對(duì)映異構(gòu)簡(jiǎn)化

對(duì)映異構(gòu)簡(jiǎn)化第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日構(gòu)型異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體(平面異構(gòu)體)

同分異構(gòu)體碳架異構(gòu)體官能團(tuán)異構(gòu)體官能團(tuán)位置異構(gòu)體互變異構(gòu)體順反異構(gòu)體對(duì)映異構(gòu)體(旋光異構(gòu))立體異構(gòu)體(原子的連接順序和方式不同)(原子在空間的排列方式不同):σ-單鍵的旋轉(zhuǎn)第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日兩個(gè)反-1,3-二甲基環(huán)己烷一樣嗎?兩個(gè)分子互為實(shí)物和鏡像但不能重疊的立體異構(gòu)現(xiàn)象稱為對(duì)映異構(gòu);相應(yīng)的分子稱為對(duì)映異構(gòu)體。對(duì)映異構(gòu)體在化學(xué)特性、物理特性上大致相同,但其生物活性和光學(xué)活性不同！不能重疊第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日5.1物質(zhì)的旋光性1、平面偏振光和旋光性(了解)

普通光線通過Nicol棱鏡,它只允許與其晶軸平行的平面上振動(dòng)的光線通過,即得到“平面偏振光”雙箭頭表示光可能的振動(dòng)方向普通光:有無數(shù)個(gè)振動(dòng)平面,振動(dòng)平面與光的前進(jìn)方向相垂直Nicol(尼克爾)棱鏡方解石晶體(碳酸鈣的一種特殊晶體)晶軸平面偏振光：只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光。第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日2、什么叫旋光性？普通光旋光度——不旋光物質(zhì)旋光性物質(zhì)光活性物質(zhì)旋光性:

能使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì);具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)。旋光物質(zhì)的旋光方向(只能實(shí)驗(yàn)測(cè)定!)左旋體(-):使偏振光振動(dòng)平面按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn);右旋體(+):使偏振光振動(dòng)平面按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn).

第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日光源起偏鏡盛液管檢偏鏡觀察目鏡刻度盤不旋光物質(zhì)旋光儀工作原理示意圖旋光物質(zhì)亮暗亮旋光度①能夠體現(xiàn)物質(zhì)特性的是:比旋光度[]l:dmC:g·mL-1[]25＝+2.6o(水)D例如:右旋乳酸—與濃度C有關(guān)—與長(zhǎng)度l有關(guān)[]和溶液的溫度,光的波長(zhǎng)有關(guān)系第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日對(duì)稱——是一種很常見的現(xiàn)象。在化學(xué)中,分子、晶體等也有各種對(duì)稱性.如何表達(dá)、衡量各種對(duì)稱？數(shù)學(xué)中定義了對(duì)稱元素來描述這些對(duì)稱。1、對(duì)稱操作和對(duì)稱元素對(duì)稱操作是指不改變物體內(nèi)部任何兩點(diǎn)間的距離而使物體復(fù)原的操作。對(duì)稱操作所依據(jù)的幾何元素稱為對(duì)稱元素(點(diǎn)、線、面及其組合)。對(duì)稱操作和相應(yīng)的對(duì)稱元素主要有:旋轉(zhuǎn)軸(對(duì)稱軸)和旋轉(zhuǎn)操作;對(duì)稱面和反映操作;

對(duì)稱中心和反演操作.

5.2分子的對(duì)稱性與手性(對(duì)映異構(gòu))第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日Cn軸定義(1)旋轉(zhuǎn)軸(對(duì)稱軸)和旋轉(zhuǎn)操作單重(次)軸二重(次)軸三重(次)軸…n重(次)軸C1θ

