有机化学 第五章旋光异构

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1、第五章旋光异构旋光性旋光仪(polarimeter)旋光性的表示方法:旋光性--能旋转偏振光的振动方向的性质叫旋光性旋光性物质(或叫光活性物质)--具有旋光性的物质.右旋物质--能使偏振光的振动方向向右旋的物质.通常用“d”或“+”表示右旋.左旋物质--能使偏振光的振动方向向左旋的物质.通常用“l”或“-”表示左旋.旋光度--偏振光振动方向的旋转角度.用“”表示.同分异构现象构造异构constitutional立体异构Stereo-碳链异构(如:丁烷/异丁烷)官能团异构(如:醚/醇)位置异构(如:辛醇/仲辛醇)构型异构configurational构象异构co

2、nformational顺反,Z、E异构旋光异构（对映异构）同分异构isomerism构造异构：分子式相同而分子中原子或基团连接顺序不同立体异构：分子中原子的结合顺序相同而原子或基团在空间相对位置不同对映异构：分子式和构造式相同，构型不同并呈镜象对映关系的立体异构现象称为对映异构，又称旋光异构或光学异构。一、手性和对映体生活中的对映体(1)-镜象沙漠胡杨生活中的对映体(2)-镜象井冈山风景桂林风情左右手互为镜象左手和右手不能叠合左右手互为镜象RCHCOOHNH2*二、重要概念1、手性碳原子：连接四个不同原子或基团的碳原子，称为手性碳原子或不对称碳原子，常用C*表

3、示。2、手性：实物和镜象不能重合的性质称为手性。3、手性分子：具有手性的分子不能和它的镜象重合，叫手性分子。4、非手性分子：能够同它的镜象重合的分子叫做非手性分子5、对映体和非对映体：呈镜象关系的一对立体异构体称为对映异构体，简称对映体。不呈镜象关系的一对立体异构体称为非对映体。6、外消旋体：一对对映体的等量混合物称为外消旋体，用“±”表示。外消旋体是无旋光性的混合物，它可以拆分成等量的旋光方向相反的物质。(2R,3R)(2S,3S)7、内消旋体：分子中含有相同的手性碳原子，分子内部存在对称因素，从而使分子内部旋光性相互抵消的化合物称为内消旋体，用“m”表示。内

4、消旋体是一无旋光性的纯物质，不能拆分。手性物质一般都具有旋光性判断化合物是否具有旋光性和对映异构就是看分子是否具有手性考察分子的对称性,要考察的对称因素有以下四种——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360º/n后,(n=正整数),得到的分子与原来的分子相同,这条直线就是n重对称轴.有2重对称轴的分子(2-丁烯)三、分子的对称性与手性的关系(1)对称轴(旋转轴)——设想分子中有一平面,它可以把分子分成互为镜象的两半,这个平面就是对称面.如:有对称面的分子(氯乙烷)(2)对称面(镜面)——设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子出发,向这个点作一直线,再

5、从这个点将直线延长出去,则在与该点前一线段等距离处,可以遇到一个同样的原子,这个点就是对称中心.有对称中心的分子(3)对称中心——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360º/n后,再用一个与此直线垂直的平面进行反映(即作出镜象),如果得到的镜象与原来的分子完全相同,这条直线就是交替对称轴.(Ⅰ)旋转90º后得(Ⅱ),(Ⅱ)作镜象得(Ⅲ),(Ⅲ)等于(Ⅰ)有4重交替对称轴的分子(4)交替对称轴(旋转反映轴)4A:非手性分子——凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子.B:手性分子——既没有对称面,又没有对称中心,也没有4重交替对称轴的分子,都不能与其镜象

6、叠合,都是手性分子.C:对称轴的有无对分子是否具有手性没有决定作用.在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心,或者同时还具有4重对称轴.没有对称面或对称中心,只有4重交替对称轴的非手性分子是个别的.对称性与手性的关系:手性分子的一般判断:只要一个分子既没有对称面,又没有对称中心,就可以初步判断它是手性分子.对映体是一对相互对映的手性分子,它们都有旋光性,两者的旋光方向相反,但旋光能力是相同的.在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性(有些手性分子旋光度很小);而非手性分子则没有旋光性.手性碳原子的概念—在有机物中，手性分子大都含有与四个互不相同的基团

7、相连的碳原子,用*标出.含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子；四、含有一个手性碳原子的化合物的对映异构例：乳酸CH3CHOHCOOH*外消旋体—由等量的对映体相混合而成的混合物.乳酸乳酸的分子模型和投影式菲舍尔投影式:两个竖立的键—向纸面背后伸去的键;两个横在两边的键—向纸面前方伸出的键.五、构型的表示法和构型的标记1、构型的表示法（1）菲舍尔投影式在纸面上旋转180º—不变；旋转90º或270º或翻身—镜象不能离开纸面翻转。在纸面上转动90。,270。，变成其对映体。在纸面上转动180。构型不变。保持1个基团固定，而把其它三个基团顺时针或逆时针地调换位置，构

8、型不变。任意两个基团调换