有機(jī)化學(xué)第五章 旋光異構(gòu)

有機(jī)化學(xué)第五章旋光異構(gòu)教學(xué)目的要求旋光物質(zhì)尼科爾棱鏡普通光偏振光〔平面偏振光〕第一節(jié)分子的手性與旋光性一、偏振光和旋光性物質(zhì)旋光物質(zhì):能使偏光平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)。旋光性(光學(xué)活性):旋光物質(zhì)所具有的光學(xué)特性。

主要部件:光源、起偏鏡〔Nichol棱鏡〕、檢偏鏡、樣品盒、目鏡、標(biāo)度盤。旋光儀樣品管起偏鏡Na燈平面被旋轉(zhuǎn)操作者aa平面偏振光觀察的旋光度00000二、旋光度和比旋光度:旋光度是指旋光物質(zhì)使偏光轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，包括方向和大小,記為α。右旋為＋，左旋為－。影響旋光度的因素:

物質(zhì)本性:內(nèi)因

光源:不同光源,不同波長;波長越長,旋光度越小

溫度:每升高1℃,旋光度減少約0.3%。濃度:旋光物質(zhì)分子數(shù)目多與少。(g/ml)

管長:管越長,旋光物質(zhì)分子越多。(dm)

比旋光度:

定義:標(biāo)準(zhǔn)狀況下的旋光度。比旋光度記為[α]規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)狀況:

溫度：20℃；光源:Na光源，λ＝589.3nm(黃色光)用D表示比旋光度是旋光性物質(zhì)特有的物理常數(shù)。旋光度a和比旋光度[a]之間的關(guān)系：l為管長，單位dm，c為濃度，單位g/ml；純液體，d為密度D20℃應(yīng)用由實(shí)測α,計(jì)算[α]，可推測物質(zhì);由實(shí)測α,計(jì)算旋光物質(zhì)的濃度。例一:標(biāo)準(zhǔn)狀況下,果糖濃度為5克/100毫升,實(shí)測α為-4.64°計(jì)算果糖的比旋光度。例二:標(biāo)準(zhǔn)狀況,葡萄糖比旋光度為+52.5°,測得葡萄糖溶液旋光度為+3.4°計(jì)算其濃度。三、旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系:〔一〕分子構(gòu)型的對(duì)稱性球P軌道立方體對(duì)稱因素：對(duì)稱面對(duì)稱中心對(duì)稱軸〔二〕手性〔chirality〕不對(duì)稱物質(zhì)連有四個(gè)不同原子(團(tuán))的碳原子,稱為手性碳原子，記為*C。手性分子：chiralmolecule練一練：以下物質(zhì)中是否含手性碳原子：對(duì)映(異構(gòu))體:二者不能重合,互為鏡像的異構(gòu)體。旋光大小相同,方向相反。

四、含一個(gè)手性碳原子化合物的旋光異構(gòu)(一〕對(duì)映體和外消旋體外消旋體:對(duì)映異構(gòu)體二者等量混合,旋光消失,稱為外消旋體。例如，乳酸從酸敗的牛奶中可得到，構(gòu)造式相同，但是沒有旋光性。因?yàn)橹频玫娜樗崾堑攘康挠倚妥笮樗岬幕旌衔铮鼈儗?duì)偏振光的作用相互抵消。注意：外消旋體是混合物〔二〕旋光異構(gòu)體的表示方法－－－費(fèi)歇爾Fischer投影式甘油醛費(fèi)歇爾投影式的立體意義:

碳鏈直立,編號(hào)最小碳原子在上方,最大碳原子在下方;

豎線表示所連基團(tuán)在紙平面下方;

橫線表示所連基團(tuán)在紙平面上方;

交點(diǎn)表示碳原子;立體模型透視式費(fèi)歇爾式判別Fischer投影式本卷須知:平行移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)180°,構(gòu)型不變;翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)90°,構(gòu)型改變;兩個(gè)所連原子或基團(tuán)互換,構(gòu)型改變;兩兩互換,構(gòu)型不變;兩次互換,構(gòu)型不變。看看動(dòng)畫〔三〕旋光異構(gòu)體的構(gòu)型及構(gòu)型的標(biāo)記方法相對(duì)構(gòu)型D，L標(biāo)記法:不知確切構(gòu)型，所以人為規(guī)定，相對(duì)甘油醛的構(gòu)型得來的，故也稱“相對(duì)構(gòu)型〞。D－甘油醛例：D/L構(gòu)型標(biāo)記法更多的用于糖和氨基酸類化合物絕對(duì)構(gòu)型R，S標(biāo)記法：〔用X射線衍射法所測定的真實(shí)構(gòu)型?！砇

rectus(拉丁)clockwise順時(shí)針Ssinister(拉丁)counterclockwise反時(shí)針R，S標(biāo)記法標(biāo)記步驟:①將手性碳原子所連四個(gè)基團(tuán),按次序規(guī)那么確定先后順序。②把序位最小的原子(團(tuán))置于距眼睛最遠(yuǎn)的前方，再將其它三個(gè)原子(團(tuán))，按次序從大到小排列，假設(shè)為順時(shí)針方向,標(biāo)記為R構(gòu)型;假設(shè)為反時(shí)針方向,標(biāo)記為S構(gòu)型。直接和手性碳原子相連的原子,原子序數(shù)越大,其序位越優(yōu)先；同序數(shù)原子，其序位決定于下一個(gè)連接原子的原子序數(shù)，直到基團(tuán)之間出現(xiàn)差異；重鍵須重復(fù)計(jì)算。次序規(guī)那么例：判斷化合物的絕對(duì)構(gòu)型：五、含兩個(gè)手性碳原子化合物的旋光異構(gòu)〔一〕含兩個(gè)不相同手性碳原子的化合物例:2,3,4-三羥基丁醛*C2*C3為手性中心可以寫出幾種旋光異構(gòu)體？(2R,3R)(2S,3S)(2S,3R)(2R,3S)

旋光體數(shù)目:2n＝22＝4(n:手性原子數(shù))

外消旋體數(shù)目:2n-1＝22-1＝2

〔二〕含兩個(gè)相同手性碳原子的化合物ABCDD-(-)-酒石酸L-(+)-酒石酸i-酒石酸

(2S,3S)(2R,3R)(2R,3S)(2S,3R)

〔可構(gòu)成外消旋體〕〔內(nèi)消旋體〕

內(nèi)消旋結(jié)構(gòu):

分子內(nèi)有兩個(gè)完全相同的手性碳原子,致使分子中存在對(duì)稱面,該分子與其鏡像可以重合,故無旋光性。區(qū)分：外消旋體和內(nèi)消旋體

內(nèi)消旋體:

具有內(nèi)消旋結(jié)構(gòu)的化合物,稱為內(nèi)消旋體,或不旋體,記為i-或meso-。六、不含手性碳原子化合物的旋光異構(gòu)

無m,i,s等對(duì)稱因素,含手性軸,手性面?！虮┬汀蚵?lián)苯型◎螺環(huán)化合物◎聯(lián)三苯型