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有机化学(手性碳原子化合物)


末端两苯环不在同平面上。
三、含其它不对称原子的光活性分子
CH3CH2
CH3 N+ C6H5 OHCH2C6H5
C6H5
CH2C6H5 P+ CH3 BrCH2CH2CH3
无悔无愧于昨天,丰硕殷实 的今天,充满希望的明天。
CCC
CH3
CH3
7
CH3 6
4 1 CH3
H
2 3
H
5
7
C H3
1
4
6 CH3
H2 3
H
5
sp sp2
当A≠B ,分子有手性。
A
A' Cl
Cl
CCC
C=C=C (有手性)
B
B' H
H
CH3
类似物:
Cl

H
H
H
HOOC
H COOH

2. 联苯型化合物
a c
d b
a
b
c
d
(a + c )或( b +d )
C-2差向异构:由C-2引起的差向异构。(C-2构型相反)
COOH H OH R H OH HO H R
COOH

COOH HO H S HO H
H OH S COOH

对映异构
COOH
COOH
H OH R HO H R
假 HO H (s) H OH (r)
不 H OH S
对 COOH
称 原

HO H S COOH Ⅳ
三.含三个不同手性碳原子化合物的对映异构
CH3 Br H H Br Br H
C2H5
CH3 H Br H Br Br H
C2H5
八个旋光异构体、组成四对对映体。 C-2差向异构体
差向异构体:含多个手性碳的两个光活异构体,仅有一个手 性碳原子的构型相反,其余的手性碳构型相同,这两个光活 异构体称为差向异构体。
对映体——互为物体与镜象关系的立体异构体。 对映异构体都有旋光性,其中一个是左旋的,一个是右旋的。所以对 映异构体又称为旋光异构体。
含一个手性碳原子化合物的对映异构
手性碳原子(或手性中心)——连有四个各不相同基团的碳 原子,用C*表示。
含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子。 它有两种不同的构型,是互为实物与镜象关系的立体异构体,称 为对映异构体(简称为对映体)。
NH2 NO2 0.156 0.192
CO
NO2
OH
HO
当一个苯环对称取代时(即邻位两个取代基相同时),
分子无手性。
O2N Cl
HOOC Cl
二、 含手性面的化合物 螺旋型分子。
(-)-[6]-螺苯 (-)-[6]-hexahelicene
(+)-[6]-螺苯 (+)-[6]-hexahelicene
OH
COOH (1) 对映体
COOH (2)
[α ]2D0
+12°
-12°
(± )酒石酸 外消旋体
COOH
H
OH
H
OH
COOH
HO
H
HO
H
COOH
COOH
(3) 同一物质 (4)


(m)酒石酸
内消旋体(分子中有对称面)
结论:旋光异构体的数目 = 2 n – 1 n为偶数: 内消旋体的数目 = 2 n / 2 – 1,立体异构体总数 = 2 n – 1 + 2 n / 2 – 1 n为奇数: 内消旋体的数目 =2 ( n – 1 ) / 2,立体异构体总数 = 2 n – 1
含不同手性碳原子化合物的对 映异构
对映异构
对映异构是指分子式、构造式相同,构型不同,互呈镜像对映关系的 立体异构现象。
对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同,只是对平面偏振 光的旋转方向(旋光性能)不同。在手性环境条件下,对映体会表现 出某些不同的性质,如反应速度有差异,生理作用的不同等。
分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。
子 内消旋体
3-C—— 非手性碳
3-C——假手性碳
不含手性碳原子化合物的对映异构
即:含手性轴及手性面化合物的对映异构
一、含手性轴的化合物
1. 丙二烯型化合物
手性轴 H
H
CC C
CH3
CH3
中心碳原子两个 键平面正
交, 两端碳原子上四个基团, 两两处于互为垂直的平面上。
H
H
CCC
CH3
CH3
H
H
含两个手性碳原子化合物的对映异构
一、 含两个不同手性碳原子化合物的对映异构
COOH
COOH
H
OH HO
H
H
Cl
Cl
H
COOH
COOH
(1) 对映体 (2)
m.p 173℃

]
20
D
-7.1°
173℃ +7.1°
(± ) 外消旋体 m.p 145℃
COOH
COOH
H
OH
HO
H
Cl
H
H
Cl
COOH
COOH
0.29 nm
苯环间碳碳键旋转受阻,产生位阻构象异构。
HH
当同一环上邻位有不对称取代时(取代基或原子体积较大), 整个分子无对称面、无对称中心, 分子有手性。
某些原子或基团的半径如下:
H
COOH
CH3
F
Cl
Br
0.094 0.156 0.173 0.138 0.189 0.211
I 0.220
OH 0.145
(3) 对映体 (4)
167℃
167℃
-9.3°
+9.3°
外消旋体 m.p 157℃
结论: 异构体数目—— 2n = 22 = 4非(对映n:体手性碳原子数目) 对映体数目—— 2n – 1 = 2(2-1)= 2(对)
二. 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构
COOH
H
OH
HO
H
COOH
HO
H
H
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