立体化学基础stereochemistry市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

立体化学基础立体化学基础(stereochemistry)一一.旋光异构旋光异构(optical isomerism)第1页（一）偏振光和（一）偏振光和物质旋光性物质旋光性l1.平面偏振光平面偏振光l光是一个电磁波，光波光是一个电磁波，光波振动方向和前进方向相振动方向和前进方向相互垂直。互垂直。第2页第3页l光经过透镜（尼可尔棱光经过透镜（尼可尔棱镜），就有一部分光线镜），就有一部分光线被阻挡而不能经过。被阻挡而不能经过。l只能使在某一平面上振只能使在某一平面上振动光线经过，这种光叫动光线经过，这种光叫做做“平面偏振光平面偏振光”。第4页第5页2.旋光仪旋光仪第6页3.旋光性旋光性l有些物质如石英晶体、有些物质如石英晶体、乳酸和蔗糖等能使偏振乳酸和蔗糖等能使偏振光偏振面光偏振面旋转旋转，这种性，这种性质叫做质叫做“旋光性旋光性”或光或光学活性学活性。第7页旋光度：旋光度：l旋光性物质使偏振光振旋光性物质使偏振光振动方向旋转角度，动方向旋转角度，左，左旋旋(-)，右旋（，右旋（+）。）。第8页第9页比旋光度比旋光度第10页（二）分子手性（二）分子手性和旋光性和旋光性l1.手心（性）：一个物体手心（性）：一个物体假如和本身镜像不能重假如和本身镜像不能重合就叫做含有手性，这合就叫做含有手性，这么分子叫手性分子。么分子叫手性分子。第11页l2.手心（性）碳原子手心（性）碳原子*(不对称不对称C chiral carbon atoms)：连接：连接四个不一样基团四个不一样基团第12页3.光学异构体：光学异构体：l实物与镜像关系异构实物与镜像关系异构体又称对映异构体体又称对映异构体（对映体对映体），旋光异），旋光异构体，镜像异构体。构体，镜像异构体。第13页一对对映体：一对对映体：l由一个左旋体和一个由一个左旋体和一个右旋体组成右旋体组成。第14页外消旋体：外消旋体：lRacemic mixturel等量左旋体、右旋体混等量左旋体、右旋体混合物，旋光度为合物，旋光度为0，是两，是两个化合物。个化合物。第15页4.Fischer投影式投影式（针对（针对*C）第16页投影方法投影方法l球棒模型中心球棒模型中心C上下方基团上下方基团指向纸平面后面，左右基指向纸平面后面，左右基团指向纸平面前面。团指向纸平面前面。l基本碳链垂直方向投影，基本碳链垂直方向投影，编号小编号小C放在上面。放在上面。第17页投影式能够在纸平面投影式能够在纸平面左右转左右转180度度第18页不能离开纸平面翻转不能离开纸平面翻转第19页不能在纸平面不能在纸平面旋转旋转90度或度或270度度第20页（三）构型表示方法（三）构型表示方法1.D、L构型构型第21页第22页3.R、S构型构型l球棒模型球棒模型l4个基团按次序大小（次序规则）个基团按次序大小（次序规则）排列，在最小基团与手性碳连接排列，在最小基团与手性碳连接线延长线上观察另线延长线上观察另3个基团从大个基团从大到小排列次序，若顺时针方向排到小排列次序，若顺时针方向排列，为列，为R构型，反之，则为构型，反之，则为S。第23页第24页 Fischer投影式投影式第25页l4个基团按次序大小（次个基团按次序大小（次序规则）排列，若最小基序规则）排列，若最小基团在竖键上，观察另团在竖键上，观察另 3个个基团从大到小排列次序，基团从大到小排列次序，若顺时针方向排列，为若顺时针方向排列，为R构型，反之，则为构型，反之，则为S。