第二章 立体化学
(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯 反-1,2-二氯-1-溴乙烯
(E)-1,2-二氯-1-溴乙烯 顺-1,2-二氯-1-溴乙烯
(E)-3, 4-二甲基-2-戊烯 顺-3, 4-二甲基-2-戊烯
(Z)-3, 4-二甲基-2-戊烯 反-3, 4-二甲基-2-戊烯
二、顺反异构体的性质
▪ห้องสมุดไป่ตู้物理性质不同 ▪ 化学性质:基本相同,与空间构型有关的有差别。
次互换,使最不优先的基团位于顶部,剩下3个原子或基团按照从优先到不优
先的顺序,顺时针方向排列为R-构型,逆时针方向排列为S-构型。
(二)对称中心
如果有机分子中存在一个假想的点,从分子中任一原子或基团向该点作一直 线,再从该点将直线延长,在等距离处遇到相同的原子或原子团,则该点即 为该分子的对称中心。
四、判断对映体的方法
➢ 比较一个分子和它的镜像,如果两者不能重合,则为对映体。 ➢ 有对称面或对称中心的分子为非手性分子(没有对映体)。 ➢ 仅有一个手性碳原子(或手性中心)的分子为手性分子(有对映体)。
第三节
手性、手性分子和对映体
一、手性
镜像与实物不能重合的现象称为手性(chirality)。
二、手性分子和对映体
手性分子:与镜像不能重合的分子。 手性碳(不对称中心):连接4个不同原子或基团的碳。
手性碳
与镜像不能重合的分子彼此互为对映异构体(手性异构体)
三、分子中常见对称因素
(一)对称面
对称面:能将分子切分为具有实物与镜像关系的假想平面。有对称面的化合 物不是手性分子。
第二章
立体化学
立体化学:研究有机分子的立体结构、反应的立体选择性 及其相关规律和应用。
碳链异构
位置异构 构造异构
官能团异构
同分异构
互变异构
构型异构 立体异构
顺反异构 对映异构
构象异构(一般不能分离)
第一节 顺反异构
一、顺反异构的概念、产生条件和命名 (一)顺反异构的概念 由于受到碳碳双键或脂环不能旋转而导致分子中的原 子或基团在空间的排布方式不同,由此产生的异构现 象称为顺反异构,又称为几何异构。
顺-3-甲基-2-戊烯
反-3-庚烯
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
2、Z/E 构型命名法
1)次序规则:
①先比较与旋转受限原子直接相连的原子,原子 序数大的次序优先。若是同位素,相对原子质量 较大的优先,如:
I>Br>Cl>S>F>O>N>C>D>H
②若直接相连的原子的相同,再比较与其相连的其他 原子。若仍相同,再比较下一级所连的原子。
顺-1,2-二溴乙烯
反-1,2-二溴乙烯
(二)顺反异构产生的条件
1、分子中存在着限制原子自由旋转的因素(如双键、 脂环等)。
2、在不能自由旋转的两端原子上,必须各自连接着 两个不同的原子或基团。
(三)顺反异构体的命名 1、顺/反命名法
顺式:相同基团在双键或脂环同侧 反式:相同基团在双键或脂环异侧
二、旋光度和比旋光度(specific rotation)
• 1.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“α ”表示 。
• 使偏振光振动平面向右旋转称右旋(dextrorotatory), 用“ + ”表示;
• 使偏振光振动平面向左旋转称左旋(levorotatory), 用左“ - ”表示。
H COOH
140℃
H COOH
顺丁烯二酸
O H
O 酸酐
H O
部分275℃
反丁烯二酸(先光照变成顺式?
▪ 生理活性不同(因为契合能力不同):
如:己烯雌酚。
HO
HO
CH2CH3
CH2CH3
CH2CH3
CH2CH3
HO
OH
反式异构体的激素活性是顺式的7~10倍。
▪ 花生四烯酸、亚油酸(降血脂) ,全顺式;
第五节
构型标记法
一、D/L命名法
以甘油醛为比较标准,在Fisher投影式中,手性碳上的–OH位于右侧
(或–H位于左侧)的为D-型,反之为L-型。
D-甘油醛
L-甘油醛
D-葡萄糖
L-丙氨酸
二、R/S 构型标记法
(1) 比较手性碳上4个原子或基团的优先顺序; (2) 将最不优先的原子或基团置于远离自己视线的方向(或将自己的拇指指向最不优先的原子 或基团);
(3) 剩下3个原子或基团按照从优先到不优先的顺序,在空间顺时针排列者为R-构型,逆时针 排列者为S-构型(与右手握拳方式一致的为R-构型,与左手握拳方式一致的为S-构型)。
4
3
1
2
S-乳酸
拇指指向H
剩下3个基团按照从优先到不优 先的顺序与左手握拳方式一致。
R/S构型命名法也可直接应用于Fischer投影式。将手性碳上的基团进行2
▪ 而Va全反式(侧链四个双键);
▪ 茴香脑的毒性:反式的比顺式大30多倍。
第二节
物质的旋光性
一、偏振光与旋光性物质
平面偏振光(简称偏振光,polarized light):光的振动面只限于某一固定方向。
2.旋光性 (optical activity ) 物质能使偏振光发生偏转的性质。具有光学活性的物质 称作光学活性物质。或者说该物质具有旋光性。
实物与镜像不能重合,两者为对映异构体
有对称面,无对映体
仅有一个手性碳 原子,有对映体
第四节
费歇尔投影式
➢ Fischer投影式在纸面上旋转180º后,与原化合物相同。 ➢ Fischer投影式中同一碳原子上的任两个原子或基团互换2次,该手性碳构
型不变。
≡
投影时将主碳链竖立,横前竖后, 十字交叉点代表手性碳。
例如:
③当取代基为不饱和基团时,则把双键、三键原子 看成是它以两个或三个单键与相同的原子相连。
2)Z/E命名法: 两个优先基团位于同侧时为 Z 型,两个优先基团位 于异侧时为 E 型。
a﹥b,d﹥e 为Z型 a﹥b, e ﹥d为E型
(E)-2, 2, 5 - 三甲基 -3 -己烯 反-2, 2, 5 - 三甲基 -3 -己烯
• 2.比旋光度(specific rotation):在一定温度 和波长(通常为钠光灯,波长为589 nm)条件 下,样品管长度为 1dm,样品浓度为 1g/ml 时 测得的旋光度。是一物理常数.
t
D
l•c
D : 钠光源,波长为 589nm; t : 测定温度,单位为 ℃ : 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。