立體化學(xué)專題知識市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

1、第三章 立 體 化 學(xué) 基 礎(chǔ)第1頁（順反）第2頁烷烴構(gòu)象烷烴構(gòu)象異構(gòu)體有機(jī)分子中因?yàn)?CC 鍵沿鍵軸能夠自由旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，分子中原子或基團(tuán)相對位置會不停發(fā)生改變，就形成了許多不一樣空間排列方式。這種僅僅因?yàn)閲@單鍵旋轉(zhuǎn)而引發(fā)分子中原子或基團(tuán)在空間不一樣排列方式稱為構(gòu)象異構(gòu)體?；仡櫯c補(bǔ)充 第3頁 傘形式（楔形式） 鋸架式（透視式） 透視式表示從斜側(cè)面看到乙烷分子模型形象 第4頁紐曼投影式 該方法是從C-C單鍵延長線上觀察化合物分子，投影時以圓圈表示C-C單鍵上碳原子，因?yàn)榍昂髢蓚€碳原子重合，紙面上只能畫出一個圓圈。前面碳上三個C-H鍵能夠從圓心出發(fā)，彼此以120度夾角向外伸展三根線代表，

2、后面C上三個C-H鍵，則用從圓周出發(fā)彼此以120度夾角向外伸展三根線代表。表示前碳 表示后碳 第5頁在乙烷分子中固定一個甲基，使另一個甲基沿CC 鍵鍵軸旋轉(zhuǎn)，兩個甲基中氫原子相對位置就會不停改變，產(chǎn)生各種不一樣構(gòu)象。其中有兩種經(jīng)典構(gòu)象，一個叫做交叉式構(gòu)象(或反疊構(gòu)象antiperiplanar conformation)，另一個叫做重合式構(gòu)象(或順疊式構(gòu)象 synperiplanar conformation)。第6頁重合式(順疊式)構(gòu)象交叉式(反疊式)構(gòu)象重合式(順疊式)構(gòu)象交叉式(反疊式)構(gòu)象透視式Newman投影式第7頁能量最低最穩(wěn)定構(gòu)象乙烷交叉式構(gòu)象交叉型分子中，因?yàn)镃上H與H之間距離

3、比較遠(yuǎn)，斥力小，能量較低，分子比較穩(wěn)定，為乙烷優(yōu)勢構(gòu)象。二者能量相差約為12.6kJmol-1 第8頁能量最高最不穩(wěn)定構(gòu)象乙烷重合式構(gòu)象重合型分子中，因?yàn)镃上H與H之間距離比較近，斥力大，所以能量高，分子不穩(wěn)定。 第9頁交叉式構(gòu)象最穩(wěn)定，重合式構(gòu)象最不穩(wěn)定。扭轉(zhuǎn)能：構(gòu)象之間轉(zhuǎn)化所需能量 乙烷不一樣構(gòu)象能量曲線圖第10頁二 丁烷構(gòu)象對位交叉式(反錯式)部分重合式(反疊式)鄰位交叉式(順錯式)全重合式(順疊式)正丁烷沿C2和C3之間鍵鍵軸旋轉(zhuǎn)有四種經(jīng)典構(gòu)象。排斥作用最小，能量最低排斥作用最大，能量最高第11頁丁烷對位交叉式構(gòu)象第12頁丁烷部分重合式構(gòu)象第13頁丁烷鄰位交叉式構(gòu)象第14頁丁烷完全重合

4、式構(gòu)象第15頁正丁烷不一樣構(gòu)象能量曲線圖第16頁長鏈烷烴構(gòu)象第17頁己烷結(jié)構(gòu)第18頁 第二章 立體化學(xué)手性分子手性碳外消旋化和差向異構(gòu)化烷烴鹵代反應(yīng)中立體化學(xué)外消旋體拆分第19頁2.1 對稱原因與手性分子 1. 對稱原因-對稱面()；對稱中心(i) A. 對稱面() 分子中存在對稱面，該分子鏡像能夠與實(shí)物重合第20頁B.對稱中心(i)分子中存在對稱中心，該分子鏡像能夠與實(shí)物重合對稱中心影響大于對稱面(i) 第21頁還有一類分子與上述情況不一樣： 2. 手性分子第22頁聚集雙鍵化合物聯(lián)苯類化合物第23頁螺環(huán)類化合物 無對稱面、對稱中心實(shí)物與鏡像不重合手性分子 第24頁手性分子物理性質(zhì)旋光性 比旋

5、光度 t = / (c l ) 右旋為+，左旋為- 第25頁平面偏振光及比旋光度 光是一個電磁波，光波振動方向與光前進(jìn)方向垂直。 假如讓光經(jīng)過一個象柵欄一樣 Nicol 棱鏡 (起偏鏡)就不是全部方向光都能經(jīng)過，而只有與棱鏡晶軸方向平行光才能經(jīng)過。這么，透過棱晶光就只能在一個方向上振動，象這種只在一個平面振動光，稱為平面偏振光，簡稱偏振光或偏光。第26頁 那么，偏振光能否透過第二個Nicol 棱鏡 (檢偏鏡) 取 決于兩個棱鏡晶軸是否平行，平行則可透過；不然不能經(jīng)過。 假如在兩個棱鏡之間放一個盛液管，里面裝入兩種不一樣物質(zhì)。第27頁結(jié)論： 物質(zhì)有兩類：（1）旋光性物質(zhì)能使偏振光振動面旋轉(zhuǎn)性質(zhì)，

