复旦有机化学课件3-立体化学基础

C2H5
H
外消旋体
8.含两个手性碳原子的化合物
CH3
H
Cl
CH3
Cl
H
H
Cl
Cl
H
C2H5
C2H5
2S,3R
2R,3S
对映异构体
非对映异构体
CH3
H
Cl
Cl
H
C2H5
2S,3S
CH3
Cl
H
H
Cl
C2H5
2R,3R
含两个手性碳原子的化合物
CH3
H
Cl
H
Cl
CH3
2S,3R
CH3
Cl
H
Cl
H
CH3
2R,3S
几个概念
手性分子(chiral molecule) 对映异构(enantiomerism) 手性因素:手性中心,手性轴,手性面 对称因素:对称面,对称中心,对称轴,交替对称轴 手性碳(chiral carbon*)
4.对映异构体的表示法
OH
H C2H5
CH3
OH
H
C2H5
CH3
相对构型:以甘油醛为标准,规定(+)-甘油醛为D型, (-)-甘油醛为L型,与(+)-甘油醛相关联的化合物标 为D型,与(-)-甘油醛相关联的化合物标为L型
绝对构型:将连在手性碳上的四个基团按次序规则 从大到小排列成序,将最小基团远离观察者,观察其 他三个基团,若三者从大到小为顺时针方向,此手性 碳为R构型,若三者从大到小为逆时针方向,此手性 碳为S构型
假手性碳原子
CH3
H
Cl
Cl
H
H
Cl
CH3
(2S,3R,4R)
CH3
Cl
H
Cl
H
H
Cl
CH3
(2R,4R)
CH3
Cl
H
H
Cl
Cl
H
CH3
(2R,3R,4S)
CH3
H
Cl
H
Cl
Cl
H
CH3
(2S,4S)
几个概念
外消旋体 内消旋体 对映异构体 非对映异构体 假手性碳原子
基团大小排序规则
1.以直接与手性碳原子相连的原子的原子序数大小为次序, 大的优先,小的在后,孤电子对次序最小
2.与手性碳原子相连的原子相同时,则比较第二个原子的原 子序数,仍是大的优先,小的在后,依次类推
3.相连的基团具有重键时,可看作是连接两个或三个相同的 原子
4.同位素以质量数大者优先 5.取代基团互为立体异构时,则R型优先于S型,顺式优先于
将手性碳原子上的一个取代基保持不变，另外三个基团按 顺时针或逆时针方向旋转时，得到的另一投影式仍代表原 分子结构
Fischer投影式中手性碳原子上的任何两个原子或基团的 位置经两次或偶数次交换时，得到的另一投影式构型不 变；若交换一次或奇数次时，得到的另一投影式是其对映 体
5.对映异构体构型的命名
反式
Cl
H H3C
OCH3
Cl, OCH3, CH3, H
C6H5
H3C H2N
C2H5
NH2, C6H5, C2H5, CH3
OH
H H3C
COOH
OH, COOH, CH3, H
CH2 HC
H CH3CH2
C CH
C CH HC CH2 CH2CH3, H
OH 1
H
C2H5
2
CH3 3
(S)-2-丁醇
而具有对称面,对称中心或交替对称轴中任何一种对 称因素的分子,称为对称分子(symmetric molecule), 它和镜像能重合,无旋光性
3.手性因素
OH
H CH3CH2
CH3
CH3
N C2H5
C3H7
C6H5
H
CH3
CCC
H3C
H
O
(CH2)8
O COOH
分子中含有手性碳是产生手性的条件之一 分子中含有手性碳,分子不一定是手性分子 分子中没有含有手性碳,分子不一定不是手性分子
第三章 立体化学基础
同分异构：构造异构：官能团异构 官能团位置异构
立体异构：构象异构 构型异构
构型异构：几何异构和对映异构
N
S
HClLeabharlann Baidu
N
1.盐酸左旋咪唑
2.S-(-)-6-苯基-2,3,5,6-四氢咪唑并[2,1-b]噻唑盐酸 盐
OH
H N H3C
H
H
CH3
2HCl
N H
OH
1. 盐酸乙胺丁醇
2. (2R,2’R)-(+)-2,2‘-(1,2-乙二基二亚氨基)-双-1-丁 醇二盐酸盐
1.对映异构和手性
2.对称因素
H
Cl
Cl
Cl
H C
Cl
H C
Cl
Cl H
H
CH3
CH3 H
H
Cl
Cl C
H
H C
Cl
交替对称轴
交替对称轴也叫对称反轴,由两种对称操作结合产 生,即分子绕中心轴旋转360/n角度后,得到一个立 体形象,此形象再通过一个与中心轴垂直的镜面反 射,得到的镜像若与原来的立体形象相同,此轴即为 n重交替对称轴(Sn)
在Fischer投影式中，横键上的基团靠近 观察者的眼睛，竖键上的基团远离观察 者的眼睛
OH
4
H
1, 2
C2H5
CH3
3
OH
CH3
OH
H
H
C2H5 C2H5
H C2H5
CH3 HO
CH3
CH3
OH
H
C2H5
Fischer投影式互换规则
Fischer投影式可不离开纸面旋转180º或其整数倍，得到 的另一投影式仍代表原分子结构；若旋转90º或其奇数 倍，得到的另一投影式是其对映体
内消旋体 外消旋体
CH3
H
Cl
Cl
H
CH3
2S,3S
CH3
Cl
H
H
Cl
CH3
2R,3R
9.含三个手性碳原子的化合物
CH3
H
Cl
H
Cl
H
Cl
CH3
(2S,3S,4R)
CH3
H
Cl
Cl
H
Cl
H
CH3
(2S,4S)
CH3
Cl
H
Cl
H
Cl
H
CH3
2R,3S,4S)
CH3
Cl
H
H
Cl
H
Cl
CH3
(2R,4R)
OH
C2H5
CH3
H
OH
H
C2H5
CH3
6.对映异构体的理化性质
物理性质
平面偏振光 比旋光度
化学性质
在反应中是否断裂与手性碳相连的键 对映异构体与手性试剂及非手性试剂的反应
a
s
c
d
b
a
s
c
d
b
a
c
d
b
a
c
s
b
a
s
d
cb
a
cb
s
a
s
c
b
a
c
s
b
a
s
c
b
对映异构体与手性试剂的反应
H3C CH COOH + (S)-2-丁醇
Cl
CH3
H
Cl
Cl
H
CH3 H
CO+
O
CO O
C2H5
CH3
H
C2H5
CH3
H
(S, S)
(R, S)
对映异构体与非手性试剂的反应
H3C CH COOH + CH3OH
Cl
CH3
H
Cl
Cl
H
CH3 H
CO+
CH3O
(S)
CO CH3O
(R)
7.含一个手性碳原子的化合物
OH
C2H5
CH3
H
OH
H3C
Br
Cl
Cl
Br
180 Cl
Br
Br Cl
Br
Cl
Cl
Br
一个分子不具有任何对称因素时称为不对称分子 (asymmetric molecule),它和镜像不能重合,有旋光性
仅具有对称轴而不具有其他对称因素的分子,称为非 对称分子(dissymmetric molecule),它和镜像也不能 重合,具有旋光性