五）构型的标记（五）构型的标记（1 1）D,LD,L标记法标记法确定对映体的相对构型确定对映体的相对构型.选（选（+)-+)-甘油醛为标准，甘油醛为标准，指定其构型为型：指定其构型为型：指定（指定（-)-)-甘油醛甘油醛的构型为型：的构型为型：D-(+)D-(+)甘油醛甘油醛D-(-)D-(-)甘油醛甘油醛注意注意！构型构型DLDL和旋光方向和旋光方向(+)(-)(+)(-)是两套不相干的符号；是两套不相干的符号；DLDL表示分子中原子在空间的排列方式；表示分子中原子在空间的排列方式；(+)(-)(+)(-)使表示平面偏振光扭转的方向使表示平面偏振光扭转的方向.D,LD,L标记法标记法 凡可以从凡可以从D-D-甘油醛通过化学反应而得到的化甘油醛通过化学反应而得到的化合物，或可以转变成合物，或可以转变成D-D-甘油醛的化合物，都具甘油醛的化合物，都具有与有与D-D-甘油醛相同的构型，即甘油醛相同的构型，即D D型。与型。与L-L-甘油醛甘油醛的相同构型的化合物则是的相同构型的化合物则是L L型。型。局限局限:只能表示简单有机化合物的构型只能表示简单有机化合物的构型.有时采用不同方法所得到的同一个化合物，有时采用不同方法所得到的同一个化合物，可以是可以是D D型，也可以是型，也可以是L L型型.人为规定：人为规定：D,LD,L标记法标记法（B B）然后把排列次序最小的放在距观察者最远）然后把排列次序最小的放在距观察者最远的地方，再看其它三个基的排列位置，的地方，再看其它三个基的排列位置，如果由如果由大到小是顺时针排列的，是大到小是顺时针排列的，是R R型，反时针方向是型，反时针方向是S S型。型。（2 2）R,SR,S标记法标记法步骤：步骤：（A A）首先把与手性碳原子相连的四个原子或）首先把与手性碳原子相连的四个原子或基按基按次序规则排列次序，次序规则排列次序，R,SR,S标记法标记法观察者观察者2-2-丁醇丁醇举例：举例：(R)-)-R,SR,S标记法标记法简便方法：简便方法：左右手规则：最小集团在那一侧，就用那只手。左右手规则：最小集团在那一侧，就用那只手。食指代表横键的集团，中指代表竖键上方的集团，拇食指代表横键的集团，中指代表竖键上方的集团，拇指代表竖键下方的集团。把手转向自己，手腕则是离指代表竖键下方的集团。把手转向自己，手腕则是离自己最远的最小集团。食指、中指、拇指所代表的集自己最远的最小集团。食指、中指、拇指所代表的集团按由大到小的顺序顺时针构型为团按由大到小的顺序顺时针构型为R，逆时针为，逆时针为S。最小集团在右侧，用右手。最小集团在右侧，用右手。食指食指拇指拇指中指中指集团由大到小的顺序为：集团由大到小的顺序为：OH C2H5 CH3食指食指 拇指拇指 中指中指顺时针顺时针：构型为：构型为R。例：例：R,SR,S标记法标记法 Fischer Fischer投影式中最小集团在上下者，另外三个投影式中最小集团在上下者，另外三个集团按次序规则由大到小的顺序排列，顺时针构型为集团按次序规则由大到小的顺序排列，顺时针构型为R，逆时针构型为，逆时针构型为S S。最小集团在左右着，则相反：顺时针构型为最小集团在左右着，则相反：顺时针构型为S S，逆，逆时针构型为时针构型为R。甘油醛甘油醛1 12 23 31 12 23 32-2-丁醇丁醇(R)-(S)-)-乳酸乳酸甘油醛甘油醛(S)-)-(R)-1 12 23 31 12 23 3R,SR,S标记法标记法