第八章立体化学 、异构体的分类 碳链(碳架)异构 官能团位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构 同分异构 顺反异构 构型异构 立体异构 光学异构 构象异构
第八章 立体化学 一、异构体的分类 同分异构 构造异构 碳链（碳架）异构 官能团位置异构 官能团异构 互变异构 立体异构 构型异构 构象异构 顺反异构 光学异构
立体异构体的定义:分子中的原子或原子团互相连接的次序 相同,但在空间的排列方向不同而引起的异构体。 立体化学的任务:研究分子的立体形象及与立体形象相联系 的特殊物理性质和化学性质的科学。 对映异构 观察如下模型将发现:这两个模型化合物互为实物和镜像,但它 们不能重合.因此他们是一对异构体,互为对映,称为对映异构体。 COOL COOH CH: H OH OH
立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次序 相同，但在空 间的排列方向不同而引起的异构体。 立体化学的任务：研究分子的立体形象及与立体形象相联系 的特殊物理性质和化学性质的科学。 对映异构 观察如下模型将发现: 这两个模型化合物互为实物和镜像, 但它 们不能重合. 因此他们是一对异构体, 互为对映, 称为对映异构体。 COOH CH3 OH H H3C OH COOH H - -
对映异构好比人的左手和右手的关系,左手和右手 互为镜像,它们不能重合。就象左手的手套带在右 手上总是不合适。为此也把实物和镜像不能重合的 现象称为手性。具有手性的分子叫手性分子(或者 说:不能与其镜象叠合的分子为手性分子)。 注意: 任何化合物都有镜像,但多数实物和它的镜像都能 重合。如果实物和它的镜像能重合,它们就是同 物质,是非手性的,无对映体
对映异构好比人的左手和右手的关系，左手和右手 互为镜像，它们不能重合。就象左手的手套带在右 手上总是不合适。为此也把实物和镜像不能重合的 现象称为手性。具有手性的分子叫手性分子（或者 说：不能与其镜象叠合的分子为手性分子）。 注意： 任何化合物都有镜像，但多数实物和它的镜像都能 重合。如果实物和它的镜像能重合，它们就是同一 物质，是非手性的，无对映体
对映异构体的性质 COOH COOH 对对映体结构 差别很小,因此 H CH 3 它们具有相同的 OH HO bp,mp,溶解度 (S)-(+)-乳酸 (R)-(-)-乳酸 等,化学性质也 基本相同。很难 mp53°C mp53°C 用一般的物理或 c]D=+3.82 IaID D=-3.82 化学方法区分。 Ka=3.79(25°C pKa=383(25C) 但它们对平面偏 振光的作用不同: 个可使平面偏振光向右旋,称为右旋体;另一个可使平 面偏振光向左旋,称为左旋体。二者旋转角度相同。因此 对映异构也叫做旋光异构
对映异构体的性质 (S)-(+)-乳酸 (R)-(-)-乳酸 mp 53oC mp 53oC []D = +3.82 []D = -3.82 pKa=3.79(25 oC) pKa=3.83(25 oC) 15 15 C HO COOH H CH3 C COOH CH3 H OH 一对对映体结构 差别很小，因此 它们具有相同的 bp，mp，溶解度 等，化学性质也 基本相同。很难 用一般的物理或 化学方法区分。 但它们对平面偏 振光的作用不同： 一个可使平面偏振光向右旋，称为右旋体；另一个可使平 面偏振光向左旋，称为左旋体。二者旋转角度相同。因此 对映异构也叫做旋光异构
特点: 1结构:镜影与实物关系 2内能:内能相同。 3物理性质和化学性质在非手性环境中相同,在手性环境中有 区别。 4旋光能力相同,旋光方向相反。 镜像的不重合性是产生对映异构现象的充分 必要条件
特 点： *1 结构：镜影与实物关系 *2 内能：内能相同。 *3 物理性质和化学性质在非手性环境中相同，在手性环境中有 区别。 *4 旋光能力相同，旋光方向相反。 镜像的不重合性是产生对映异构现象的充分 必要条件
光是一种电磁波,光波的振动方向与光的前进方向 垂直。 平面偏振光 如果让光通过一个象栅栏一样的 Nicol棱镜(起偏 镜)就不是所有方向的光都能通过,而只有与棱镜晶轴 方向平行的光才能通过。这样,透过棱晶的光就只能 在一个方向上振动,象这种只在一个平面上振动的光, 称为平面偏振光,简称偏振光或偏光
二、偏振光和比旋光度 光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向 垂直。 如果让光通过一个象栅栏一样的 Nicol 棱镜 (起偏 镜)就不是所有方向的光都能通过，而只有与棱镜晶轴 方向平行的光才能通过。这样，透过棱晶的光就只能 在一个方向上振动，象这种只在一个平面上振动的光， 称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 平面偏振光
那么,偏振光能否透过第二个Nico棱镜(检偏镜) 取决于两个棱镜的晶轴是否平行,平行则可透过;否 则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管,里 面装入两种不同的物质: ●亮 暗 丙酸 亲皿 乳酸
那么，偏振光能否透过第二个Nicol 棱镜 (检偏镜) 取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；否 则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里 面装入两种不同的物质： 亮 丙 酸 α 亮 暗 乳 酸
结论:物质有两类: (1)旋光性物质—能使偏振光振动面旋转的性 质,叫做旋光性;具有旋光性的物质,叫做旋光性物 质 (2)非旋光性物质—不具有旋光性的物质,叫 做非旋光性物质 旋光性物质使偏振光旋转的角度,称为旋光度 以“a”表示。 顺时针右旋,以“d”或“+”表示 其旋光方向 逆时针左旋,以“1”或“-”表示
结论： 物质有两类： （1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性 质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物 质。 （2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫 做 非旋光性物质。 旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度， 以“”表示。 其旋光方向 顺时针 右旋，以 “ d ” 或 “ + ” 表示。 逆时针 左旋，以“ l ” 或 “ ” 表示
但旋光度“a”受温度、光源、浓度、管长等许多因素的 影响,为了便于比较,常用比旋光度[a来表示: C C×l 式中:a为旋光仪测得试样的旋光度; c为试样的质量浓度,单位g.m; l为盛液管的长度,单位dm t测样时的温度。 λ为旋光仪使用的光源的波长(通常用钠光,以D表示)。 比旋光度表示:盛液管为1分米长,被测物浓度为1g/m时的 旋光度
但旋光度“”受温度、光源、浓度、管长等许多因素的 影响，为了便于比较，常用比旋光度[]来表示： [ ] l t × = c l 式中： α 为旋光仪测得试样的旋光度； c 为试样的质量浓度，单位 g . ml1; l 为盛液管的长度，单位 dm 。 t 测样时的温度。 l 为旋光仪使用的光源的波长(通常用钠光，以D表示)。 比旋光度表示：盛液管为1分米长，被测物浓度为1g/ml时的 旋光度
分子的手性和对称性 1、对称因素 (1)对称面 假如有一个平面可以把分子分割成两部分, 而一部分正好是另一部分的镜像,这个平面就 是分子的对称面。 COOH H CH CH H
三、分子的手性和对称性 1、对称因素 (1). 对称面 ： 假如有一个平面可以把分子分割成两部分， 而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就 是分子的对称面