06-立体化学PPT课件

平面偏振光
偏振光：普通光在通过尼克尔棱镜后形成的只在一个方向传 播平面光。
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2.光学活性：也称旋光性( optical activity )
—— 物质能使偏振光发生偏转的性质。
旋光性物质——具有旋光性的物质。 非旋光性物质——不具有旋光性的物质。
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3.旋光度（observed rotation) 旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度，用“a ”表示。
例2：从粥样硬化动脉中分离出来的胆甾醇0.5g溶解于20ml
氯仿，并放入1dm的测量管中，测得旋光度-0.76o。求其比
旋光度。
a
T
D
a
l c
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小结：
✓有旋光度的分子一定有手性，但有手性的分子不一定有 旋光性。 ✓判断分子手性的依据。 ✓有不对称碳原子的分子不一定有旋光性，有旋光性的分 子不一定有不对称碳原子。
不含手性中心化合物的对映异构
手性中心的产生、拆分及应用
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6.2 手性和对称性
6.2.1 分子的手性 对映异构 对映体
当一个碳原子与四个不同的原子或基团相连时，分子在空间有两种 不同的排列方式。
两个分子为实物和镜像的关系：如同人的左、右手。
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2−溴丁烷
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一些概念：
非手性分子 (achiral molecule)
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对映体的特点
具有相同的分子构造 两者的关系为：实物与镜像 不能相互重叠 物理性质相同 化学性质相似 对偏振光有不同旋转方向
手性分子一定有其对映体，对映体也称旋光异构体.
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2–丁醇
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6.2.2 对称因素
(1) 对称面 (σ)：
2–氯丙烷
对称面把分子分成互为影象的两部分。
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5.右旋和左旋 ( dextrorotatory and levorotatory )
—— 使偏振光振动平面向右旋转称右旋，“ + ” —— 使偏振光振动平面向左旋转称左旋，“ - ”
注意：旋光仪无法分辨a±n180０的区别。
例1：某纯液体试样在10cm 的盛液管中测得其旋光度为 +30o，怎么用实验证明它的比旋光度是+30o 而不是-330o ， 也不是+390o ？
手性分子是不对称分子，不含以上两种对称因素，分子 与其镜象不能重合，有一对对映体。
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分子与其镜象不能重合，有一对对映体
(+)–乳酸 (+)-Lactic acid
(-)–乳酸 (-)-Lactic acid
Leabharlann Baidu
1,2–环氧丙烷
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6.3 光学活性（旋光性）
一些基本概念：
1. 偏振光
光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。
第六章 立体化学
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6.1 异构体的分类
表示分子结构的概念？同分异构现象？
碳架异构体
构造异构体
位置异构体 官能团异构体
同 分 异 构 体
立体异构体
互变异构体
价键异构体 交叉式构象
构象异构体 重叠式构象
几何异构体
构型异构体
空间的排列
旋光异构体?
状况
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6.2 手性和对称性
手性(chirality)：是自然界的基本属性之一，不同异构体表现 出极不相同的生理效能。
旋光仪(polarimeter)
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影响旋光度的因素：
✓由物质的旋光性（与物质的结构有关）决定；
✓影响旋光度的因素：
旋光物质的分子数， 浓度 c 管长 l
表示不方便 没有可比性
温度、波长、溶剂等
4. 比旋光度（specific rotation)
为了便于比较，用比旋光度[α]来表示：在一定温度和波长
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平面型分子
平面型分子所在的平面即是对称面。例如: ：
(E)–1,2–二氯乙烯
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(2) 对称中心(i)
任何的直线通过分子的中心，在距中心等距离 处遇到相同的原子。
反–1,3–二氟–反– 2,4–二氯环丁烷
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手性与对称因素
含有对称面和/或对称中心的分子都是对称分子，是非 手性分子(achiral molecules)；分子与其镜像能重合，无对 映异构体。
手性(Chirality)：实物与其镜影不能重叠的现象。
手性分子：实物与镜像不能重叠的分子。
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当化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子或原子
团相连时,这个化合物在空间可能有两种不同的排列:
CH3
CH3
Br
H
H
Br
外消旋
C2H5
C2H5
两个分子的关系？
它们的分子不重叠、互为镜像对称
如何判断分子的手性呢？
（通常为钠光灯589 nm）条件下，样品管长度为1dm， 样品浓度为1g•ml-1时测得的旋光度。是一物理常数。
aDT
a
l c
D --- 钠光源，波长为589nm； T --- 测定温度，单位为℃ a --- 实测的旋光度； l --- 样品池的长度，单位为dm； c --- 为样品的浓度，单位为g•ml-1。
手性分子 (chiral molecule)
手(征)性 (chirality)
对映异构体 (enantiomers)
能与自身镜像重合的分子，是对称性的分 子。
不能与自身镜像重合的分子。是不对称性 的分子。
分子与它的镜像不能重合的性质。
手性分子具有互为影像且不能重合的两种 构型，即对映异构体。
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1–氟–1–氯甲烷为非手性分子
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内容
立体化学(Stereochemistry) —— 以三维空间研究分子结构和性质的科学
异构体的分类
手性和对称性，对映异构，对映异构体，对称因素
手性分子的性质——光学活性：旋光性与比旋光度
具有一个手性中心的对映体，构型的表示法与标记法
具有两个手性中心的对映异构
脂环化合物的立体异构
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6.4 具有一个手性中心的对映异构 6.4.1 对映体和外消旋体的性质
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2–溴丁烷
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乳酸
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1,2–环氧丙烷
柠檬油精
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含一个手性中 心的分子具有 一对对映体。
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乳酸
葡萄糖发酵得到 (＋)–乳酸
(－)–乳酸
mp : 26 ℃
mp : 26 ℃
(±)–乳酸
mp : 18℃ (S)-(+)-Lactic acid is the compound responsible for the burning sensation felt in muscles during anaerobic exercise,and it is also found in sour milk.
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为什么要研究对映异构呢？ ✓ 天然有机化合物大多有旋光现象。 ✓ 物质的旋光性与药物的疗效有关（如左旋维生素C可治抗
坏血病，而右旋的不行）。 ✓ 用于研究有机反应机理。
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反应停 Thalidomide
镇静作用
强烈致畸作用
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一、手性 对映异构 对映体
互为镜像（实物与镜像关 系，或者说左、右手关 系）。二者无论如何也不 能完全重叠。