4對映異構和非對映異構

1、14 對映異構和非對映異構對映異構和非對映異構本章要點本章要點旋光現象與分子結構的關系；旋光現象與分子結構的關系；手性分子的投影表示和手性分子的投影表示和fischer投影式；投影式；手性化合物的種類與性質。手性化合物的種類與性質。2 分子構型產生于碳原子及其它原子的原子軌分子構型產生于碳原子及其它原子的原子軌道空間分布，形成的分子隨之產生相對于一道空間分布，形成的分子隨之產生相對于一個參照的空間特征分布；個參照的空間特征分布； 構造相同的有機物分子會有不同的構型或構構造相同的有機物分子會有不同的構型或構象；如果因這些不同而產生有機物性質不同，象；如果因這些不同而產生有機物性質不同，即產生異構

2、現象：構型異構及構象異構；即產生異構現象：構型異構及構象異構； 構型異構包括幾何異構和旋光異構。構型異構包括幾何異構和旋光異構。34.1 和和 4.2 一、旋光現象一、旋光現象 旋光性質：能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉的旋光性質：能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉的性質；性質； 旋光性物質：具有旋光性質的物質；旋光性物質：具有旋光性質的物質； 旋光度：旋光能力的度量；旋光度：旋光能力的度量； 比旋光度：比旋光度是在一定測量條件下，單位比旋光度：比旋光度是在一定測量條件下，單位濃度的旋光性物質在單位光程下的旋光度，濃度的旋光性物質在單位光程下的旋光度，用用 表示。表示。lct41235二、分子的手性

3、與分子結構二、分子的手性與分子結構 1，手性與旋光性，手性與旋光性 手性物質：一個物質的實體與其鏡象若不能重疊，手性物質：一個物質的實體與其鏡象若不能重疊，稱其有手性；稱其有手性； 有手性的分子稱為手性分子，手性分子組成的手有手性的分子稱為手性分子，手性分子組成的手性化合物有旋光性；性化合物有旋光性； 分子有手性是由于分子結構不對稱（分子沒有對分子有手性是由于分子結構不對稱（分子沒有對稱面、對稱中心等對稱因素）；稱面、對稱中心等對稱因素）； 連有四個不同原子和原子團的碳原子是手性碳原連有四個不同原子和原子團的碳原子是手性碳原子；子；678ch3coohhho ohhooch3chch3hhoc

4、oohch3ohhcoohch3hhocoohch3ohhcooh9 2，對映異構現象和對映異構體，對映異構現象和對映異構體 手性分子與其鏡象不能重疊，是兩個不同的化合手性分子與其鏡象不能重疊，是兩個不同的化合物，這兩個化合物是一對對映異構體；物，這兩個化合物是一對對映異構體； 對映異構體之間構造相同，僅是分子中原子或原對映異構體之間構造相同，僅是分子中原子或原子團在空間的伸展方向不同；子團在空間的伸展方向不同； 10 對映異構體之間在熔點、沸點、折光率等物理對映異構體之間在熔點、沸點、折光率等物理性質和多數化學性質上沒有差別；但在生物學性質和多數化學性質上沒有差別；但在生物學上意義重大；上意

5、義重大； 對映異構體具有不同的旋光性質，其一使偏振對映異構體具有不同的旋光性質，其一使偏振光左旋（光左旋（ - - ），另一使偏振光右旋（），另一使偏振光右旋（ + ），兩），兩者的比旋光度絕對值相同；者的比旋光度絕對值相同； 等量的對映異構體混合物旋光性質抵消，混合等量的對映異構體混合物旋光性質抵消，混合物沒有旋光性，稱為外消旋混合物（化合物？）物沒有旋光性，稱為外消旋混合物（化合物？） 外消旋表示為（外消旋表示為（） ；11 3，手性碳原子與含一個手性碳原子的分子手性碳原子與含一個手性碳原子的分子 只含有一個手性碳原子的分子是不對稱分只含有一個手性碳原子的分子是不對稱分子，此分子有手性；子

6、，此分子有手性； 手性碳原子的手性碳原子的 絕對構型與絕對構型與r/s 標記法：標記法： 將手性碳原子上的四個原子和原子團按取代基將手性碳原子上的四個原子和原子團按取代基次序規(guī)則排序；次序規(guī)則排序； 將最小的一個遠離觀察者，看其它的三個按大將最小的一個遠離觀察者，看其它的三個按大小排列的旋轉方向：順時針排列者為小排列的旋轉方向：順時針排列者為r構型，構型，逆時針者為逆時針者為s構型；構型；1213 已知絕對構型的手性分子的已知絕對構型的手性分子的fischer投影式投影式 以不對稱碳原子為中心，將最長的碳鏈投影在以不對稱碳原子為中心，將最長的碳鏈投影在豎直方向，并使編號最小的碳原子寫在上面；豎

7、直方向，并使編號最小的碳原子寫在上面； 投影時投影時必須必須遵循將分子中豎直分布的價鍵指遵循將分子中豎直分布的價鍵指向后方，水平分布的價鍵指向前方；向后方，水平分布的價鍵指向前方； 按構型在水平方向寫出另兩個基團；按構型在水平方向寫出另兩個基團；14h3cohhcooh(s)-乳酸h3chohcooh(r)-乳酸coohhohch3coohhohch3coohhohch3coohhohch315 根據根據fischer投影式判斷構型投影式判斷構型 依照次序規(guī)則區(qū)分出四個基團的大小順序；依照次序規(guī)則區(qū)分出四個基團的大小順序； 看最小基團的指向：若指向后方，其它三看最小基團的指向：若指向后方，其它