6、 叫做旋光性；含有旋光性物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)。 （2）非旋光性物質(zhì)不含有旋光性物質(zhì)，叫做 非旋光性物質(zhì)。 旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)角度，稱為旋光度，以“”表示。第28頁 但旋光度“”是一個常量，它受溫度、光源、濃度、管長等許多原因影響，為了便于比較，就要使其成為一個常量，故用比旋光度來表示：式中： 為旋光儀測得試樣旋光度C為試樣質(zhì)量濃度，單位 g/mL;若試樣為純液體則為密度。 l 為盛液管長度，單位 dm 。 t 測樣時溫度。 為旋光儀使用光源波長（通慣用鈉光，以D表示。）tD第29頁2.2 手性碳與手性分子表示 手性分子標(biāo)識 D/L標(biāo)識選擇(+)-甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并假定右旋甘油醛結(jié)構(gòu)其它物

7、質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)關(guān)聯(lián)，只要手性碳構(gòu)型不變，則用同一字母標(biāo)識 ； 第30頁構(gòu)型未變，標(biāo)識也不變D/L標(biāo)識應(yīng)用 第31頁構(gòu)型與手性碳 連有四個不一樣基團(tuán)碳原子稱為手性碳原子。采取R/S標(biāo)識法來對手性碳構(gòu)型加以區(qū)分。 第32頁手性碳構(gòu)型標(biāo)識 R/S 標(biāo)識 按照定序規(guī)則排列基團(tuán)次序； a. 與手性碳直接相連原子，原子序數(shù) 大則對應(yīng)基團(tuán)次序就優(yōu)先，或稱該基團(tuán)大，而與基團(tuán)體積無關(guān)； b. 假如第一個原子相同，則比較第二個原子，直至比較出不一樣為止； c. 假如有雙鍵(叁鍵)則按連有兩個(三個)該原子計(jì)算 第33頁次序最終基團(tuán)遠(yuǎn)離觀察方向(最小基團(tuán)放在最遠(yuǎn)處)； 其余基團(tuán)按次序從大到小排列，假如這種排列是順時針

8、方向，該手性碳構(gòu)型為R型；假如是反時針方向，則為S型。 第34頁 R/S標(biāo)識法 依據(jù)手性碳原子所連四個基團(tuán)在空間排列來標(biāo)識。先把手性碳原子所連四個基團(tuán)按次序規(guī)則排隊(duì)。把排在最終基團(tuán)置于離觀察者最遠(yuǎn)位置，然后按先后次序觀察其它三個基團(tuán)。即從排在最先開始。假如輪轉(zhuǎn)方向是順時針，則將該手性碳原子構(gòu)型標(biāo)識為“R”，假如是反時針，則標(biāo)識為“S” 。第35頁所以用這種方法標(biāo)識構(gòu)型是真實(shí)構(gòu)型，叫做絕對構(gòu)型。 第36頁找出頭孢氨芐中手性碳并標(biāo)明其構(gòu)型第37頁手性碳表示方法 Fischer投影式 A. Fischer投影式 十字型交叉點(diǎn)為手性碳；橫線表示向前，豎線表示向后；含碳基團(tuán)寫在豎線上，氧化態(tài)高基團(tuán)在上面

9、。 第38頁B. Fischer投影式規(guī)則 a. 平面內(nèi)交換兩個基團(tuán)，變?yōu)閷τ丑w； b. 平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90，變?yōu)閷τ丑w； 第39頁平面內(nèi)連續(xù)交換三個基團(tuán)，構(gòu)型不變； 平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180，構(gòu)型不變 為何？第40頁使用Fischer 投影式注意事項(xiàng)： （1）能夠沿紙面旋轉(zhuǎn)，但不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。 （2）能夠旋轉(zhuǎn)180。，但不能旋轉(zhuǎn)90?；?70。第41頁第42頁手性分子與手性碳關(guān)系 有些分子雖不含手性碳，但不具對稱面和對稱中心，是手性分子。含有手性碳與是不是手性分子之間是既不充分又無須要關(guān)系 第43頁總結(jié)第44頁2.3 含有兩個手性碳原子分子 1含有兩個不一樣手性碳原子分子 第45頁寫出2,3-二羥基丁酸全部對映體 對映體數(shù)目= 2n (n為手性碳數(shù)目) 第46頁2含有兩個相同手型碳原子分子 因?yàn)閮?nèi)消旋體存在使對映體數(shù)目S。假如兩個手性基團(tuán)構(gòu)型均為R或S，則假手性碳轉(zhuǎn)化為手性碳，該分子為手性分子，存在對映體。 第52頁2.5 外消旋化和差向異構(gòu)化 1外消旋化: 一個手性分子在一定條件下轉(zhuǎn)化為外消旋體稱為外消旋化。 第53頁與 等量第54頁2差向異構(gòu)化 分子中含有兩個以上手性碳，其中有一個手性碳不能夠外消旋化，那么在其它手性碳外消旋化過程中，則會出現(xiàn)非對映體，這種過程稱為差向異構(gòu)化。差向異構(gòu)化結(jié)果是由手性分子產(chǎn)生了非對映體。 第55頁2.