有机化学上第六章-立体化学PPT课件

右旋—— (+) ； 左旋 ——(－)
旋光度——旋光性物质使偏振光的振动平面所旋转的角 度，用α表示。
显然，溶液的旋光度与浓度、单位盛液管长度成正比。
比旋光度——单位浓度、单位盛液管长度下测得的旋光
度，用[α]表示。
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实际测量时，可用溶液测量其旋光度，再用下式计算其 比旋光度：
[a]tl =
a lC
偏振光
Nicol棱棱
强度为I0的偏振光在通过检偏镜后的强度I为：
I＝I0Cos2α
其中α为两Nicol棱镜晶轴的夹角。
可见，当两Nicol晶轴平行时，观-察到的光强度最大。
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(2) 旋光物质与比旋光度
起偏镜
I0
光源
Nicol棱棱
偏振光
盛液管
检偏镜
I
观察
旋转后的 偏振光
Nicol棱棱
旋光性——某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角 度的性质。
例如，乳酸是手性分子，就有一对对映体存在：
COOH
H3CH C OH 实物
COOH
HO C HCH3
镜子
镜象
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2-溴丁烷也是手性分子，也有一对对映体存在：
CH3
C
CH3CH2
Br
H
CH3
C
Br
CH2CH3
H
实物
镜子
镜象
一般情况下，一对对映体除旋光方向外（数值相等，方
向相反），理化性质基本相同。
C2
H H3C C
C
CH3 H
C3
Cl HCH
H
C2
CH3
H3C
H3C
C2 CH3
Cn的对称操作是旋转。
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(乙) 对称面（σ）：
H H3C C
C
CH3 H
CH3 H3C
对称面
对称面
CH3
H3C 无对称面
COOH HH C OH 一个s
O HH
二个s
Cl
HCH H
三个s
多个s
对称面的对称操作是反映（即照镜子）。
外消旋体：左旋体和右旋体的等量混合物（旋光度为0）。
在手性环境中，一对对映体表现出不同的性质。
手性环境——偏振光、手性- 溶剂、手性试剂等。
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(2) 构型表示方法 （二会）
透视式：直观，但书写麻烦，不适用于复杂化合物 两种方法
Fischer投影式：使用方便，适用于简单和复杂化合物
Fischer投影式的写法：
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(丙) 对称中心（i） 对称中心的对称操作是反演。
COOH i
CH3
H
H
H
H
H3C
CH3
COOH
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i CH3
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对称因素与分子的手性
• 在绝大多数情况下，分子中没有对称面 和对称中心，与其镜象就不能叠合，分 子就会有手性。
（1）分子中是否存在对称轴对分子是否具有手 性没有决定作用。
（2）判断分子中有无对称面和对称中心在立体 化学中有重要意义。
①碳链竖置，且编号小者置于上端； ②上下朝里，左右朝外(横前竖后）；例如：
COOH
COOH
H3CH C OH
H C OH CH3
观察透视式 C O O H
H
OH
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CH3
COOH H OH
CH3
Fisch投 er影式
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注意事项：
① Fischer投影式只能在纸面上平移或旋转180°，但不能 旋转90°或270°,也不能将其脱离纸面翻身，否则构型翻 转。如：
COOH
H OH
CH3 (b)
180。
构型不变
(动画1)
CH3 HO H
COOH (b)
COOH
H OH CH3 (b)
90。
构型改变
(动画2)
H
CH3 COOH OH
（与(b) 不） 同
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(三) 手性分子的性质——光学活性
光学活性：手性分子可以使平面偏振光发生偏转的性质（旋光性）
(1) 偏振光
• 光是一种电磁波，光波的振动方向与其前进方向垂直。 • 普通光在所有垂直于其前进方向的平面上振动。 • 偏振光——只在一个平面上振动。
起偏镜
I0
检偏镜
I
观察 I=I0 Cos2a
光源
Nicol棱棱
式中：[α] λ t ——比旋光度； λ——测量时所采用的光波波长；
t ——测量时的温度；
α——由仪器测得的溶液的旋光度；
l ——盛液管的长度,单位为dm(1dm=10cm)；
C ——溶液的浓度,单位为g.mL-1。
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表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、 光源的波长以及所使用的溶剂。
例如，在温度为20°C时，用钠光灯为光源 测得的葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋52.2°, 应记为：
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(1) 手性的概念
手——左、右手互为实物与镜像的关系，不能完全重合。 手性——像左右手一样，实物与其镜象不能叠合的性质。 例如两种不同的乳酸分子都具有手性：
右旋乳酸， 由肌肉运动产生
COOH
左旋乳酸， 由蔗糖发酵得到
COOH
H C OH H3C
实物
镜子
HO C H CH3
镜象
(动画)
其中心碳原子上连有四个不同的原子或原子团，在 空间有两种不同的排列方式，不能完全重合，互为实物 与镜像的关系，是两种不同的化合物。
第六章 立体化学
(一) 异构体的分类
(二) 手性和对称性
(三) 手性分子的性质——光学活性
(四) 具有一个手性中心的对映异构&分子的构型
(五) 具有两个手性中心的对映异构
(六) 手性中心的产生
(七) 手性合成(自学)
(八) 外消旋体拆分(自学)
(九) 脂环化合物的立体异构
(十) 构象对映异构和构象非对映异构
[α]D20=+52.2°（水） “D”代表钠光波长。钠光波长589nm相当 于太阳光谱中的D线。
比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。
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(四) 具有一个手性中心的对映异构 &分 子的构型
(1) 对映体
(2) (2) 构型表示方法
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(1) 对映体&外消旋体
凡是手性分子，必定有一个与之不能完全叠合的镜象。 互为实物与镜象的两个构型异构体称为对映体。
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手性碳原子——与四个不同的原子或原子团 相连的碳原子，用“ * ”号标出。例如：
CH3-C* H-CH2-CH3 Br
CH3-C* H-CCHH-3CH3 OH
CH3-C* H-COOH OH
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(2Biblioteka Baidu分子手性的判别依据—— 对称性(一会）
考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。 对称性的判别依据对称因素，它主要包括： (甲) 对称轴（Cn）：
(十一)不含手性中心化合物的对映异构
(十二)对映异构在研究反应机理中的应用
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第六章 对映异构
（一）异构体的分类
分子的结构就包括分子的构造、构型和构象。
碳架异构
构造异构 官能团异构 位置异构
同分异构
互变异构
构型异构 顺反异构
立体异构
对映异构
构象异构
本章主要讨论对映异构。
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(二) 手性和对称性
(1) 偏光 (2) (2) 旋光物质与比旋光度 (3) (3) 手性的概念 (4) (4) 对称性