第八章立體異構(gòu)課件

第八章立體異構(gòu)第八章立體異構(gòu)1第八章立體異構(gòu)課件2構(gòu)造異構(gòu)：是指分子中原子之間的連接方式和次序不同所產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象。

碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)官能團異構(gòu)

互變異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)：是指分子中原子之間的連接方式和次序不同所產(chǎn)生的同分3碳鏈異構(gòu):碳鏈骨架不同所產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象。CH3—CH2—CH2—CH3

CH3—CH—CH3CH3

碳鏈異構(gòu):碳鏈骨架不同所產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象。4位置異構(gòu)：取代基或者官能團在碳鏈或環(huán)上的位置不同所產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象。和和ClCl位置異構(gòu)：取代基或者官能團在碳鏈或環(huán)上的位置不同所產(chǎn)生的同分5OHCH3OHCH3OHCH3OHCH3OHCH3OHCH36官能團異構(gòu)：官能團不同所產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象。CH3—CH2—OHCH3—O—CH3互變異構(gòu)：官能團不同,但兩者之間可以互變、并存的同分異構(gòu)現(xiàn)象。它是官能團異構(gòu)的一種特殊表現(xiàn)形式。

官能團異構(gòu)：官能團不同所產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象。7立體異構(gòu)指分子構(gòu)造相同，但原子或原子團在空間的排列方式不同所產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象。立體異構(gòu)主要包括構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)兩部分。立體異構(gòu)指分子構(gòu)造相同，但原子或原子團在空間的排列方式8構(gòu)型：指分子內(nèi)原子或原子團在空間“固定”的排列關系。如順反異構(gòu)和對映異構(gòu)。構(gòu)象：指具有一定構(gòu)型的分子由于單鍵的旋轉(zhuǎn)或扭曲使分子內(nèi)原子或原子團在空間產(chǎn)生不同的排列形象。構(gòu)型：指分子內(nèi)原子或原子團在空間“固定”的排列關系。如順反異9第八章立體異構(gòu)課件10第一節(jié)順反異構(gòu)順-2-丁烯反-2-丁烯兩個甲基在雙鍵平面兩側(cè)有兩種不同排列方式，且不能轉(zhuǎn)換。條件分子中存在限制C自由旋轉(zhuǎn)因素（雙鍵或脂環(huán)）。不能自由旋轉(zhuǎn)的C上連接的原子或基團必須不同。2-丁烯第一節(jié)順反異構(gòu)順-2-丁烯11當雙鍵碳原子上各連有兩個不相同的基團時，由于雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，在空間就會形成不同的排列方式，形成順反異構(gòu)體。順-2-丁烯反-2-丁烯當雙鍵碳原子上各連有兩個不相同的基團時，由于雙12如果有一個雙鍵碳上連有兩個相同的基團，則無順反異構(gòu)體如果有一個雙鍵碳上連有兩個相同的基團，則無順反異構(gòu)體13順反異構(gòu)體命名法順、反命名法：相同基團在同側(cè)——順式cis-；在兩側(cè)——反式trans-。如：CH3CH=CHCH2CH3順-2-戊烯反-2-戊烯順反異構(gòu)體命名法順、反命名法：如：CH3CH=CHCH2CH14

Z/E-命名法問題：

Z/E-命名法問題：15Z、E命名法(Z——德文Zuasmmen，共同；E——德文Entgengen,相反。)先確定每個C所連兩個基團的優(yōu)先順序。當a>b；d>e，優(yōu)先基團在同側(cè)——Z型。當a>b；d<e，優(yōu)先基團在兩側(cè)——E型。Z、E命名法(Z——德文Zuasmmen，共同；E——德16（Z）-2-丁烯順-2-丁烯（E）-2-丁烯反-2-丁烯大基團在雙鍵的同一側(cè)，則為(Z)構(gòu)型，在名稱前加上(Z)。大基團在雙鍵的不同側(cè)，則為(E)構(gòu)型，在名稱前加上(E)。（Z）-2-丁烯（E）-2-丁烯大基團在雙鍵的同一側(cè)，則為(17（Z）-3-甲基-4-異丙基-3-庚烯（Z）-3-甲基-4-異丙基-3-庚烯18（Z）-1-氯-2-溴丙烯（Z）-1-氯-2-溴丙烯19（Z）-1，2-二氯溴乙烯反-1，2-二氯溴乙烯（E）-1，2-二氯溴乙烯順-1，2-二氯溴乙烯（Z）-1，2-二氯溴乙烯（E）-1，2-二氯溴乙烯20練習：1.用Z-E法命名下列化合物2.寫出下列化合物構(gòu)型（1）Z-1-苯基-2-溴丁烯（2）E-3-異丙基-2-己烯練習：1.用Z-E法命名下列化合物2.寫出下列化合物構(gòu)型21這是兩種不同的命名法。順、反異構(gòu)體的命名指的是相同原子或基團在雙鍵平面同一側(cè)時為“順”，在異側(cè)時為“反”。Z、E構(gòu)型指的是原子序數(shù)大的原子或基團在雙鍵平面同一側(cè)時為"Z"，在異側(cè)時為"E"。注意：順、反異構(gòu)體的命名與（Z）、（E）構(gòu)型的命名不是完全相同的。這是兩種不同的命名法。順、反異構(gòu)體的命名指的是相同原子或基團22