8、三個基團順時針方向排列時為個基團順時針方向排列時為r構型，反時構型，反時針方向為針方向為s構型；構型； 若指向前方，其它三個基團順時針方向排若指向前方，其它三個基團順時針方向排列時為列時為s 構型，反時針方向為構型，反時針方向為r構型；構型；16最小的甲基連接在水平鍵上，最小的甲基連接在水平鍵上，朝前，其它三個基團順時針排朝前，其它三個基團順時針排列，因此是列，因此是s構型；構型；(s)-3-甲基甲基-3-氯氯-1-戊烯戊烯cchclch2ch3ch3ch2(1)(2)(3)(4)最小的甲基連接在豎直鍵上，最小的甲基連接在豎直鍵上，朝后，其它三個基團順時針排朝后，其它三個基團順時針排列，因此是

9、列，因此是r構型；構型；(r)-2-氯氯- 2-溴丁烷溴丁烷ch3brch2ch3cl(4)(3)(2)(1)17 表示旋光特征時，左旋乳酸標記為表示旋光特征時，左旋乳酸標記為()-乳酸乳酸（如蔗糖發(fā)酵得到的乳酸），右旋乳酸標記為（如蔗糖發(fā)酵得到的乳酸），右旋乳酸標記為(+)-乳酸（如從動物肌肉中提取的乳酸）；乳酸（如從動物肌肉中提取的乳酸）； 此旋光特征標記與構型標記不是一回事，此旋光特征標記與構型標記不是一回事，沒有任何可供比較的意義；沒有任何可供比較的意義；184，含兩個手性碳原子的化合物，含兩個手性碳原子的化合物 含兩個含兩個不相同不相同手性碳原子的分子具有手性，有兩手性碳原子的分子具

10、有手性，有兩對對映異構體對對映異構體； 四個化合物互為異構體，且為兩對對映異構體；四個化合物互為異構體，且為兩對對映異構體； 不是對映體的化合物稱為非對映異構體；不是對映體的化合物稱為非對映異構體；coohhohhohch2ohcoohhohhohch2oh2s,3s2r,3r coohhohhohch2ohch2ohcoohhohhohch2oh2r,3s2s,3r19 含兩個相同手性碳原子的分子，不能構成兩對對含兩個相同手性碳原子的分子，不能構成兩對對映異構體映異構體： i和和ii是一對對映異構體，是一對對映異構體，iii和和iv是同一個化合物是同一個化合物； iii或或iv分子中有對稱面

11、，不是手性分子，稱為內消旋分子中有對稱面，不是手性分子，稱為內消旋體，記為體，記為meso或或()； i和和iii、iv， ii和和iii、iv互為非對映異構體；互為非對映異構體；coohhohhohcoohcoohhohhohcoohcoohhohhohcoohcoohhohhohcooh2s,3s2r,3riiiiiiiv2r,3s20cccabab5，不含手性碳原子的旋光性分子，不含手性碳原子的旋光性分子丙二烯類化合物丙二烯類化合物 ：丙二烯三個雙鍵碳原子中間的一個是：丙二烯三個雙鍵碳原子中間的一個是sp雜化，結構中兩個雙鍵平面互相垂直，當兩端的雙鍵雜化，結構中兩個雙鍵平面互相垂直，當兩

12、端的雙鍵碳原子都連接不同基團時分子不對稱，從而具有旋光性；碳原子都連接不同基團時分子不對稱，從而具有旋光性；盡管分子中沒有手性碳原子；盡管分子中沒有手性碳原子； 21聯苯類化合物：聯苯類化合物： 聯苯分子中兩個苯環(huán)的聯苯分子中兩個苯環(huán)的2、6位上有不同位上有不同取代基時，兩個苯環(huán)不能處于同一個平面上，分子不對稱，取代基時，兩個苯環(huán)不能處于同一個平面上，分子不對稱， 從而具有旋光性；盡管分子中也沒有手性碳原子從而具有旋光性；盡管分子中也沒有手性碳原子； baa b22三、旋光異構體的性質三、旋光異構體的性質 內消旋體沒有旋光性；內消旋體沒有旋光性； 一對對映異構體的等量混合物也沒有旋光性，一對對映異構體的等量混合物也沒有旋光性，稱為外消旋化；稱為外消旋化； 非對映異構體之間在物理性質和化學性質個方非對映異構體之間在物理性質和化學性質個方面都有很大的差別，而對映異構體之間僅在手面都有很大的差別，而對映異構體之間僅在手性性質方面有差別性性質方面有差別: 如旋光性、生物酶活性等；如旋光性、生物酶活性等； 對映異構體混合物常用的分離方法是拆分：用對映異構體混合物常用的分離方法是拆分：用另一種旋光性化合物與對映體化合物反映生成另一種旋光性化合物與對映體化合物反映生成兩個非對映異構體，這是較容易分離的混合物；兩個非對映異構體，這是較容易分離的混合