有机化学第六章 立体化学.ppt

第八章立体化学

立体化学是有机化学的重要组成部分.它的主要内容是研究有机化合物分子的三度空间结构(立体结构),及其对化合物的物理性质和化学反应的影响.同分异构现象8.1手性和对映体生活中的对映体(2)-镜象在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子,而能叠合的叫非手性分子.饱和碳原子具有四面体结构.(sp3杂化)
例:乳酸(2-羟基丙酸CH3-CHOH-COOH)
的立体结构：考察分子的对称性,要考察的对称因素有以下四种

——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360º/n后,(n=正整数),得到的分子与原来的分子相同,这条直线就是n重对称轴.——设想分子中有一平面,它可以把分子分成互为镜象的两半,这个平面就是对称面.如:——设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子出发,向这个点作一直线,再从这个点将直线延长出去,则在与该点前一线段等距离处,可以遇到一个同样的原子,这个点就是对称中心.——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360º/n后,再用一个与此直线垂直的平面进行反映(即作出镜象),如果得到的镜象与原来的分子完全相同,这条直线就是交替对称轴.
A:非手性分子——凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子.
B:手性分子——既没有对称面,又没有对称中心,也没有4重交替对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是手性分子.
C:对称轴的有无对分子是否具有手性没有决定作用.凡是手性分子,必有互为镜象的构型.分子的手性是存在对映体的必要和充分条件.
互为镜象的两种构型的异构体叫做对映体.
一对对映体的构造相同,只是立体结构不同,这种立体异构就叫对映异构.如乳酸是手性分子,故有对映体存在:
对映体的一般物理性质(熔点,沸点,相对密度...,以及光谱)都相同,只有对偏振光的作用不同.旋光性--能旋转偏正光的振动方向的性质叫旋光性
旋光性物质(或叫光活性物质)--具有旋光性的物质.
由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向,不仅与物质的结构有关,而且与测定的条件(样品浓度,盛放样品管的长度,偏正光的波长及测定温度等)有关.旋光仪(polarimeter)
用任一浓度的溶液,在任一长度的盛液管中进行测定,然后将实际测得的旋光度,按下式换算成比旋光度[]:
通常将测定时的温度和偏正光的波长标出:
溶剂对比旋光度也有影响,所以也要注明溶剂.
例:在20℃时,以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋52.5°,记为:手性碳原子的概念—在有机化合物中，手性分子大都含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。
这种碳原子没有任何对称因素,故叫不对称碳原子,或叫手性碳原子,在结构式中通常用*标出手性碳原子。例：乳酸CH3CHOHCOOH

不能离开纸面翻转。翻转180。，变成其对映体。
在纸面上转动90。,270。，变成其对映体。
在纸面上转动180。构型不变。
保持1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。
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。举例（对照模型）将手性碳原子表示在纸面上，用实线表示在纸面上的键，虚线表示伸向纸后方的键，用锲形实线表示伸向纸前方的键。8.4.2构型的确定——菲舍尔投影式、锲形式看不出左、右旋；旋光仪可测，但不能判断构型。右旋甘油醛两种甘油醛的绝对构型：
—右旋酒石酸铷钠的绝对构型：
（1）关联比较法得出此构型，测得结果为右旋。
（2）X光衍射直接确定右旋酒石酸铷钠与此推出的构型一致。
（3）所以人为指定的甘油醛的构型也是其绝对构型。以此为标准确定的其它相对构型也是绝对构型。构造相同，构型不同的异构体在命名时，有必要对它们的构型给以一定的标记。
如乳酸：CH3CHOHCOOH有两种构型。
构型的标记方法有两种：
（以甘油醛为对照标准）：
右旋甘油醛的构型定为D型，左旋甘油醛的构型定为L型。凡通过实验证明其构型与D-相同的化合物，都叫D型，在命名时标以“D”。而构型与L-甘油醛相同的，都叫L型，在命名时标以“L”。

例：左旋乳酸：D-(-)-乳酸;右旋乳酸:L-(+)-乳酸D-L标记法只表示出分子中只有一个手性碳原子的构型，对含有多个手性碳原子的化合物，这种标记不合适，有时甚至会产生名称上的混乱。

R-S标记法—是根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记的：
(1)先把手性碳原子所连接的四个基团设为：a,b,c,d。并将它们按次序（3.3节次序规则）排队。
(2)若a,b,c,d四个基团的顺序是a在先，b其次，c再次，d最后。将该手性碳原子在空间作如下安排：例如：R-S标记法（1）先将次序排在最后的基团d放在一个竖立的（即指向后方的）键上。然后依次轮看a、b、c。
（2）如果是顺时针方向轮转的，则该投影式代表的构型为R型；如果是逆时针方