第一节 有机化学中的构象和顺反异构

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
H O R C C C Y R (Y= -X 、–OH 、–NH2、 -OR) = ) O
O R C
H N
O C Y
分子中有以上结构, 分子中有以上结构,并且两 个碳氧双键中至少有一个羰基。 个碳氧双键中至少有一个羰基。 酮式转变成烯醇式时, 酮式转变成烯醇式时,氢总是加 在羰基氧上。 在羰基氧上。
CH3 CH3
A Eclipsed
H H CH3 CH 3
H H
B Gauche
H H H
H
CH3H
C Eclipsed
H H
CH3 H
D Anti
H
CH3 H H H CH3
CH3 H
C Eclipsed
H H
CH3 H CH3 H H
H CH3
B Gauche
H
A C C
A
E B D 0 60 120 180 240
Cl A C(CH3)3 B
Cl CH(CH3)2
C
Cl
D
Cl
C(CH3)3
Cl E
C(CH3)3
C(CH3)3
答案 D
三、顺反异构体的的命名
Nomenclature of Cis-Trans isomerism
(一)顺、反命名法 二个相同的原子或原子团处 于键或脂环平面同侧的异构体称 为顺式, 为顺式,处于异侧称为反式
Br
Br
Br>H
Br 在同侧
H H 顺-1,2-二溴乙烯 , 二溴乙烯 Z - 1,2-二溴乙烯 , 二溴乙烯
Z-
1,2-dibromine ethylene
Br H
H Br
Br>H
Br 在异侧
反- 1,2-二溴乙烯 , 二溴乙烯 E - 1,2-二溴乙烯 , 二溴乙烯
E-
1,2-dibromine ethylene
乙酰乙酸乙酯 FeCl3 紫色
Br2
紫色消失 紫色
O CH3C CH2
O C OCH2CH3 93%
Keto Form
OH CH3C O CH C OCH2CH3 7%
Enol Form
1、 互变异构现象 (Tautomerism): 、 : 由于同分异构体之间相互转变, 由于同分异构体之间相互转变, 并以一定比例呈动态平衡存在的现象, 并以一定比例呈动态平衡存在的现象, 叫做互变异构现象。 叫做互变异构现象。
5.对映异构体构型的表示及标记。 .对映异构体构型的表示及标记。 6.酮型-烯醇型互变异构现象。 .酮型 烯醇型互变异构现象 烯醇型互变异构现象。 二、熟悉:对映异构体的数目。 熟悉:对映异构体的数目。 三、了解:外消旋体的拆分及对映异 了解: 构体的生物学意义。 构体的生物学意义。 学时安排:理论课 学时 学时。 学时安排:理论课5学时。
CH3
CH3
H3C
CH3
(ae构象 构象) 构象
CH3 CH3
(ea构象 构象) 构象
CH3
H3C
(ee构象 构象) 构象
(aa构象 构象) 构象
稳定性: 稳定性:ee > ae > aa
CH3 H CH2CH3 H H H CH3
CH2CH3
优势构象
举例: 举例
CH3
CH2CH3
顺式构象: 顺式构象
如分子式为C 分别有3种异构体 种异构体。 如分子式为 5H12分别有 种异构体。 1.2 、 位置异构 含不饱ຫໍສະໝຸດ Baidu键的化合物除碳链异构外, 含不饱和键的化合物除碳链异构外, 由于不饱和键位置不同还具有位置异构。 由于不饱和键位置不同还具有位置异构
1.3、酮型-烯醇型互变异构现象 、酮型 烯醇型互变异构现象 (乙酰乙酸乙酯的 互变异构现象) 互变异构现象)
5、丙二酰脲的生成 、
COOEt H 2C COOEt H 2N C O H 2N
O H N O O N H C2H5OH
C2H5ONa
O
H N N O
OH N N O H
OH N N N O N HO OH
O
O
H
酮式
OH
HO
H
烯醇式
19/20
O R R'
H N O N H
巴比妥: 巴比妥: 苯巴比妥: 苯巴比妥: 异戊巴比妥: 异戊巴比妥: R
反-2-丁烯 丁烯 b.p. 0.9℃ ℃
