05 第五章 旋光异构.pptx

第1页：第五章旋光异构

第五章旋光异构

第五章旋光异构

第2页：一、偏振光和旋光活性光是一种电磁波

一、偏振光和旋光活性光是一种电磁波，光波振动方向与光波前进方向垂直。普通光Nicol棱镜在一个平面上振动的光，称为平面偏振光，简称偏振光。

第3页：旋光性：偏振光和旋

旋光性：指能使偏振光发生偏转的性质，又称光学活性

• 旋光性物质：具有旋光性的物质。也叫光活性物质
• 右旋物质：能使偏振光的振动方向右旋的物质，右旋体（+）
• 左旋物质：能使偏振光的偏振面向左旋的物质，左旋体（-）
• 旋光度：使偏振光旋转的角度。偏振光α旋转后的偏振光旋光性物质

第4页：检测偏振光偏振面的旋转可用旋光仪

检测偏振光偏振面的旋转可用旋光仪

检测偏振光偏振面的旋转可用旋光仪。（旋光度和旋光方向）盛液管检偏镜（尼科尔棱镜）起偏镜（尼科尔棱镜）样品池光源

第5页：比旋光度

比旋光度：将浓度为1g/ml的溶液放在1分米长的盛液管中所测得的旋光度

• 在一定条件下，旋光性物质的比旋光度是一常数
• “＋”：右旋。“－”：左旋。二、比旋光度αα：旋光度[α]：比旋光度λtt：温度λ：光源的波长（常用钠光灯，5893Å）l：长度（dm）。c：浓度（g/ml）(纯溶液,则为密度d)

第6页：三、分子的手性

三、分子的手性

三、分子的手性、旋光性和手性碳原子井冈山风景桂林风情左右手互为镜象①什么是手性？

第7页：左手和右手不能重叠左右手互为镜象一个物体

左手和右手不能重叠左右手互为镜象一个物体若与自身镜象不能重叠,叫具有手性;不能与镜象重叠的分子叫手性分子而能重叠的叫非手性分子.

第8页：互为镜像关系镜

互为镜像关系镜

互为镜像关系镜HCOOHOHHCH3CH3HCOOHOH(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸

第9页：凡是手性分子都具有旋光性

凡是手性分子都具有旋光性;非手性分子没有旋光性.③如何判断分子是否具有手性根本方法：根据分子的对称性。不对称分子：即既没有对称面，也没有对称中心的分子具有手性。②分子手性与旋光性的关系

第10页：1,1-二溴乙烷的对称面判断结果

1,1-二溴乙烷的对称面判断结果

1,1-二溴乙烷的对称面判断结果：分子中都存在对称面，所以它们都是非手性分子，都没有旋光性。反-1，2-二氯乙烯对称面

第11页：对称中心

对称中心：若分子中有一点Ｐ，通过Ｐ点画任何直线，在离Ｐ等距离的线段两端有相同的原子或原子团，则点Ｐ称为对称中心。判断结果：分子中存在对称中心，所以它是非手性分子，没有旋光性。例：反-1,3-二氟-2,4-二氯环丁烷有对称中心：

第12页：甲烷分子的对称性变化

甲烷分子的对称性变化

甲烷分子的对称性变化

第13页：和四个不同的原子或基团连接的碳原

在绝大多数情况下，分子有无手性往往与分子中是否含有手性碳原子有关。所谓手性碳原子，是指和四个不同的原子或基团连接的碳原子，又叫不对称碳原子，常用“＊”号予以标注，如：判断结果：含有一个手性碳原子的分子都具有手性。***

第14页：四、具有一个手性碳原子的化合物

四、具有一个手性碳原子的化合物1.对映体：互为实物和镜像关系的异构体叫做对映异构体，简称对映体。一个为右旋体,一个为左旋体非常相似互为镜像关系镜HCOOHOHHCH3不能重合CH3HCOOHOH2.外消旋体：由等量的对映体相混合而形成的混合物。

第15页：乳酸：具有一个手性碳原子的化合物

(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸(±)-乳酸mp 53oC mp 53oC mp 18oC[α]20D=+3.82 [α]20D=-3.82 [α]20D=0pKa=3.79(25oC) pKa=3.83(25oC) pKa=3.86(25oC)外消旋乳酸对映体旋光性相反，其他物理性质相同。

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第16页：对映体之间生理作用会有很大不同R-型

对映体之间生理作用会有很大不同R-型（不致畸）S-型（致畸）被“反应停”夺去胳膊的孩子们D-(-)-氯霉素有杀菌作用L-(+)-氯霉素无药效多巴

第17页：具有一个手性碳原子的化合物（续）

结论

• （1）含一个手性碳原子的化合物有两个旋光异构体（一个左旋体、一个右旋体），等量混合组成一个外消旋体
• （2）含一个手性碳原子的化合物一定具有旋光性

第18页：凯库勒模型楔形式缺点

凯库勒模型楔形式缺点

凯库勒模型楔形式缺点：过于复杂不便于书写和交流3.费歇尔投影式

第19页：费歇尔投影式的投影规则如下

费歇尔投影式的投影规则如下

费歇尔投影式的投影规则如下

• 2.横前竖后
• 1.竖碳链：主C链竖置，且编号小者置于上端
• 3.做投影：横线与竖线交点为手性C原子

第20页：1、不能离开纸面翻转

1、不能离开纸面翻转

• 2、在纸面上转动180。构型不变
• 3、在纸面上转动90。、270。，变成其对映体
• 4、保持一个基团固定，而把其它三个基团顺时针或逆时针地调换位置，构型不变
• 5、任意两个基团调换偶数次，构型不变
• 6、任意两个基团调换奇数次，构型改变。Fischer投影式的转换规则