=360C2θ

=360/2C3θ

=360/3Cnθ

=360/n如果有一直線,當(dāng)分子繞它旋轉(zhuǎn)(2/n)或其倍數(shù)時(shí),能恢復(fù)原狀,這個(gè)直線稱為該分子的n-重對(duì)稱軸,符號(hào)為Cn。第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日(2)對(duì)稱中心和反演操作對(duì)稱中心是假想點(diǎn),分子或晶體經(jīng)過該點(diǎn)反演后能夠復(fù)原。即從分子中任一原子至對(duì)稱中心連一直線,將此線延長(zhǎng),必可在和對(duì)稱中心等距離的另一側(cè)找到另一相同原子.四面體的體心不是對(duì)稱中心第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日對(duì)稱面是假想平面,分子或晶體通過該平面作鏡像反映而能復(fù)原.對(duì)稱面所相應(yīng)的對(duì)稱操作是鏡面的一個(gè)反映.(3)對(duì)稱面與反映操作對(duì)映異構(gòu)體形成條件:分子中既無對(duì)稱面,也無對(duì)稱中心。第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日手性分子連接四個(gè)不同基團(tuán)——不對(duì)稱C原子(手性C*)把實(shí)物和鏡像不能重疊的現(xiàn)象稱為手性。Chiralmolecules對(duì)映異構(gòu):兩分子互為實(shí)物和鏡像但不能重疊具有手性的分子叫手性分子(即不能與其鏡象疊疊的分子為手性分子)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是既無對(duì)稱面,也無對(duì)稱中心。2、手性(對(duì)映異構(gòu))第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日課堂練習(xí)：找出下列化合物中的手性碳原子青蒿素(15個(gè)碳中7個(gè)是手性碳)乳酸蘋果酸第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日史上最復(fù)雜的天然產(chǎn)物—GargantulideA這是一個(gè)大環(huán)內(nèi)酯類化合物,它含有一個(gè)52元環(huán)和總共105個(gè)碳原子,其中近一半碳原子具有手性。第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日3、手性碳原子與對(duì)映異構(gòu)酒石酸乳酸不同構(gòu)型分子互為鏡像但不能疊合。含有手性碳原子的分子一定是手性分子嗎?含有一個(gè)手性碳原子的化合物,一定是手性分子?手性分子一定含有手性碳原子嗎?第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日反應(yīng)停(Thalidomide)致短肢畸形事件（20世紀(jì)50至60年代初期）主要成分：α-苯酞茂二酰亞胺(酞胺哌啶酮)導(dǎo)致大量“海豹畸形嬰兒”出生！人們對(duì)于手性藥物的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷過一段慘痛教訓(xùn)：“反應(yīng)停藥物”是由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平的落后而造成的，當(dāng)時(shí)的科學(xué)界尚不知道長(zhǎng)得非常相似的兩個(gè)化合物在生物體內(nèi)有這么大的差異！鎮(zhèn)靜作用強(qiáng)烈致畸作用第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日4、對(duì)映異構(gòu)體的特點(diǎn)對(duì)映異構(gòu)體都有旋光性,其中一個(gè)是左旋的,一個(gè)是右旋的。所以對(duì)映異構(gòu)體又稱為旋光異構(gòu)體。①對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)相同,難以用化學(xué)方法區(qū)別。②對(duì)映異構(gòu)體有光學(xué)活性,其比旋光度相同,方向相反。③對(duì)映異構(gòu)體的生理作用往往不同。

④

等量的對(duì)映異構(gòu)體混合得到外消旋體,用“±”表示。

外消旋體的旋光性抵消,表現(xiàn)為無旋光性。對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)特點(diǎn):第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日1、對(duì)映體的構(gòu)型式對(duì)映體的構(gòu)造式相同,但空間的排列方式(構(gòu)型)不同,所以需要用構(gòu)型式來表示。1)楔形透視式

乳酸5.3含有一個(gè)手性碳原子的化合物第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日2)費(fèi)歇爾(Fischer)投影式①手性碳位于紙平面上,用橫豎線的交叉點(diǎn)表示;②以橫線相連的原子或基團(tuán)在紙面前方,以豎線相連的原子或基團(tuán)在紙面后方;即“橫前豎后”③碳鏈豎放,編號(hào)小的碳在上。

費(fèi)歇爾(Fischer)投影式書寫的原則：第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日Fischer投影式注意事項(xiàng)：注意:投影式是用平面式來代表空間的立體結(jié)構(gòu),其可以在紙面上平移;在紙面上旋轉(zhuǎn)時(shí),只能旋轉(zhuǎn)90o的偶數(shù)倍才能保持構(gòu)型不變;但絕對(duì)不能脫離紙面翻轉(zhuǎn)!離開紙面翻轉(zhuǎn)180o,得到對(duì)映體!第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日2、對(duì)映體的命名1)

D/L命名法(相對(duì)構(gòu)型)(了解)：

在1951年前,由于缺乏實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得對(duì)映體的真正構(gòu)型,人們采取人為規(guī)定的方法,選用含有手性碳原子的甘油醛作為標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定:羥基在手性碳原子的右邊,用D表示,羥基在手性碳原子的左邊,L表示。