乳酸，自然界發(fā)現(xiàn)左旋乳酸和右旋乳酸，它們的構(gòu)造式相同，但空間構(gòu)型不同第二節(jié)對映異構(gòu)第二節(jié)對映異構(gòu)23第八章立體異構(gòu)課件24任何物體都有它的鏡像。一個有機分子在鏡子內(nèi)也會出現(xiàn)相應的鏡像。實物與鏡像相應部位與鏡面具有相等的距離。實物與鏡像的關系叫對映關系。任何物體都有它的鏡像。一個有機分子在鏡子內(nèi)也會出現(xiàn)相應的鏡像25實物與其鏡象不能重合，這種異構(gòu)關系稱為對映異構(gòu)，具有對映而不能重合關系的立體異構(gòu)體，互稱為對映異構(gòu)體（簡稱對映體）

實物與其鏡象不能重合，這種異構(gòu)關系稱為對26普通光是在所有方向振動的電磁波。(a)光波前進時電場振幅的周期性變化(b)光波振動的平面(c)在普通的光束中光波在一切可能的平面內(nèi)的振動一、偏振光和旋光性普通光是在所有方向振動的電磁波。(a)光波前進時電場振幅的周27普通光通過尼科爾棱鏡后產(chǎn)生只能在一個平面振動的光。這種只能在一個平面振動的光為平面偏振光，簡稱偏光。普通光尼科爾棱鏡偏光普通光通過尼科爾棱鏡后產(chǎn)生只能在一個平面振動的光。普通光尼科28在光源和視野之間放置第二個棱晶，只有當晶軸彼此平行時，通過第一個棱晶的光線才能通過第二個棱晶。普通光通過棱鏡偏光偏光棱鏡在光源和視野之間放置第二個棱晶，只有當晶軸彼此29

如果在晶軸相互平行的兩個棱晶之間放置旋光管，管內(nèi)盛有不同的液體，將出現(xiàn)兩種情況：如果是水或酒精，則偏光順利通過第二個棱晶；如果是肌肉運動產(chǎn)生的乳酸或葡萄糖等物質(zhì)，則第二個棱晶必須旋轉(zhuǎn)一定的角度，偏光才能通過。普通光起偏振器偏光乳酸溶液檢偏振器觀察者如果在晶軸相互平行的兩個棱晶之間放置旋光管，30平面偏振光——只在一個平面上振動的光。旋光性——使偏振光的振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)旋光性物質(zhì)/光活性物質(zhì)——具有旋光性的物質(zhì)。

如:2-氯丁烷,乳酸,葡萄糖,氯霉素等nicol偏光平面偏振光——只在一個平面上振動的光。nicol偏光31結(jié)論：物質(zhì)有兩類：（1）旋光性物質(zhì)——能使偏振光振動面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，叫做旋光性；具有旋光性的物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)。（2）非旋光性物質(zhì)——不具有旋光性的物質(zhì)，叫做非旋光性物質(zhì)。結(jié)論：物質(zhì)有兩類：32

旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度，稱為旋光度，以“α”表示。旋光度“α”不是一個常量，它受溫度、光源、濃度、管長等許多因素的影響，為了便于比較，就要使其成為一個常量，故用比旋光度[α]來表示：二、旋光度和比旋光度旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度，稱為旋光度，以“α”表示。旋33比旋光度——單位濃度、單位盛液管長度下測得的旋光度，用[α]表示。實際測量時，可用溶液測量其旋光度，再用下式計算其比旋光度：

[α]Dt=α——由儀器測得的溶液的旋光度；l——盛液管的長度,單位為dm(1dm=10cm)；C——溶液的濃度,單位為g.mL-1。αDtl·c比旋光度——單位濃度、單位盛液管長度下測得的旋光度，用[α]34三、旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關系（一）手性與旋光性三、旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關系（一）手性與旋光性35手性（手征性）：實物與鏡像不能完全重疊的特性。手性分子：具有手性的分子。手性與旋光性的關系：手性分子一定有旋光性；反之，具有旋光性的分子一定是手性分子。手性（手征性）：實物與鏡像不能完全重疊的特性。36左手 鏡 右手左手的鏡像是右手——對映關系左、右手對映而不能重合，這種性質(zhì)稱為——“手性”。左手 鏡 右手左手的鏡像是右手左、37（二）對稱因素與手性要判斷一個分子是否具有手性可以從考察這個分子有無對稱因素入手。如果分子中沒有對稱面或?qū)ΨQ中心，則該分子是手性分子，存在對映異構(gòu)體。1、對稱面假如有一個平面可以把分子切開成兩部分，而一部分正好是另一部分的鏡像，這個平面就是分子的對稱面。（二）對稱因素與手性要判斷一個分子是否具有手性可以從考察這個38第八章立體異構(gòu)課件39球棍模型演示結(jié)論：有對稱面的分子一定無旋光性，一定不是手性分子，在手性分子中不可能有對稱面。球棍模型演示402.對稱中心