第21页：五、构型标记法

五、构型标记法

五、构型标记法

• 1、D/L标记法(相对构型标记法):羟基在右边为D-型，羟基在左边为L-型。以甘油醛的构型为标准

第22页：甘油醛：具有一个手性碳原子的化合物

甘油醛：具有一个手性碳原子的化合物

D－（＋）－甘油醛D－（-）－甘油酸D－（-）－乳酸D－2－氨基丙酸L－2－氨基丙酸

第23页：2、R/S标记法（绝对构型标记法

2、R/S标记法（绝对构型标记法）

• 确定手性碳原子所连接的四个原子或基团的大小顺序
• 最小的原子或基团放在离观察者最远的位置
• 其它三原子或基团由大到小如按顺时针方向排列，则为R型;如按逆时针方向排列，则为S型

第24页：R／S标记法直接应用于Fischer投影

R／S标记法直接应用于Fischer投影式－OH →－COOH →－CH3为顺时针排列R－乳酸S－乳酸－OH →－COOH →－CH3为逆时针排列

第25页：①最小基团在竖键

①最小基团在竖键：三个基团顺时针：R；逆时针：S；②最小基团在横键：三个基团顺时针：S；逆时针：R。(R)-2-氯丁醛(S)-2-氯丁醛(R)-2-氯丁醛小竖键，顺实向小横键，反实向

第26页：投影式变换注意事项

投影式变换注意事项：投影式不能离开纸平面翻转1800，只能在纸面上平移或转动1800，否则构型发生转变。投影式也不能在纸面上旋转900,否则构型发生转变。旋转270º

第27页：六、含有二个手性碳原子的化合物I和

六、含有二个手性碳原子的化合物I和II；III和IV互为对映体. I和II；III和IV等量混合,外消旋体I和III, I和IV, II和III, II和IV互为非对映体1、含两个不同手性碳原子的化合物以2,3,4-三羟基丁酸（HOCH2CH(OH)CH(OH)COOH)为例。2S, 3S2R, 3R2S, 3R2R, 3S

第28页：非对映异构体

非对映异构体

非对映异构体

• 物理性质（如熔点、沸点、溶解度和比旋光度）不相同
• 化学性质相似。对映异构体的数目= 2nn：手性碳原子数

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第29页：2、含两个相同手性碳原子的化合物

2、含两个相同手性碳原子的化合物

• Ⅰ、Ⅱ是对映异构体，具有实物和镜象的关系
• Ⅲ、Ⅳ为同一物质，因为旋转180°后相同
• Ⅲ没有旋光型性，是内消旋体
• 三种异构体：左旋体、右旋体和内消旋体。ⅡⅠⅢⅣ**以酒石酸(HOOCCH(OH)CH(OH)COOH)为例.(2S,3S)(2R,3R)(2R,3S)(2S,3R)

第30页：含手性碳原子的分子不一定是手性分子

含手性碳原子的分子不一定是手性分子。分子中如含有对称因素，则为非手性分子，没有对映异构体

• 如果分子中含有相同的手性碳原子，则其对映异构体的数目少于2n。对称面

第31页：七、不含手性碳原子的化合物的旋光异构

七、不含手性碳原子的化合物的旋光异构位阻作用，使得两个苯环不能处在一个平面内，整个分子没有对称因素而具有手性1、联苯类化合物

第32页：2、丙二烯的衍生物当C1和C3各连

2、丙二烯的衍生物当C1和C3各连

2、丙二烯的衍生物当C1和C3各连有不同基团时，也有旋光异构体

第33页：3：环状化合物的立体结构顺

3：环状化合物的立体结构顺

3：环状化合物的立体结构顺-1，2-二氯代环戊烷反-1，2-二氯代环戊烷对映体

第34页：八、旋光异构体的性质

八、旋光异构体的性质

• 物理性质：旋光方向相反。其它物理性质(如熔点、沸点、相对密度、比旋光度、在非手性试剂的溶解度)都完全相同
• 化学性质：与非手性试剂的作用完全相同。与手性试剂的作用会有差别
• 许多药物分子是手性分子，具生理活性的往往只是一种旋光异构体
• 非对映异构体的物理性质不同，化学性质基本相同
• 外消旋体不同于任意两种物质的混合物，具有固定熔点，且熔点范围很窄

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第35页：九、不对称合成

九、不对称合成

九、不对称合成、立体选择反应与立体专一反应1.无外界手性因素的影响下，得到外消旋混合物*hν对映体

第36页：顺-2-丁烯2. 2-丁烯与卤素的加成外

顺-2-丁烯2. 2-丁烯与卤素的加成外

顺-2-丁烯2. 2-丁烯与卤素的加成外消旋体

第37页：立体专一反应

立体专一反应

立体专一反应：由某一立体异构的反应物只得到某一种特定的立体异构产物。反-2-丁烯内消旋体

第38页：第五章作业

第五章作业

第五章作业4 (a，c，f，j)5 (b)910（b，c，e，h)

第39页：