第8章-立体化学.ppt

同分异构现象 饱和碳原子具有四面体结构. (sp3杂化) 例: 乳酸(2-羟基丙酸CH3-CHOH-COOH) 的立体结构： 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. ——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: ——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. ——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. A: 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. 凡是手性分子,必有互为镜象的构型.分子的手性是存在对映体的必要和充分条件. 互为镜象的两种构型的异构体叫做对映体. 一对对映体的构造相同,只是立体结构不同,这种立体异构就叫对映异构.如乳酸是手性分子,故有对映体存在: 对映体的一般物理性质(熔点,沸点,相对密度...,以及光谱)都相同,只有对偏振光的作用不同. 旋光性--能旋转偏正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. 由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向,不仅与物质的结构有关,而且与测定的条件(样品浓度,盛放样品管的长度,偏正光的波长及测定温度等)有关. 用任一浓度的溶液,在任一长度的盛液管中进行测定,然后将实际测得的旋光度?,按下式换算成比旋光度[?]: 通常将测定时的温度和偏正光的波长标出: 溶剂对比旋光度也有影响,所以也要注明溶剂. 例: 在20℃时,以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋52.5°,记为: 手性碳原子的概念— 在有机化合物中，手性分子大都含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。 这种碳原子没有任何对称因素,故叫不对称碳原子,或叫手性碳原子,在结构式中通常用*标出手性碳原子。 例：乳酸CH3CHOHCOOH 将手性碳原子表示在纸面上，用实线表示在纸面上的键，虚线表示伸向纸后方的键，用锲形实线表示伸向纸前方的键。 8.4.2 构型的确定——菲舍尔投影式、锲形式看不出左、右旋；旋光仪可测，但不能判断构型。 8.4.2 构型的确定甘油醛（2,3-二羟基丙醛CH2OH-CHOH-CHO)—构型标准化合物 两种甘油醛的绝对构型： —右旋酒石酸铷钠的绝对构型： （1）关联比较法得出此构型，测得结果为右旋。 （2）X光衍射直接确定右旋酒石酸铷钠与此推出的构型一致。 （3）所以人为指定的甘油醛的构型也是其绝对构型。以此为标准确定的其它相对构型也是绝对构型。 构造相同，构型不同的异构体在命名时，有必要对它们的构型给以一定的标记。 如乳酸：CH3CHOHCOOH 有两种构型。 构型的标记方法有两种： （以甘油醛为对照标准）： 右旋甘油醛的构型定为D型，左旋甘油醛的构型定为L型。凡通过实验证明其构型与D-相同的化合物，都叫D型，在命名时标以“D”。而构型与L-甘油醛相同的，都叫L型，在命名时标以“L”。 例：左旋乳酸：D-(-)-乳酸; 右旋乳酸: L-(+)-乳酸 D-L标记法只表示出分子中只有一个手性碳原子的构型，对含有多个手性碳原子的化合物，这种标记不合适，有时甚至会产生名称上的混乱。 R-S标记法—是根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记的，其方法是： (1)先把手性碳原子所连接的四个基团设为：a,b,c,d。并将它们按次序（3.3节次序规则）排队。 (2)若a,b,c,d四个基团的顺序是a在先，b其次，c再次，d最后。将该手性碳原子在空间作如下安排： 例如： R-S标记法 （1）先将次序排在最后的基团d放在一个竖立的（即指向后方的）键上。然后依次轮看a、b、c。 （2）如果是顺时针方向轮转的，则该投影式代表的构型为R型；如果是逆时针方向轮转的，则为S型。 —顺时针方向轮转的，则该投影式代表的构型为S型；如果是逆时针方向轮转的，则为R型。 例如：乳酸CH3CHCOOH手性碳原子的四个基团排队： OH OH > COOH > CH3 > H.因此乳酸