有机化学(手性碳原子化合物)

含不同手性碳原子化合物的对映异构对映异构对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向（旋光性能）不同。在手性环境条件下，对映体会表现出某些不同的性质，如反应速度有差异，生理作用的不同等。分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。对映体——互为物体与镜象关系的立体异构体。对映异构体都有旋光性，其中一个是左旋的，一个是右旋的。所以对映异构体又称为旋光异构体。含一个手性碳原子化合物的对映异构手性碳原子（或手性中心）——连有四个各不相同基团的碳原子，用C*表示。含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子。它有两种不同的构型，是互为实物与镜象关系的立体异构体，称为对映异构体（简称为对映体）。含两个手性碳原子化合物的对映异构一、含两个不同手性碳原子化合物的对映异构HOHHClHOHClHHOHClHHOHHClCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)对映体对映体m.p173℃173℃167℃167℃D20[α]-7.1°+7.1°-9.3°+9.3°(±)m.p145℃m.p157℃外消旋体外消旋体非对映体结论：异构体数目——2n=22=4（n：手性碳原子数目）对映体数目——2n–1=2（2-1）=2（对）二.含两个相同手性碳原子化合物的对映异构COOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)对映体同一物质α[]20+12°-12°0°0°D（±）酒石酸（m）酒石酸外消旋体内消旋体（分子中有对称面）结论：旋光异构体的数目=2n–1n为偶数：内消旋体的数目=2n/2–1，立体异构体总数=2n–1+2n/2–1n为奇数：内消旋体的数目=2(n–1)/2，立体异构体总数=2n–1三.含三个不同手性碳原子化合物的对映异构CH3HBrBrHHBrC2H5CH3BrHBrHHBrC2H5八个旋光异构体、组成四对对映体。C-2差向异构体差向异构体：含多个手性碳的两个光活异构体，仅有一个手性碳原子的构型相反，其余的手性碳构型相同，这两个光活异构体称为差向异构体。C-2差向异构：由C-2引起的差向异构。（C-2构型相反）HOHCOOHHOHHOHCOOHRSⅢ(s)HOHCOOHHOHHOHCOOHRS(r)Ⅳ内消旋体假不对称原子COOHHOHHOHHOHCOOHRRⅠHOHCOOHHOHHOHCOOHSSⅡ对映异构3-C——非手性碳3-C——假手性碳即：含手性轴及手性面化合物的对映异构一、含手性轴的化合物不含手性碳原子化合物的对映异构1.丙二烯型化合物CCCH3CH3HHC手性轴CCCCCCCH3HHCH3HHCH3CH3中心碳原子两个键平面正交,两端碳原子上四个基团，两两处于互为垂直的平面上。11223344HCH3CH3HCH3HCH3H556677CCCABA'B'sp2sp当A≠B，分子有手性。C=C=CClHClH（有手性）类似物：HHCH3ClHCOOHHHOOC无有2.联苯型化合物abcdabcd(+)或(+)acbd0.29nm苯环间碳碳键旋转受阻，产生位阻构象异构。HH当同一环上邻位有不对称取代时（取代基或原子体积较大）,整个分子无对称面、无对称中心,分子有手性。某些原子或基团的半径如下：0.0940.1560.1380.1890.2110.2200.1450.1560.1920.173HCOOHCH3FClBrIOHNH2NO2COOHOHClO2NClNO2HOHOOC当一个苯环对称取代时（即邻位两个取代基相同时），分子无手性。O2NHOOCClCl螺旋型分子。二、含手性面的化合物末端两苯环不在同平面上。(-)-[6]-螺苯(+)-[6]-螺苯(-)-[6]-hexahelicene(+)-[6]-hexahelicene三、含其它不对称原子的光活性分子N+C6H5OH-CH3CH3CH2CH2C6H5P+C6H5CH2CH2CH3CH3Br-CH2C6H5