相同或相似基团处于同侧时称为顺式 相同或相似基团处于同侧时称为顺式 cis处于异侧时称为反式 trans反式( (cis-),处于异侧时称为反式(trans-)。
H C H3C C CH2 H H C C H CH3
顺,反-2,5-庚二烯 , 庚二烯
H3C C H3C C
H
1 2
椅式构象 椅式构象 稳定
船式构象 船式构象 不稳定
a
5
a
1 6
5
a
4 3
e
3
6e
1
a a
2
e
4
e
2e
a
e
C1C3C5的a键竖直向上 键竖直向上 C2C4C6的a键竖直向下 键竖直向下 相邻两个C原子 键处于 相邻两个C原子a键处于 反式
C1C3C5的e键平行向下 键平行向下 C2C4C6的e键平行向上 键平行向上
B
300
360
丁烷的构象
CH3 H H CH3 H H H H
CH3 CH3 H H
H H
H3CH
H3C CH
3
H H H3C H
H H
对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式




稳定性: 稳定性:Ⅰ> Ⅱ > Ⅲ > Ⅳ
3、环己烷的构象 H 5H
4 3 230pm 6 2
H
1 4
H
3
183pm 5 6
O H3C C
H CH COOCH2CH3
O [ H3C C
.. CH
HO
COOCH2CH3 ] + H
+
H3C C
CH
COOCH2CH3
O H H 3C C CH
O COCH 2 CH 3
4 、酮式烯醇式互变异构产生的 Conditions) 条件 (Creation Conditions)
H H C CH2 C
CH3 H
甲基-2, 庚二烯 反-2-甲基 ,5-庚二烯 甲基 顺反异构形成的条件: 顺反异构形成的条件: 1、分子中存在着限制碳原子自由旋转 的因素,如双键或环; 的因素,如双键或环; 2、不能自由旋转的碳原子连接的原子 或原子团必须是不相同的。 或原子团必须是不相同的。
Z/E构型命名法: / 构型命名法 构型命名法: 按“次序规则”确定每个双键碳原子 次序规则” 所连基团的优先顺序, 所连基团的优先顺序,当两个优先基团位 于同侧的为“ 构型” 反之为“ 于同侧的为“Z-构型”,反之为“E-构 型”。 (Z) -2-丁烯 丁烯 (E) -2-丁烯 丁烯
(Z) -1,2-二氯 溴乙烯 二氯-1-溴乙烯 二氯 二氯-1-溴乙烯 反-1,2-二氯 溴乙烯 二氯 (E) -1,2-二氯 溴乙烯 二氯-1-溴乙烯 二氯 -1,2-二氯 二氯-1-溴乙烯 顺-1,2-二氯-1-溴乙烯
CH2CH2CH3 C C CHCH3 CH3
H Cl
Cl Cl
H
Br
CH3 CH3CH2
第二篇 有机化合物的异构现象
目的要求: 目的要求:
一、掌握: 掌握: 1.有机化合物各种异构现象的概念。 .有机化合物各种异构现象的概念。 2.构象异构的特点,环已烷及取代环已烷的 .构象异构的特点, 构象分析。 构象分析。 3.顺反异构的特点和标记。 .顺反异构的特点和标记。 4.对映异构的相关概念、产生原因及条件。 .对映异构的相关概念、产生原因及条件。
碳链异构 构造异构 同分异构 立体异构 位置异构 官能团异构 构型异构 构象异构
顺反异构 对映异构
一、有机化合物的同分异构现象
分子式相同结构不同的现象称 为同分异构现象,分为构造异构和 为同分异构现象, 立体异构。 立体异构。
1、构造异构 、
1.1 、碳链异构 由于碳原子之间连接的方式和顺序不止 一种,形成碳链时产生碳链异构体, 一种,形成碳链时产生碳链异构体, 这种现象叫碳链异构。 这种现象叫碳链异构。
H3C
H3C
CH3
CH3
CH3
CH3
顺式构象: 顺式构象
CH3 H H3C
H H H CH3 CH3

(ae构象 构象) 构象
(ae构象 构象) 构象
反式构象: 反式构象
CH3 H H CH3
H H3C H CH3
(aa构象 构象) 构象
(ee构象 构象) 构象
稳定性: 构象 构象> 构象 构象> 构象 稳定性 ee构象 ae构象 aa构象
Br H Br H
Br
顺-1,2-二溴乙烯 , 二溴乙烯
H H
反- 1,2-二溴乙烯 , 二溴乙烯
Br
HOOC H HOOC H
