西华师范大学：《有机化学》课程教学资源（讲义）第五章 对映异构

第5章对映异构 。定义 CH3 CH Cahs C2H5 镜子 象这类分了式相同,构造式相同,但因构型不凤面产先县有不能重选的物体行镜象这种对映关 的立休异构体称为对映异构体,或镜像异构体,这种立体异构现象称对映异构现 二性质 (一)相同点 1熔、沸点相等 2在非手性溶剂中的溶解度 3.与非手性试剂的反应速度 (二)不同点 1在手性试剂中的溶解度不同 2.与手性试剂反应的速度不同 在不同的手性溶剂,手性催化剂中反应的速度也不同 3.旋光度不同

(1)偏振光 平面偏振光 Q普光 b偏据光 棱晶 普通光线 国62光的偏据 (2).非旋光性物质 A 旋光性物质

(3旋光仪 原理:普通的旋光仪主要部分是一个两端装有电气石棱镜的长管子,一端的棱镜轴是固定的这 这个校镜叫起偏器,另一端是一个可以旋转的楼镜,叫检偏器检偏器和一个刻有180°轴圆 盘相连,曹 蠣光灯 物质的溶液检临器 艰偏器无虑允性 腐 1)两个棱晶相五平行偏光可通过 (2)两个棱品相互正直偏光被阡书

(4)旋光度a=f(波长,溶剂,玻管长度,浓度,温度,物质种类) 比旋光度规定1ml含1g旋光性物质浓度的溶液,放在1dm(10cm)长的蜜液管中测待 的旋光度称为该物质的比旋光度。通常用a]表亓后面还要用括号注明是什么溶剂,水不注 肌肉乳酸的比旋光度为 c30=+3.8° 发酵乳酸是左旋的,其比旋光度为 右旋涫石酸在乙醇中,浓度为5%时,其比旋光度为 a30=+379(乙醇,5%) 物质在其他浓度(c)或管长()条件下测得的旋光度(a),可以通过下面公式把它换算成比旋 光度[a (am)×c(g/m!) 用途:可以比较物质的旋光性能 当物质的旋光度为0时,该物质可能是非旋光性 物质,也可能是一对等量的左右旋的旋光异构体的混 合物。比如;等量 肉乳酸和发酵乳酸 外消旋体用江成(士)表示

表示方法 (一).模型(两种):直观、但书写不便 (二)图形: COOH 1楔形式: 0王 ∪1 2费歇尔投影式 COOH COOIl COOH/ C CH HO H

原则: 规定投影的原则如下:把与手性磯原子结合的横向的两个键摆向自己把竖立的两个键向纸后, 一·般将含碳原子的团放在縣立键方向,命名时把顺序较高的碳原子放在上端,然后把这样固定 下来的分子摸型中各个原子或基团投影到纸面上,这样,在投影式中,两条直线的垂直交点相当 于手性碳原子,它位于纸面上,以横健相连约两个原子或基团(在上式中是OH和H)相当于原来 摆向己的基闭,与横键垂直的两个键所连的基团(在上式中是COOH和CH2)相当于伸响纸后 的基团。横前竖后C平面 COO1 COoL 注意: H OH CO OH 不能离开纸亚而翻较 CH CH, ∪H 纸面上可转180度,不能转90度

COOH OH 在纸面上转9° 7 CH.--COO1 X OIT CH3 阻) 投影式中!-个棋团保持阔定,另外三个某团顺时针或逆时针地调换位置,不会 攻变原化合物舶构型。 CCCH COOH CCO NM2 十H=CB+NH=至CH=H-COo CH CH

手性碳原子上所连任何两个原了或团互相交换,将会使构型变为它的对映体。 问题: 下列沟型式中哪些是同的,哪些是对映体 C CH3 Br (i) CHEll r C (2 CHO OH CHO C HO--H H--CHO HO-1-CH,OH HOH,C-|-H Ch, OH CH2OH H OH (b} 强调:一定要熟练掌握楔形式、锯架式、纽曼投影式、 费歇尔投影式间的互换 练习: 四旋光性物质的命名(构型的R、S命名) 1次序规则 按原子序数比较,序数大的为大基团

如果有同位素,质量数大的为大 孤对电子最小 R大于S,Z大于E 对于重键 定序规则 原子或基团的定序规期与烯烃的Z,E规则某末上相同, S型结构图 主要可归纳为三点 〔一)定序规则I可称之为“原子序数规则”:如果连在乎性中心的四个原子都是不相同 时,原子序数较大的原子较优先。如果两个原子是同一元素的同位素,则质量数较高的原予 较优完。例如,在氯碘甲磺酸中,各原子的次序是I,Cl,S,H,在鼠代溴乙烷中是B, C, D,H. cl H-C--SO HI HgC--C-Br

二)定序规则至可称之为“就近规则?如果直接连在手性中心碳上的原子是相同的, 我们就比较连接在这些原子上的各原子的大小次序。以2-氯丁烷为例,连在手性中心的原子 上有两个原子都是碳,但与-CH3中的碳相连的原子是H,HH,在C21中与手性中心相连 的碳原予上结合的是C,H,H。由于碳原予序数比氢大,因此,-C2H比较优先。这样,2 氯丁烷中各基团的次序是、-CH、-CH3、-H。 H CH3-CH℃-CI Cl (三)定序规则亚可称之为“虚拟原子规则”:以双键或叁键与某暝子相连时,可认为是 两个或三个该原子。例如: C=A等于一C一A-C C≡A等于一C一A-C 又如,在甘油醛中OH基是所有基团中最优先的,而一CHO碳原子结合的O,O,H比cHoH 中碳原子结合的O、HH优先,于是总的次序是O2一CHO,CHOH,H