武汉理工大学有机化学C 对映异构
有机化学 第八章 对映异构(1)ppt课件
左旋
右旋
aa
●特点：
结构：镜影与实物关系 内能：内能相同。 物理化学性质在非手性环境中相同，在手性环境中有区别。 旋光能力相同，旋光方向相反。
26
一、平面偏振光和旋光性
3. 旋光物质
COOH
C
H
CH 3
OH
(S)-(+)-乳酸
mp 53oC [a]1D5＝ +3.82
pKa=3.79(25oC)
11
1. 手性(Chial )
(2)手性分子(chiral molecule)：不能与 镜像重合的分子(或具有手性的分子)。
(3)对映异构体(enantiomers)：互为镜 像又不能重叠的异构体。
乳酸(2-羟基丙酸)
＊
＊
DNA双螺旋结构 (右手性)
12
1. 手性(Chial )
(4)手性碳(不对称碳) (chiral center) ：饱和碳原子上连有互 不相同的四个原子或原子团，用*表示。
（-）-多巴 抗柏金森病
O H
35
一、对映体和外消旋体(Enantiomer and racemate)
1. 对映体 (2) 生理生化活性：不同
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一、对映体和外消旋体(Enantiomer and racemate)
2. 外消旋体
等量的右旋体和左旋体的混合物，用(±)表示。 外消旋体无旋光性; 外消旋体与纯对映体（右旋体或左旋体）除旋光性不同
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8.3 含有一个手性碳原子化合物的对映异构现象
一、对映体和外消旋体(Enantiomer and racemate)
1. 对映体 (1) 理化性质 顺反异构体：物理性质和化学性质是不同的。 对映异构体
有机化学基础知识点对映异构体的概念和性质
有机化学基础知识点对映异构体的概念和性质有机化学基础知识点——对映异构体的概念和性质有机化学是研究有机化合物的合成、结构、性质和反应机理的学科。
在有机化学中，对映异构体是一个重要的概念。
对映异构体是指具有相同分子式和相同连接方式的有机化合物，在空间结构上不可互相重叠的立体异构体。
对映异构体的存在使得有机化合物的空间构型具有多样性，对于理解有机化合物的性质和反应机理具有重要意义。
对映异构体的概念可以通过手性的概念来理解。
手性是一个物体或分子无法与其镜像重叠的性质。
简单来说，手性就是“左手无法与右手重合”。
在有机化学中，手性主要表现为空间的非对称性。
一个手性化合物可以存在两种非对称的空间构型，分别称为对映体。
对映体的非对称碳原子被称为手性中心。
对映异构体的性质主要表现在光学性质和化学性质上。
首先是光学性质。
对映异构体表现出的光学活性是其最重要的性质之一。
光学活性是指对偏振光产生旋光现象的能力。
在化学性质中，对映异构体可以与其他化合物发生不对称反应，形成对映选择性的产物。
其次是化学性质。
对映异构体在与其他化合物发生反应时，由于立体结构不同，其反应性质也可能不同。
有时，一种对映体可以表现出比另一种对映体更强的活性或选择性。
这种差异使得对映异构体在药物合成、天然产物的结构确认等领域具有重要意义。
由于对映异构体的重要性，对映异构体的分离和鉴定成为有机化学的研究重点之一。
常见的对映异构体的分离方法包括手性柱层析、手性计算机辅助合成和手性液相色谱等。
鉴定对映异构体常常借助于一些化学工具和方法，如核磁共振和X射线晶体衍射技术。
总之，对映异构体是有机化学中的重要概念。
理解对映异构体的概念和性质对于深入研究有机化合物的结构和性质具有重要意义。
通过有效的分离和鉴定方法，可以更好地利用对映异构体的性质，用于药物合成、催化剂设计等领域的研究。
有机化学教学之四：对映异构
第四章对映异构异构现象在有机化学中非常普遍，前面我们学过了构造异构，构型异构，顺反异构，构象异构等，下面我们把它们归纳一下异构现象包括构造异构和立体异构，其中构造异构按原子相互连接方式、次序不同，又可分为碳架异构和位置异构；立体异构按原子在空间排列方式不同分为构型异构和构象异构（单键旋转产生构型不同），构型异构按构型方式分为顺反异构（环的存在引起构型不同）和对映异构。
本章主要讨论对映异构。
对映异构体与旋光性密切相关，要测定物质旋光度的大小，需要用旋光仪，下面分别介绍有关内容。
§4.1 旋光性4.1.1偏振光光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直，在普通光里，光波在垂直前进方向上可以有无数个振动平面。
如果有圆圈代表光线前进方向的一个横截面，那么光线透过Nicol棱晶时，只有振动面与棱晶光轴平行的光才能通过，而在其他平面上振动的光被阻挡，即产生偏振光。
这种只在一个平面上振动的光叫平面偏振光或偏光。
当偏光射到另一个Nicol棱晶上时，若其光轴相互垂直，光线全被阻挡。
这就是旋光仪的工作原理。
4.1.2 旋光仪在两个光轴平行的Nicol棱晶之间放一样品管（旋光管），自然光透过第一个固定的棱晶后成为偏光，偏光透过旋光管后射到第二个棱晶上（可转动）。
