华南农业大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第七章 旋光异构

第七章旋光异构

1 第七章 旋光异构

本章重点讲授: 1.立体化学中的几个基本概念——理解 2旋光性与分子结构的关系—理解 3手性分子的分类及情况分析——一掌握 4旋光异构体的性质与不对称合成——理解 235

2/35 本章重点讲授： ❖ 1.立体化学中的几个基本概念——理解 ❖ 2.旋光性与分子结构的关系——理解 ❖ 3.手性分子的分类及情况分析——掌握 ❖ 4.旋光异构体的性质与不对称合成——理解

71立体化学中的几个基本概念 71.1立体异构构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同 几何异构因共价键旋转受阻而产生的立体异构。 立 体构象异构因单键“自由”旋转而产生的立体异构 CH 异 rH CH CH3 CH3 构 CH H 旋光异构因分子中手性因素而产生的立体异构。 CH3 CH CH3-C-C2H5 CI CI HsC H< 3/35

3/35 7.1 立体化学中的几个基本概念 7.1.1 立体异构 构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同。 几何异构 因共价键旋转受阻而产生的立体异构。 构象异构 因单键“ 自由” 旋转而产生的立体异构。 CH3 H H CH3 H H H CH3 H H H CH3 CH3 CH3 旋光异构 因分子中手性因素而产生的立体异构。 CH3 C C2H5 Br Cl C CH3 Cl C2H5 Br C CH3 Cl Br H5C2 立 体 异 构

71立体化学中的几个基本概念 7.12物质的旋光性1.偏振光与比旋光度 光束先进方向 光源 光波振动方向与光束前进方向关系示意图 普通光 平面偏振光平面偏振光: 通过 Nicol棱镜,仅在 个平面上振动的光。 Nicol prism 4/35 普通光

4/35 7.1 立体化学中的几个基本概念 光源 光束先进方向 1. 偏振光与比旋光度 光波振动方向与光束前进方向关系示意图 普通光 Nicol prism 普通光 平面偏振光 7.1.2 物质的旋光性 平面偏振光： 通过Nicol棱镜，仅在 一个平面上振动的光

71立体化学中的几个基本概念 2.旋光仪、旋光度、比旋光度 目镜 单色光源 起偏镜 盛液管 检偏镜 旋光性:使偏振光偏振面旋转的能力 旋光度:使偏振光偏振面旋转的角度。用α表示。 旋光方向:右旋(+)、d-D;左旋(-)、L a 比旋光度 Jal C(g/m)ldm) 5/35

5/35 7.1 立体化学中的几个基本概念 a a 目镜 起偏镜 盛液管 检偏镜 单色光源 2. 旋光仪、旋光度、比旋光度 旋光性：使偏振光偏振面旋转的能力。 旋光度：使偏振光偏振面旋转的角度。用表示。 旋光方向：右旋（+）、d-/ D-; 左旋（-）、l-/ L- 比旋光度 [] t = C(g/ml) l(dm) a

71立体化学中的几个基本概念 713对映异构体和手性 左手的镜像是右手 对映关系 左、右手对映而 不能重合,这种 性质称为一 “手性”。 左手镜右手 6/35

6/35 7.1 立体化学中的几个基本概念 7.1.3 对映异构体和手性 左手 镜 右手 左手的镜像是右手 ——对映关系 左、右手对映而 不能重合，这种 性质称为—— “手性

71立体化学中的几个基本概念 任何物体都有它的镜像。一个有机分子在镜子内也 会出现相应的镜像。实物与镜像相应部位与镜面具 有相等的距离。实物与镜像的关系叫对映关系 735

7/35 7.1 立体化学中的几个基本概念 任何物体都有它的镜像。一个有机分子在镜子内也 会出现相应的镜像。实物与镜像相应部位与镜面具 有相等的距离。实物与镜像的关系叫对映关系

71立体化学中的几个基本概念 CH3 CH H OH AaH COoH COoH 乳酸的对映异构体 具有对映而不能重合关系的立体异构体,互称为对映 异构体(简称对映体 enantiomers),如乳酸。 8/35

8/35 7.1 立体化学中的几个基本概念 具有对映而不能重合关系的立体异构体，互称为对映 异构体（简称对映体enantiomers），如乳酸

71立体化学中的几个基本概念 有对映异构体的分子称为手性分子( Chiral molecule),或称分子 具有手性( chirality).乙醇没有对映体,因此是非手性分子 OH CO,H CO,H C…H H oH: HO CH H 非手性分子 手性分子 与4个不同基团相连的碳原子称为手性碳原子(常用C表示),正是这种碳 原子使乳酸分子产生了手性。*C只是手性原子(又称手性中心的一种。 9/35

9/35 7.1 立体化学中的几个基本概念 有对映异构体的分子称为手性分子（Chiral molecule），或称分子 具有手性(chirality). 乙醇没有对映体，因此是非手性分子。 CH3 H H OH C OH H3C H CO2H C* CH3 H HO CO2H * C 非手性分子 手性分子 与4个不同基团相连的碳原子称为手性碳原子(常用*C表示),正是这种碳 原子使乳酸分子产生了手性。*C只是手性原子(又称手性中心)的一种

72旋光性与分子结构的关系 7.21手性与对称性 要判断一个分子是否具有手性可以从考察这个分子有无对称 因素( symmetry of elements)入手。如果分子中没有对称 面或对称中心,如该分子是手性分子,存在对映异构体。 1、对称面() 假如有一个平面可以把分 GoH子切开成两部分,而一部 丙酸分子 分正好是另一部分的镜像, 的对称面 这个平面就是分子的对称 H 面。具有对称面的分子与 H 其镜像能够重合,因而无 手性。 10/35

10/35 7.2 旋光性与分子结构的关系 7.2.1 手性与对称性 要判断一个分子是否具有手性可以从考察这个分子有无对称 因素（symmetry of elements）入手。如果分子中没有对称 面或对称中心，则该分子是手性分子，存在对映异构体。 1、对称面(m) 假如有一个平面可以把分 子切开成两部分，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。具有对称面的分子与 其镜像能够重合，因而无 手性。 丙酸分子 的对称面