13对映异构.ppt

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,*,下页,首页,退出,上页,十三章 对映异构,Enantiomers,一个手性碳原子,二个手性碳原子,偏振光与旋光性,手性与对映异构,退出,同分异构分为两大类:,有机化合物由于存在同分异构，因而化合物数量极多，结构复杂。,一、同分异构的分类,(一)构造异构,(二),立体异构,2,(一)构造异构,由于分子中原子间连接方式不同而产生的异构，称为构造异构。包括:,1.碳链异构,2.官能团位置异构,3.官能团异构,4.互变异构,3,1.碳链异构,和,和,和,4,2.官能团位置异构,和,和,和,5,3.,官能团异构,CH3,CH,2,CH,2,OH CH,3,-O-CH,2,CH,3,6,4.互变异构,7,(二),立体异构,分子的组成相同、连接方式也相同，但空间排列不同，称为立体异构。包括：,1.构象异构 2.构型异构,8,1.构象异构,9,CH,3,CH,3,CH,3,H C=CC=CC=C,Cl H H Cl,如：反-1,2二氯乙烯分子中的各个原子都在同一平面上，这就是对称面。,23,对称中心,通过分子中心与分子中的任何一个原子作联线，若在延长线的等距离处有相同的原子,，则该点就是分子的对称中心。,24,如:2,4-二甲基-1,3-环丁二酸,COOH CH,3,H H,CH,3,COOH,H,H,H,25,如果一个分子即无对称面，又无对称中心，这个分子是,手性分子,。有旋光性。而有对称面或对称中心的分子，则无手性，无旋光性。,26,具有一个手性碳原子的化合物，是最简单的旋光物质，有一对对映体。对映体的熔点、沸点及一般化学性质相同。旋光度数值也相同，但方向相反。,1.对映异构体的构型表示法,2.手性碳原子的构型标记法,四、含一个手性碳原子的对映异构,27,费歇尔(Fischer)投影式,分子的空间构型式常采用费歇尔投影式。利用立体模型在纸面上的投影得到一种表达式。,如：乳酸,H,OH,CH,3,COOH,OH,H,CH,3,COOH,1.对映异构体的构型表示法,28,费歇尔投影式的书写原则：,以横竖两线的交叉点代表手性碳原子；两个竖立键，在纸面的下方；两个横向 键在纸面的上方；将碳链放在竖直方向，编号最小的碳原子（或氧化态较高的碳原子）放在上面。,29,注意：,费歇尔投影式可在纸面上旋转180，绝不能旋转,90，否则键的前后位置发生改变。,30,不能离开纸面翻身。否则所有键的前后位置正好相反，是两个完全不同的构型。,H,HO,CH,3,COOH,H,OH,CH,3,COOH,31,透视式,乳酸的一对对映体：,四个键：两个处于平面用实线表示；,一个处于平面上方，用楔形线表示；,一个处于平面下方，用虚线表示。,32,2.手性碳原子的构型标记法,D/L构型标记法（相对构型法）,R/S构型标记法（绝对构型法）,33,一对对映体具有不同的构型，经测定一为左旋体，一为右旋体，但其构型无法从旋光方向上判断。为了表示旋光物质的构型，选择了甘油醛作为比较标准，并人为的规定了它的构型。,D/L构型标记法（相对构型法）,34,D-(+)-甘油醛 L-(-)甘油醛,醛基在上方，羟甲基在下方，羟基在右边的右旋甘油醛定为D-型，记为D-(+)-甘油醛。而羟基在左边的左旋甘油醛定为L-型，记为L-(-)-甘油醛。,35,这样确定的构型是相对于标准物质而言，所以是相对构型。把构型相当于右旋甘油醛的物质称为D型，相当与左旋甘油醛的物质称为L型。,用上述方法确定的构型与旋光方向无关，D型不一定是右旋，L型不一定是左旋。