若样品对偏光没发生作用，我们可以观察到光线能全部透过第二个棱晶（见偏时），我们从目镜中看到视场最亮。
此时，刻度盘为零。
若样品与偏光发生作用，使其偏转，这时光线就不可能全部通过第二个棱晶，从目镜中观察到视场变暗，我们可通过旋转检偏器，使视场恢复到最亮。
检偏器所旋转的角度。
即旋光度。
使检偏器顺时针旋转的物质，称右旋物质，用+α表示；使检偏器逆时针旋转的物质，称左旋物质，用-α表示。
旋光度的大小与溶液的浓度、样品管的长度、光的波、温度及溶剂都有关系， 为便于比较，常用比旋度[α]t λα][表示。
4.1.3比旋光度比旋光度——偏光透过厚度为10cm ，浓度为1g/ml 样品溶液所产生的旋光度。
有机化学基础知识点整理立体化学中的对映异构体
有机化学基础知识点整理立体化学中的对映异构体立体化学是有机化学领域中非常重要的一个分支，它主要研究物质在三维空间中的结构和性质。
其中，对映异构体是立体化学中的一个重要概念。
对映异构体简单来说就是在化学结构上镜像对称，但不能通过旋转、平移或振动使两者完全重合的两个分子。
本文将对立体化学中的对映异构体进行基础知识整理。
一、手性与立体中心手性是指物体或分子无法与其镜像重合的性质。
立体中心是一种导致手性的结构特征，具有四个不同的官能团或原子团（即存在手性碳原子）的分子会呈现手性。
在有机化学中，立体中心通常由手性碳原子或其他原子的立体位阻决定。
二、对映异构体的定义与性质对映异构体是指在化学结构上具有镜像对称但不能通过旋转、平移或振动使两者完全重合的分子。
对映异构体之间的镜像异构体称为对映体。
对映体具有相同的物理性质（如熔点、沸点），但在手性环境下却表现出截然不同的化学性质，如旋光性质（光学活性）。
三、对映异构体的表示方法1. 立体化学式：用空间模型或平面投影式表示对映异构体之间的空间关系。
2. 简化表示法：用R和S确定对映异构体之间的关系，即锚定的立体中心按顺时针或逆时针方向连接优先级不同的四个官能团或原子团。
四、对映异构体的生成和分类1. 通过手性诱导合成方法生成对映异构体，例如利用手性酯生成手性醇。
2. 对映异构体可分为绝对配置异构体和相对配置异构体。
- 绝对配置异构体是指两个对映异构体之间无法通过化学手段相互转化，它们的构型不同，但可能在反应活性上相似或相异。
- 相对配置异构体是指两个对映异构体在特定条件下可以通过化学手段相互转化，也就是互为可逆异构体，它们的构型不同，但在反应机理上是等价的。
五、对映异构体的应用与重要性1. 有机合成中的对映选择性：对映异构体在化学反应中体现出不同的活性和选择性，对映选择性是有机合成中非常重要的一个概念。
2. 药物研发与药理学：许多药物是对映异构体，其中一种对映体可能具有治疗效果，而另一种对映体却可能产生毒副作用。
有机化学 第四章对映异构
普通光
Nicol棱镜 偏振光的产生
偏振光
偏振光
普通光
光源
起偏镜
旋光管
检偏镜
旋光性物质
旋光仪示意图
旋光仪工作原理
如果被测物质有旋光性，平面偏振光通 过旋光管后，偏振面就会被旋转一个角 度，检偏镜也要旋转一个角度，偏振光 才可通过，观察检偏镜上刻度盘所旋转
的角度，即为该旋光物质的旋光度。用α 表示。
Fischer投影式书写规则 ：
1、“+”字交叉点代表*C； 2、主链碳直立，编号较小的一端朝上； 3、“横前竖后” 4、多个手性碳以重叠式进行投影。
COOH
HO C
H CH 3
COOH HO
H CH 3
COOH
OH
H
OH
CH3
CH3
横前竖后
例如：(+)- 酒石酸
COOH H C OH HO C H
含有一个手性碳原子的化合物只有一对对 映体。
二、手性分子的判断
例：
CH3CH2C* HCH3
OH
CH3
C H HOC2H5
CH3
C
H5C2
H
OH
对映体
二、手性分子的判断
其它手性中心有N、P和S等多价原子。
如：
CH3
+★
N
C2H5
O
C6H5
C3H7
★
P C6H5
CH3
手性S原子，如：
p. 315
不变。
费歇尔(Fischer)投影式
CH3
旋转180°
H
Cl
Cl
C2H5 H
C2H5
有机化学第06章对映异构
CHO H OH
O H
CH2OH
D-(+)-甘油醛
绝 能真实代表某一
对 构 型
光活性化合物的
构型（R、S）
COOH OH
CH2OH
相 对 构 型
H
COOH
H OH
CH3
D-(-)-乳
酸 与假定的D、L甘油 醛相关联而确定的 构型。
HR
CH3
Ｈ被OH取代
HO
COOH H
or
H
COOH OH
CH3
CH3
潜非对称分子 （原手性分子）
S-(+)-乳酸 潜不对称碳原子
R-(-)-乳酸
（原手性碳原子）
含两个或多个不对称碳原子的手性分子
（1）旋光异构体的数目 （2）非对映异构体▲ （3）赤式和苏式
(1) 旋光异构体的数目
一个C* 两个C* 三个C* 四个C*
•不对称碳原子是一种手性中心, •但手性中心不一定是不对称碳原子. •有不对称碳的分子不一定是手性分子.