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛注:D、L與左右旋(+、-)無關(guān),D、L表示認(rèn)為規(guī)定的相對(duì)構(gòu)型;而左、右旋要通過旋光儀測(cè)定!第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日以甘油醛為基礎(chǔ),通過化學(xué)方法合成其它化合物,如果與手性原子相連的鍵沒有斷裂,則仍保持甘油醛的原有構(gòu)型。例:D-(+)-甘油醛D-(-)-乳酸HO左右旋(+、-)已改變!第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日2)

R/S命名法(絕對(duì)構(gòu)型)(重點(diǎn))：將與手性碳相連的四個(gè)基團(tuán)按次序規(guī)則排列：方向盤定則——按照次序規(guī)則中次序最小的基團(tuán)(d)放在遠(yuǎn)離觀察者處,其它3個(gè)基團(tuán)指向觀察者,并由大到小轉(zhuǎn):a＞b＞c＞d順時(shí)針,R型;逆時(shí)針,S型!注意：無論是D,L還是R,S標(biāo)記方法,都不能通過其標(biāo)記的構(gòu)型來判斷旋光方向。第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日A)楔形透視式確定構(gòu)型：(S)-2-羥基丙酸

R型基團(tuán)優(yōu)先順序：-OH>-COOH>-CH3>-H第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日B)

Fischer投影式確定構(gòu)型：規(guī)則:當(dāng)按次序規(guī)則最小基團(tuán)d位于豎鍵時(shí),a>b>c為順時(shí)針者,其構(gòu)型為R型;逆時(shí)針則為S型;S型R型對(duì)調(diào)兩個(gè)基團(tuán),偶數(shù)次構(gòu)型不變;奇數(shù)次變?yōu)槠鋵?duì)映體。1次2次CH3OHCOOHHH3COHCOOHHH3COHCOOHHSRR第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日②固定任意一個(gè)基團(tuán)不動(dòng),依此輪換其余基團(tuán)的位置,構(gòu)型不變。①將Fischer式在紙面上平移或旋轉(zhuǎn)180o(90o的偶數(shù)倍),構(gòu)型不變;旋轉(zhuǎn)270o(90o的奇數(shù)次)構(gòu)型為對(duì)映體。旋轉(zhuǎn)180oS型S型相當(dāng)于對(duì)調(diào)兩次基團(tuán)!Fischer投影式確定構(gòu)型說明：每次輪換相當(dāng)于基團(tuán)對(duì)調(diào)兩次!第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日OHCHOHCH2OHHCHOHOCH2OH旋光性化合物的完整系統(tǒng)命名(掌握)

——

構(gòu)型、旋光方向、名稱如果不知道旋光方向,則只需指出構(gòu)型(R)-(+)-2,3-二羥基丙醛(S)-(-)-2,3-二羥基丙醛(R)-2,3-二羥基丙醛(S)-2,3-二羥基丙醛第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日(2S,3S)-12342-羥基-3-氯丁二酸(S)-4-甲基-2-己烯(2Z,4R)-4-甲基-2-己烯第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日

C.透視圖轉(zhuǎn)化為Fischer投影式方法:面向紙面沿一定的角度看過去(兩個(gè)鍵的夾角),處于左右的基團(tuán)寫在Fischer投影式的橫線上,左右關(guān)系不變;其余兩個(gè)基團(tuán)寫在豎線上,上下關(guān)系不變。COOHHHOCH3H3COHCOOHH(S)-2-羥基丙酸例1：直接觀察透視圖不便時(shí)尤為有用!第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日例2：COOHHOHCH3R型CH3HOCOOHH第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日5.3含有兩個(gè)手性碳原子的化合物**RRSSSRRSIIIIIIIV1、含兩個(gè)不相同手性碳原子的化合物對(duì)映體對(duì)映體2-羥基-3-氯丁二酸4321不是鏡像關(guān)系的旋光異構(gòu)稱為非對(duì)映異構(gòu),

Ⅰ與Ⅲ或Ⅳ為非對(duì)映體;Ⅱ與Ⅲ或Ⅳ為非對(duì)映體.第三十頁，共三十三頁，2022年，8月28日玫瑰的芳香從哪來？玫瑰的奇妙的香味也不是單一化合物產(chǎn)生,而是很多種化合物結(jié)合在一起形成的這種微妙的味道。在所有化合物中,有一種很重要的化合物,名字非常直白的