最新有机化学(手性碳原子化合物)

CH 3
7
C3H 6
4 1 C3H
H
2 3
H
5
7
C3H 1
4
6 C3H
H2 3
H
5
sp sp2
当A≠B ，分子有手性。
A
A' Cl
Cl
CCC
C=C=C （有手性）
B
B' H
H
C H 3
类似物：
C l
H
H
H H O O C
无
有
___________________________ _______________________
_______________________
三.含三个不同手性碳原子化合物的对映异构
CH3 Br H H Br Br H
C2H5
CH3 H Br H Br Br H
C2H5
八个旋光异构体、组成四对对映体。 C-2差向异构体
差向异构体：含多个手性碳的两个光活异构体，仅有一个手 性碳原子的构型相反，其余的手性碳构型相同，这两个光活 异构体称为差向异构体。
不含手性碳原子化合物的对映异构
即：含手性轴及手性面化合物的对映异构
一、含手性轴的化合物
1. 丙二烯型化合物
手性轴 H
H
CCC
CH3
CH3
中心碳原子两个 键平面正
交, 两端碳原子上四个基团， 两两处于互为垂直的平面上。
H
H
H
H
CCC
CCC
CH 3
C__H 3__________________________C ________H 3______________
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含一个手性碳原子化合物的对映异构
手性碳原子（或手性中心）——连有四个各不相同基团的碳 原子，用C*表示。
含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子。 它有两种不同的构型，是互为实物与镜象关系的立体异构体，称 为对映异构体（简称为对映体）。
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含两个手性碳原子化合物的对映异构
一、 含两个不同手性碳原子化合物的对映异构
COOH
COOH
H
OH HO
H
H
Cl
Cl
H
COOH
COOH
(1) 对映体 (2)
m.p 173℃
[α
]
20
D
-7.1°
173℃ +7.1°
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二. 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构
COOH
H
OH
HO
H
COOH
HO
H
H
OH
COOH
COOH
(1) 对映体 (2)
[α ]2D0
+12°
-12°
（± ）酒石酸 外消旋体
COOH
COOH
H
OH HO
H
H
OH HO
H
COOH
COOH
(3) 同一物质 (4)
(± ) 外消旋体 m.p 145℃
COOH
COOH
H
OH
HO
H
Cl
H
H
Cl
COOH
COOH
(3ຫໍສະໝຸດ Baidu 对映体 (4)
167℃
167℃
-9.3°
+9.3°
外消旋体 m.p 157℃
结论： 异构体数目—— 2n = 22 = 4非（对映n：体手性碳原子数目） 对映体数目—— 2_n__–_1__=__2_（_2_-_1_）_=__2__（__对__）_____
C-2差向异构：由C-2引起的差向异构。（C-2构型相反）
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COOH
COOH
COOH
COOH
H OH R HO H S H OH R HO H R
H OH HO H 假HO H (s) H OH (r)
0°
0°
（m）酒石酸
内消旋体（分子中有对称面）
结论：旋光异构体的数目 = 2 n – 1 n为偶数： 内消旋体的数目 = 2 n / 2 – 1，立体异构体总数 = 2 n – 1 + 2 n / 2 – 1 n为奇数： 内消旋体的数目 =2__(_n__–_1__)_/_2_，__立___体___异__构___体__总_ 数 = 2 n – 1
某些原子或基团的半径如下：
H
COOH CH3
F
Cl
Br I
OH NH2 NO2
0.094 0.156 0.173 0.138 0.189 0.211 0.220 0.145 0.156 0.192
COOH Cl
HOOC Cl
O2N OH
NO2 HO
当一个苯环对称取代时（即邻位两个取代基相同时），
分子无手性。
O2N Cl
HOOC Cl
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二、 含手性面的化合物 螺旋型分子。
(-)-[6]-螺苯 (-)-[6]-hexahelicene
(+)-[6]-螺苯 (+)-[6]-hexahelicene
末端两苯环不在同平面上。 ___________________________ _______________________
H C O O H
2. 联苯型化合物
a c
d b
ab cd (a+c)或(b+d) 0.29 nm
苯环间碳碳键旋转受阻，产生位阻构象异构。
HH
当同一环上邻位有不对称取代时（取代基或原子体积较大）,
整个分子无对称面、无对称中心, 分子有手性。
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HO H R H OH S 不 H OH S HO H S
COOH
COOH 对 COOH
COOH
Ⅰ
Ⅱ
称 原
Ⅲ
Ⅳ
对映异构
子
内消旋体
3-C—— 非手性碳
3-C——假手性碳
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含不同手性碳原子化合物的对 映异构
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对映异构
对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的 立体异构现象。
对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振 光的旋转方向（旋光性能）不同。在手性环境条件下，对映体会表现 出某些不同的性质，如反应速度有差异，生理作用的不同等。 分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。 对映体——互为物体与镜象关系的立体异构体。 对映异构体都有旋光性，其中一个是左旋的，一个是右旋的。所以对 映异构体又称为旋光异构体。