第26页R第27页l4个基团按次序大小（次个基团按次序大小（次序规则）排列，若最小序规则）排列，若最小基团在横键上，另基团在横键上，另 3个基个基团从大到小排列次序，团从大到小排列次序，若顺时针方向排列，为若顺时针方向排列，为S 构型，反之，则为构型，反之，则为R。第28页R第29页（四）含两个手性（四）含两个手性碳原子化合物碳原子化合物l1.含两个相同手性碳原子含两个相同手性碳原子化合物化合物l酒石酸酒石酸l内消旋体内消旋体l对称面对称面第30页第31页2.含两个不一样手性含两个不一样手性碳原子化合物（非对映体）碳原子化合物（非对映体）第32页N个手性C，旋光异构体，2n第33页（五）没有手性碳原子（五）没有手性碳原子旋光异构旋光异构第34页1.联苯型联苯型第35页第36页2.丙二烯型丙二烯型第37页（六）对映体性质（六）对映体性质l1.物理性质物理性质l对映体除旋光方向和在对映体除旋光方向和在旋光性溶剂中溶解度外，旋光性溶剂中溶解度外，旋光度、熔点、沸点、旋光度、熔点、沸点、溶解度都完全相同。溶解度都完全相同。第38页l非对映体则不一样。非对映体则不一样。l外消旋体：它物理性质和外消旋体：它物理性质和纯对映体不一样，没有旋纯对映体不一样，没有旋光性、熔点、比重与折光光性、熔点、比重与折光指数都不一样，但沸点与指数都不一样，但沸点与纯对映体相同。纯对映体相同。第39页2.化学性质化学性质l对映体与非旋光性试剂对映体与非旋光性试剂作用时，含有相同化学作用时，含有相同化学性质，与旋光性试剂作性质，与旋光性试剂作用时含有不一样化学性用时含有不一样化学性质。质。第40页3.生理性质生理性质l（-）肾上腺素血管收缩）肾上腺素血管收缩作用比（作用比（+）体大）体大1215倍。倍。l（-）氯霉素抗菌作用比）氯霉素抗菌作用比（+）体大）体大100倍。倍。第41页（-）氯霉素）氯霉素第42页（-）肾上腺素）肾上腺素第43页（七）外消旋体拆分（七）外消旋体拆分l1.化学分离法化学分离法l外消旋体外消旋体+旋光性化旋光性化合物合物非对映体非对映体分分离离恢复恢复第44页l酸酸+生物碱（胺类）生物碱（胺类）分分离离酸或碱水解酸或碱水解l非酸非碱，设法接羧基非酸非碱，设法接羧基或氨基。或氨基。l分离：分级结晶、色谱、分离：分级结晶、色谱、离子交换法离子交换法第45页2.诱导结晶拆分法诱导结晶拆分法l外消旋体外消旋体+纯左旋体纯左旋体（或右旋体）（或右旋体）过饱过饱和和结晶结晶l3.生化分离法生化分离法第46页二二.构象异构构象异构（一）分子模型平面（一）分子模型平面表示方法表示方法第47页1.锯架式锯架式第48页2.纽曼式纽曼式第49页（二）构象异构（二）构象异构l因为因为C-C单键自由旋转单键自由旋转或扭曲而引发分子中原或扭曲而引发分子中原子或基团在空间不一样子或基团在空间不一样排列。排列。第50页1.乙烷乙烷l交叉式，重合式，交叉式，重合式，能垒能垒12.5 KJ/moll2.丙烷丙烷 能垒能垒13.8 KJ/mol第51页3.正丁烷正丁烷l（全、部分）交叉式，（全、部分）交叉式，（全、部分）重合式（全、部分）重合式第52页4.环己烷环己烷l椅式和船式椅式和船式l直立键和平伏键直立键和平伏键第53页第54页三三.同分异构体同分异构体l1.结构异构：结构异构：l碳链、官能团种类、碳链、官能团种类、官能团位置、互变官能团位置、互变第55页2.立体异构立体异构l构型异构（顺反、对构型异构（顺反、对映）映）l构象异构构象异构第56页