第三章 立体化学基础
第三章 立 体 化 学 基 础
主要内容 第一节 平面偏振光及比旋光度 第二节 分子的对称性和手性 第三节 含一个手性碳的化合物 第四节 含两个手性碳的化合物 第五节 外消旋体的拆分 第六节 取代环烷烃的立体异构 第七节 不含手性碳原子的手性分子 第八节 不对称合成
主要内容 第一节 平面偏振光及比旋光度 第二节 分子的对称性和手性 第三节 含一个手性碳的化合物 第四节 含两个手性碳的化合物 第五节 外消旋体的拆分 第八节 不对称合成 第六节 取代环烷烃的立体异构 第七节 不含手性碳原子的手性分子
第一节平面偏振光及比旋光度 光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进 方向垂直。 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振 动的光，称为平面偏振光，简称偏振光或偏光
第一节 平面偏振光及比旋光度 光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进 方向垂直。 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振 动的光，称为平面偏振光，简称偏振光或偏光
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 暗 丙酸 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)旋光性物质一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)非旋光性物质一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“α”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“α”是一个常量，它受温度、光源、浓度、 管长等许多因素的影响，为了便于比较，就要使其成为一 个常量，故用比旋光度a来表示： ×C 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gmL;若试样为纯液体则为密度。 l为盛液管的长度，单位dm。 t测样时的温度。 )为旋光仪使用的光源的波长（通常用钠光，以D表示。）
但旋光度“α”是一个常量，它受温度、光源、浓度、 管长等许多因素的影响，为了便于比较，就要使其成为一 个常量，故用比旋光度[α]来表示： 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/mL;若试样为纯液体则为密度。 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。） Lc = [] t D
第二节分子的对称性和手性 一、 对称性 分析有旋光性的乳酸和没有旋光性的丙酸 在结构上的差别： CH COOH CH3 COOH H OH 乳酸所以具有旋光性，可能是因为分子中有 一个*C原子（不对称碳原子或手性碳）。 为什么有C原子就可能具有旋光性？
第二节 分子的对称性和手性 分析有旋光性的乳酸和没有旋光性的丙酸 在结构上的差别： CH3 C COOH H CH3 C COOH H H OH * 乳酸所以具有旋光性，可能是因为分子中有 一个*C原子（不对称碳原子或手性碳）。 为什么有*C原子就可能具有旋光性？ ： 一、对称性
(1)一个*C就有两种不同的构型： COOH 1 H CH3 OH CH3 CH3 OH (2)二者的关系：互为镜象（实物与镜象关系，或者 说左、右手关系)。二者无论如何也不能完全重叠。 与镜象不能重叠的分子，称为手性分子。 分子的构造相同，但构型不同，形成实物与 镜象的两种分子，称为对映异构体（简称：对映 体)
(1)一个*C就有两种不同的构型： COOH OH CH3 H COOH CH3 OH H C C COOH COOH HO CH3 H3C OH H H - - (2)二者的关系：互为镜象（实物与镜象关系，或者 说左、右手关系）。二者无论如何也不能完全重叠。 与镜象不能重叠的分子，称为手性分子。 分子的构造相同，但构型不同，形成实物与 镜象的两种分子，称为对映异构体（简称：对映 体）
对映体：成对存在，旋光能力相同，但旋光 方向相反。二者能量相同（分子中任何两原子的 距离相同)。 换句话说，具有实物和镜象关系的两个化 合物互称对映异构体。 COOH COOH H CH3 OH HO CH3 S-(什)乳酸 R-(乳酸 外消旋体：等量对映体的混合物
对映体：成对存在，旋光能力相同，但旋光 方向相反。二者能量相同（分子中任何两原子的 距离相同）。 外消旋体：等量对映体的混合物。 C COOH CH3 OH H C COOH HO CH3 H S-(+)-乳酸 R-(-)-乳酸 换句话说，具有实物和镜象关系的两个化 合物互称对映异构体
二、手性 (一)对称因素： 1.对称面（m) COOH HC CH H CH3 H D
二、手性 （一）对称因素： 1. 对称面（m）