饱和碳原子具有四面体结构. (sp3杂化) 例: 乳酸(2-羟基丙酸CH3-CHOH-COOH)
的立体结构：
乳酸的分子模型图 两个乳酸模型不能叠合 • 乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样,它们不能相 互叠合,但却互为镜象.
左旋：使偏振光平面向左旋称左旋，用 “l” 或“–” 右旋：使偏振光平面向右旋称右旋，用“d”“﹢”
影响旋光度的因素: (a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; (d) 测定温度; (e) 所用光的波长
•对映体是一对相互对映的手性分子,它们都有旋光性,两者 的旋光方向相反,但旋光能力是相同的.
武汉理工大学有机化学C羧酸及羧酸衍生物
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H
O H
O HO
C
H
H OH O
甲酸与水通
H 过氢键缔合
H
在固态和液态，羧酸主要以二聚体形式存在。低 级的羧酸，在气相时仍以双分子缔合状态存在。
2 RCOOH
OHO
RC
CR
OH O
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10.1.3 羧酸的化学性质
羧酸的主要反应部位：
卤化
HO α
RC C
H 脱羧
OH 取代
酸性
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10.1.3 羧酸的化学性质 （1） 酸性 （2） 羧酸衍生物的生成 （3） 羧酸的还原 （4） 脱羧反应 （5） α-氢原子的卤代反应
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（1） 酸性
羧酸在水溶液中可离解出氢离子和羧酸根负离子：
诱导效应: 由于成键原子电负性的不同，使成键电子云（σ电子）
发生偏移，并沿 σ键传递下去，从而对有机化合物的性质 产生影响的一种效应。
例如：
δ- δ+
δ ＇+
Cl C
C
3
2
稳定性： ClCH2CH2COO
O
C
O
1
CH3CH2COO
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3) 取代基诱导效应对酸性的影响
② 对酸性影响举例
CH3CH2COOH
⑤
HOCH2COOH
③
CH3COOH
④
FCH2COOH
②
HOOCCH2COO
⑥
①＞ ② ＞ ③ ＞ ④ ＞ ⑤ ＞ ⑥
（ 2）
A
COOH B
c4-对映异构
③
O O
当作
C O C
当作
C C C C
C C C 当作 C C
当作
（2）R和S的确定 ◇方法：先把手性碳(C＊)所连的四个基团设为a，b，c，d，按次序规则将其进行先 后次序排队，设为：a>b>c>d。
即a
c,a
d,b
c,b
d
2.对映体的命名
据IUPAC，对映体的构型用R或S表示 (1)次序规则(sequence rule)
①先比较第一个原子的原子序数，原子序数大的为较优基团(同 位素原子中原子量大的优先)：
I>Br>Cl>S>F>O>N>C>D>H 如：-SO3H>-OH>-NH2>-CH3
②若第一个原子相同，则顺次比较与第一个原子相连的原子的 原子序数，依次类推。
不可重叠
-
三、分子的手性和对称性
1.对称元素 (1)对称轴
◇定义：当分子沿某轴旋转360°/n(2π/n)，得到的新构型与原
来的构型等价，该轴即为该分子的n重对称轴。
◇符号：Cn(n表示轴的阶) ◇对称操作：转动 ◇例：
C3 H C2 O H H Cl C H H H H H H H C4 H C6
把排在最后的基团d置于离观察者最远的位置然后按先后次序观察其他三个基团即abc轮流着看若轮转方向为顺时针该手性碳构型标为rrectus拉丁文右字的字首若轮转方向为反时针该手性碳构型标为ssinister拉丁文左字的字首若轮转方向为顺时针该手性碳构型标为rrectus拉丁文右字的字首若轮转方向为反时针该手性碳构型标为ssinister拉丁文左字的字首可根据投影式直接判断构型为r或s方法