COOH
顺-丁烯二酸 丁烯二酸
H H
反-丁烯二酸 丁烯二酸
COOH
顺-1,4-二甲基 二甲基
H3C
H 3C
CH3
环已烷 反- 1,4-二甲基环 已烷
CH3
顺-2-丁烯 丁烯 b.p. 3.5℃ ℃
乙烷分子的构象异构现象
H H H H H H
H H H H H H
交叉式
重叠式
H
H H H
A Eclipsed
H H H H H H
H H
B Staggered
乙烷分子的位能曲线图
A
E
A
A
A
B
0 60 120
B
180 240
B
300 360
Degrees of Rotation θ
2、丁烷分子的构象异构现象(自主学习) 、丁烷分子的构象异构现象(自主学习) 分子的构象异构现象
CH2CH3 H H CH3
H CH2CH3
H3C H
A
B
反式构象: 反式构象
H CH3 CH2CH3 H H 3C
H CH2CH3 H
C
D
稳定性: D>B >A>C 稳定性
优势构象判断的三条规则: 优势构象判断的三条规则: (1)环己烷最稳定的构象是椅式构 环己烷最稳定的构象是椅式构 象; (2)环己烷多元取代物最稳定的构象是 环己烷多元取代物最稳定的构象是 取代基最多的构象; e 取代基最多的构象; 有不同取代基时, (3) 有不同取代基时 , 大的取代基在 键上的稳定。 e键上的稳定。
2、 酮式 烯醇式互变异构现象 酮式—烯醇式互变异构现象 (Keto—Enol Tautomerism): ) 我们把酮式烯醇式两种同分异构 体之间相互转变, 体之间相互转变,并以一定比例呈动 态平衡存在的现象,就叫酮式 烯醇 态平衡存在的现象,就叫酮式—烯醇 式互变异构现象。 式互变异构现象。
3、酮式—烯醇式互变异构现象的 、酮式 烯醇式互变异构现象的 产生原因(Creation Reasons): 产生原因 : a、 α-H的活性大:α-H的活性越 、 - 的活性大 的活性大: - 的活性越 主要因素) 大,越容易形成烯醇式 (主要因素 主要因素 b、 形成 —π共轭体系 次要因素 、 形成π 共轭体系(次要因素 共轭体系 次要因素) c、 形成分子内氢键 (次要因素 、 次要因素) 次要因素
H3C
COOH
COOH>CH3 Br>CH3
Br
CH3
甲基-3-溴丁酸 反-2-甲基 溴丁酸 甲基 E-2-甲基 溴丁酸 甲基-3-溴丁酸 甲基
H3C
CH3
COOH>CH3 Br>CH3
Br
COOH
甲基-3-溴丁酸 顺-2-甲基 溴丁酸 甲基 Z-2-甲基 溴丁酸 甲基-3-溴丁酸 甲基
Cl
Br
O R R' C2H5 R C2H5 , R'
C2H5
C 6 H5
R'
司可巴比妥: 司可巴比妥: R
R'
CH2CH2CH(CH3)2 CH2CH CH2
24/25
CH(CH2)2CH3 CH3
2、构象异构的特点,环已烷及取代 、构象异构的特点, 环已烷的构象分析
构象异构:由于碳碳σ键的自由旋转, 键的自由旋转, 构象异构:由于碳碳 键的自由旋转 使得碳原子上的原子或基团在空间的排列 不同,所产生的异构现象。 不同,所产生的异构现象。
1.
写出反- 写出反-1-甲基-4- 甲基- 乙基环己烷的优势构象
H5C2
CH3
1、1-甲基 溴环己烷最稳定的 、 甲基 甲基-4-溴环己烷最稳定的 构象为( 构象为( )
CH3 A Br
CH3 B Br
Br C H 3C
D
H3C Br
E
H3C
Br
答案 C
2、反-1-叔丁基 氯环己烷最稳定的 、 叔丁基-4-氯环己烷最稳定的 叔丁基 构象为( 构象为( )
环己烷椅式构象的 键 环己烷椅式构象的a键、 e键 构象的 键
a e 4 e
e 5
a a 6 e e 1 a e e 5
a
a 6 3 a
a e 1 e 2 a e
3a 2 e a
4 e a
(1)一取代环己烷优势构象 一取代环己烷优势构象
CH3
优势构象
CH3
(2)二取代环己烷优势构象 二取代环己烷优势构象
(Z)- 甲基- 异丙基(Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯
相关文档
最新文档