有机化学05第五章旋光异构

如： 乳酸
H
O
CH3
C
C OH
OH
mp = 52℃
物理性质相同，但：偏振光的作用不一样
肌肉乳酸（右旋） 发酵乳酸（左旋）
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5.1 物质旋光性 5.1.1 偏振光（偏光）
光波——电磁波
普通光
偏振光
起偏镜
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检偏镜 旋
α
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能把偏光的平面发生偏转的物质— 叫旋光物质，使偏光右旋转的叫右旋 (+)；左旋转的叫左旋(-)。 α—叫旋光 度，一个旋光物质在旋光仪里使偏光 旋转的角度。
如： (+) –2-丁酸：[α]D20= +13.52
(-) –2-丁酸：[α]D20= -13.52
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如：测得（+）6.70º
旋光纯度 =
样品所测得比旋光度 纯对映体的比旋光度
= —6—.76— ×100% 13.52
= 50%
×100%
50% 纯的对映体 50%外消旋体
纯（+）-丁酸 75% 纯（-）-丁酸 25%
：偶数次互变，构型不变
竖向后，横向前，含碳基团上下边；
转半圈，不教能学pp翻t ，奇数次互调构型17 变
伞架式： （飞锲式）
COOH H
H3C O H
镜像与构型无 特定对映关系
5.3.5 对映体的命名
R、S 标记，——绝对构型
a
b c
d
a > b > c > d 定序规则：
a
a→b →c
a
a→b→c
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最小在横向
CH3
H
Cl
C 2H 5
(R) →S
最小在竖向
H
H O C O O H (R) →R
CH3
小上下，顺 I 向 小左右，反 I 向
H
S—型 教学ppt
CH3
Cl CH3
H
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H
5.4 含两个手性碳化合物
5.4.1含两个不相同手性碳的化合物
C 2H 5
H A Cl H B Cl
CH3
CH3C*HCl*CHClC2H5 A-B 型
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5.3.4 构型的表示方式
费塞尔投影式 ——立体投影到平面上
如：
COOH
HO
H
CH3
COOH
HO
H
CH3
COOH
COOH
HO
H
HO
H
CH3
CH3
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规定：
1. 上下在后，横在前，交叉点在平面上。 2. 含碳基团在竖直上，编号小的在上。 注意： ★不能离开纸平面翻转，在平面上不能转90º， 可转180º（或转180º的倍数）。 ★基团之间进行 ：奇数次互变，改变构型
第五章 旋光异构（立体化学）
定义 — 分子中的原子在空间的排 列所产生的异构现象，以及异构现 象对物理性质及化学性质的影响
— 叫异构现象
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[目的要求]：
1.了解平面偏振光的产生及旋光仪的构造； ２.掌握对映异构与分子结构的关系； ３.掌握对映体、非对映体、外消旋体、手性、对称因 素等立体化学中的基本概念； ４.掌握构型的表示及标定； ５.了解环状化合物及不含手性碳原子化合物的对映异 构； ６.了解外消旋体的柝分原理及方法。
d
c
b
顺时针， R构型
d
逆时针， b c S构型
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a b
c
a→b →c
顺时针， R构型
d
a
c
a→b→c
b
逆时针， S构型
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d
OH
H CH3 COOH
顺时针，R构型 R—乳酸
OH H
HOOC CH3
对映体，S—乳酸
3C H 3 后
H
Cl 前
C 2 H 51后
2
S—型
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纯液
α
[α]λt=
—— d.l
通常 λ 用钠光 D = 5893Å t 常为20℃
表征一个旋光物质旋光 能力和方向的特征常数
如： 肌肉乳酸 [α]D20 = +3.8 （右旋3.8度）
葡萄糖 [α]D20 = +52.5（水）
（水液中右旋52.5度）
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5.2 对映异构现象和 分子结构之间的关系 5.2.1对映异构现象的发现
右旋（+）
左旋（-）
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5.1.2 物质的比旋光度 ——度量物质的旋光能力
旋光度与浓度（分子数有关）— 故用比旋光度来度量
规定： 旋光管长 10cm=1分米； 在一定的温
浓度 1克/ml
度波长下
溶液
α
[α]λt=
—— c.l
l —— 分米
c —— 1克/ml
纯溶液（纯物质） 可用 d（1克/cm3）
互为实物与镜像关系的叫一对映异构体
如：
CH3
CH3 CH2 CH CH2OH 2-甲基-1-丁醇
*
C H2O H
H
C 2H5
OH
HOCH2
C 2H5
H
HO
(+)-2-甲基-1-丁醇 (-)-2-甲基-1-丁醇
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物理性质相同： 偏光不同：
bp: 128℃ d: 0.8193 nD20 : 1.4102
+A -A +A -A
构型 +B +B -B -B
(±)
(±) 构成外消旋体
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两对对映体：
C 2H 5
H
Cl
H
Cl
(I) C H 3
C 2H 5 Cl H
C 2H 5
H
Cl
Cl H Cl
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构构 造 异
象异 构 现 构立 体 异
碳骼异构 官能团位置异构 官能团异构 HC C H CH2 CH CH CH2
顺反异构 双键、环烷烃 构型异构
对映异构 特点：不可逆（化学键—破裂）
构象异构 — 单键自由旋转引起
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特点：可逆 3
对映异构：
两种异构体是 一对映的关系
实物与镜像 之间的关系
+57.56 -57.56
化学性质在手性条件或手性试剂性质下，表现不同 化学性质在手性环境表现的性质不同，反之相同
偏光为一种手性条件，生理作用也不同
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5.3.2 外消旋体 ——右旋、左旋对映体的等量混合体叫 外消旋体，与单个的性质不一样。
有些性质改变，有些性质不变。源自文库
5.3.3 旋光纯度 ——单一的旋光物叫旋光纯物质
★偏光——19世纪初——比奥特发现— —后发现——石英晶体有两种不同的晶 型，象人的左右手
★巴斯特（巴黎化学家）——1848年— —无旋光性的酒石酸分开后发生偏转— —即分子也有旋光性
★偏光性是由分子的不对称性引起的
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5.2.2 手性和手性碳原子 物体与其镜像不能重叠的现象
★手性分子必然存在一种实物与镜像不 能重叠的对映体 ★手性是对映异构存在的充要条件
★手性碳——碳原子上连有四个不同基团 ——手性碳原子
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有一个手碳的C就是一对对映异构体
b
b
c
a
a
c
d
d
如：
CH3
HO CC OH OH
手碳—手性分子 一对对映体
CH3
CH3
H
OH
HO
OH
HOOC
COOH
手性教学p碳pt 原子 — 不是充要条11 件
5.3 含有一个手性碳原子的对映异构 5.3.1 对映体