若分子中有一點P，通過P點畫任何直線，如果在離P點等距離的直線兩端有相同的原子或基團，則點P稱為分子的對稱中心。ClFFHHHHClP2.對稱中心ClFFHHHHClP41結(jié)論：有對稱中心的分子，一定不是手性分子，一定沒有旋光性，在手性分子中，不可能有對稱中心。結(jié)論：有對稱中心的分子，一定不是手性分子，一定沒有旋光性，在42手性碳原子：通常把與四個互不相同的原子或基團相連的碳原子稱為手性碳原子，用*標出。（三）手性碳原子與旋光性手性碳原子：通常把與四個互不相同的原子或基團相連的碳原子稱為43分子是否具有手性是產(chǎn)生旋光性和對映異構(gòu)的根本原因和充分必要條件。有手性C的分子，可能是手性分子，可能有旋光性；無手性C的分子，可能是手性分子，可能有旋光性；只含一個手性C的分子，一定是手性分子，一定有旋光性。第八章立體異構(gòu)課件44問題：1、如何把在空間基團在前后不同排列方式，在平面上清楚表示出來？2、這種差別用什么符號來標記命名？問題：45四、構(gòu)型的表示及標記法（一）構(gòu)型的表示1、表示方法：費歇爾投影式四、構(gòu)型的表示及標記法（一）構(gòu)型的表示462、投影規(guī)則（以乳酸來舉例）A、把含C的原子或基團放在直立的位置上（4種）B、把命名時編號最小的C原子放在上端（2種）C、把水平相連的兩個原子或基團放在離視線近的一邊，直立相連的兩個原子或基團放在遠離視線的一邊（1種）這個規(guī)則用于理解費歇爾投影式。2、投影規(guī)則（以乳酸來舉例）47[規(guī)定]投影時，與手性碳相連橫向兩個鍵朝前，豎向兩個鍵向后（“橫前豎后”）

，交叉點為手性碳。一般將主碳鏈放在豎直線上，把命名時編號最小的碳原子放在上端。[規(guī)定]投影時，與手性碳相連橫向兩個鍵朝前，豎向兩個鍵48注意Fischer投影式是用平面式來表示三度空間的立體構(gòu)型。因此，必須注意投影式中各個基團的前后關系。分子模型可以在空間任意翻轉(zhuǎn)，而不改變分子的構(gòu)型；但在投影式中，在紙面上翻轉(zhuǎn)會改變與手性碳相連的原子或基團的空間關系。注意Fischer投影式是用平面式來表示三度空間491、將手性碳上的四個基團中的任意兩個調(diào)換奇數(shù)次，構(gòu)型改變；調(diào)換偶數(shù)次，構(gòu)型不變。Fischer投影式的轉(zhuǎn)換規(guī)則1、將手性碳上的四個基團中的任意兩個調(diào)換奇數(shù)次，構(gòu)型改變；502、Fischer投影式在紙面上平移或旋轉(zhuǎn)180°構(gòu)型不變；如：

2、Fischer投影式在紙面上平移或旋轉(zhuǎn)180°構(gòu)型51第八章立體異構(gòu)課件52第八章立體異構(gòu)課件53第八章立體異構(gòu)課件54第八章立體異構(gòu)課件553、不能將其脫離紙面翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)180°，變成其對映異構(gòu)體。3、不能將其脫離紙面翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)180°，變成其對映異構(gòu)體。56第八章立體異構(gòu)課件57（二）標記方法1、相對構(gòu)型（D/L標記法）規(guī)定：(+)-甘油醛的構(gòu)型為“D”型，與手性碳相連的羥基位于投影式的右邊，（-）-甘油醛則為“L”型。投影式中，最下面手性C上的H原子在左（或羥基在右）構(gòu)型用D表示;若H原子在右（或羥基在左）構(gòu)型用L表示。（二）標記方法58

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛D-(+)-甘油醛59注意：(+)-和()-表示旋光的方向，D和L表示不同的構(gòu)型。旋光和構(gòu)型沒有必然的聯(lián)系。注意：(+)-和()-表示旋光的方向，D和L表示不60

D-(-)-乳酸

L-(+)-乳酸

L-(-)-絲氨酸D-(+)-葡萄糖而其它化合物則以它為標準來確定構(gòu)型：D-(-)-乳酸61注意該方法的前提條件：1、手性C上要有H或有OH；2、H或OH只要有其中之一就可以了；3、D、L與+、-沒有必然聯(lián)系。注意該方法的前提條件：62第三節(jié)構(gòu)象異構(gòu)烷烴分子中成鍵原子可繞單鍵自由旋轉(zhuǎn)，導致分子中原子或基團在空間的不同排列方式——構(gòu)象。這種因單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象——構(gòu)象異構(gòu)，屬立體異構(gòu)。（1）乙烷的構(gòu)象——有兩種典型構(gòu)象：

交叉式重疊式——優(yōu)勢構(gòu)象透視式第三節(jié)構(gòu)象異構(gòu)