甘油醛的构型与旋光方向相同是巧合。,36,D-()甘油醛,D-(-)甘油酸,D-(-)乳酸,通过与人为的标准物甘油醛的反应联系起来，一系列化合物的相对构型也就确定了。,37,D/L法有一定局限性。比如，有些环状化合物很难与甘油醛联系起来，而且只适用于含有一个手性碳原子的化合物。因此提出了R/S法（1970年）。,38,R/S构型标记法（绝对构型法）,命名原则：,a把与手性碳相连的四个基团按照顺序规则，由小到大按1,2,3,4排出顺序。,b将号数最小的1号基团放在离观察者最远的位置，然后按照4,3,2顺序观察其它三个基团。,若此顺序是,顺时针,的，则该手性碳的构型是,型,。,若此顺序是,逆时针,的，则为,型,。,39,例.乳酸 CH,3,CH(OH)COOH,乳酸,观察者,乳酸,40,例2.2-羟基丙醛,R-2-羟基丙醛,S-2-羟基丙醛,41,例3.2-丁醇 CH,3,CH(OH)CH,2,CH,3,S,-,2-丁醇,R,-,2-丁醇,42,也可以直接通过费歇尔投影式来确定构型,:忽略最小基团，将其他三个基团由大到小排列，顺时针为S,逆时针为R。,R,S,43,如：,R,R,S,应当指出，有机分子的相对构型和绝对构型之间，绝无一定的对应关系，（类似于顺反异构中的顺/反和Z/E命名法）。,44,六、含有两个手性碳原子的旋光异构,.两个不同手性碳的旋光异构,.两个相同手性碳的旋光异构,45,含有一个以上手性碳原子的化合物的构型，也可以按照顺序规则，给予每一个手性碳以R/S命名，标明手性碳的号码即可。,两个不同手性碳的旋光异构,46,如：氯代酒石酸,HOOC-CH-CH-COOH,Cl OH,*,分子中含有两个手性碳：C2和C3它们各自与四个不同的基团相连，按照分子中手性碳的排列组合，可能有以下几种旋光异构体：,47,2R,3R,2S,3S,2R,3S,2S,3R,在确定构型时，可将一个手性碳原子看成另一个手性碳原子的取代基。,对映体的等量混合物是外消旋体、,2,3,48,手性碳数 旋光异构体数目,一 2=2,1,个 二 4=2,2,个 三 8=2,3,个,n,2,n,个,49,.有两个相同手性碳原子的旋光异构,以酒石酸（二羟基丁二酸）为例：,2R,3S,2S,3S,2R,3R,2S,3R,同一化合物,对映体,2,3,()(),()(),含有两个相同手性碳的化合物有三个异构体，数目小于2,n,个。,50,在上式中，两个手性碳原子联结的基团相同，构型一个为R，一个为S，旋光方向相反，分子内的旋光性就相互抵消了，因此该分子不具有旋光性.，这种不具有旋光性的旋光异构体称为内消旋体，内消旋体之所以无旋光性，可以从分子中存在着对称因素来理解。,(2R,3S)-2,3-二羟基丁二酸,51,内消旋体和外消旋体虽然都无旋光性，但二者有本质上的区别：外消旋体为一混合物由等量的左旋体和右旋体混合而成，可设法将二者分开；内消旋体是单一化合物，不能再进行分离。,52,R/S法虽广泛应用，但它不能反映旋光物质之间构型的联系（即由R型经过化学反应后，不一定得到R型）。同时当分子中含有多个手性碳原子时，命名也显得麻烦，因此R/S法不能完全代替D/L法。如：,CH,2,OH,CHO,D-(+)-葡萄糖,53,大部分旋光物质都含有一个或几个手性碳原子。但有些旋光物质的分子中并不含有手性碳原子。如丙二烯型化合物、单键旋转受阻碍的联苯型化合物等。,丙二烯型,联苯型,54,旋光异构现象已经成为研究有机立体化学的一个重要方面，它对天然有机物结构的鉴定，对合成药物、高聚物等有机化工产品的研制和生产，对有机反应历程的研究都起着重要的作用。,55,Thank,YOU,56,