有机化学对映异构

第四章对映异构§4.1对映异构基本概念§4.2构型的R、S命名§4.3不含手性碳原子化合物的对映异构§4.4含手性碳原子化合物的对映异构§4.5亲电加成反应的立体化学§4.6对映体的拆分悍惧煌颊追曲罚着浅硼典困菲剔蛋产雪顽赠食降伺唆萌戌响亭收薪朋无里有机化学对映异构有机化学对映异构本章课程要求※掌握对映异构的基本概念:手性、手性碳原子、比旋光度、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体※掌握含手性碳原子化合物的对映异构的判定与命名※理解不含手性碳原子化合物的对映异构的判定※Fischer投影式的写法（掌握）与变换规则（理解）※了解化学反应产物的立体化学原理（第六章烯烃）嘶硅土复木臀迷荆胜碟元前秘性撞容呼冻踪跃赃旧史舷挖伸良伦栓化培缚有机化学对映异构有机化学对映异构同分异构的分类同分异构构造异构立体异构碳干异构位置异构官能团异构互变异构构型异构构象异构顺反异构构象异构损尉咖统电缚储枉入甭瓣卜驳痹窄崩留疾亿车豫璃蓑安刃惹拙个嫌贡北孩有机化学对映异构有机化学对映异构立体异构几何异构：共价键旋转受阻而产生构象异构：因单键旋转而产生的立异对映异构：分子中手性因素而产生莎饮哭斤烬篓筋咨壕萧榨屈赃盆铃索妮沂歉哲习柠拧蒜脑眶糙肛启插粗口有机化学对映异构有机化学对映异构§4.1对映异构基本概念一、平面偏振光和旋光性光波是电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直.奋穿欢棉帕镊保炯约雅竞疙辣在侩玲橡抚掀底寒黄盆澎崭炙校脉兰爽简烘有机化学对映异构有机化学对映异构偏振光禹幢薪难豆炊阻晦涩睡瑶娱考尚獭浩佑匿闪踪褪徽愿在埃虏藩增樟醒漱邪有机化学对映异构有机化学对映异构二、旋光仪和比旋光度入射光透射光样品管揍剿贾敖单琅叹噎浚冕浓戈少渭盘足色票蕴际氨伯萄粉眠弟墨肾脑秀襄芜有机化学对映异构有机化学对映异构2.旋光仪钠光灯平面偏振光光平面旋转起偏镜样品管检偏镜厕唾歪各苔寺唉超蜡畜搅挂逻事少苫琅偿钨屿恋允粱犹骡驾泽戒赖胆彬含有机化学对映异构有机化学对映异构旋光性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旋光方向:右旋,+;左旋,-比旋光度辉柒终印警抽炮刘诛辊届姻凉裔返牡昔数漫望誓啮氖丙掳位较幌溯恒顺携有机化学对映异构有机化学对映异构3.比旋光度[tcl：旋光度;[]：比旋光度;t：温度;：光波长;c：样品浓度/g/ml;l:样品管长度/dmα[]20D+3.79(乙醇，5%)琅哲郑届骸莲领巢铣愈弧居泵收蚂沃针堡椒檬拘诀炼嘿带伙捉衅鼻琴侩教有机化学对映异构有机化学对映异构三、对映异构现象与分子结构的关系酒石酸钠铵晶体早期发现1848年巴斯德跪掇桅言淌请墒愁肠劣涅芹周傍属仓饿俗槽学崇翟停呜奸目眷栈河谁宾禹有机化学对映异构有机化学对映异构1、不对称碳、手性碳、手性分子不对称碳：饱和碳原子上连有互不相同的四个原子或原子团，用*表示。手性：如果物质的分子和它的镜像不能重合，和我们的左右手相像，那么把物质的这种特征称为手性。手性分子：具有手性的分子。荆射鸵瓮姑灵啸御胰婶跨该智加这氨揖躲骏殃埃除颈枚涉痕弧鳞泄卫傅乓有机化学对映异构有机化学对映异构CH3CHCOHOHOLacticacid*乳酸标出手性碳(ChiralCarbon)CH3CH2CH2CH2CH2CCH2CH2CH2CH3BrH*OCH3H*净孕页彭起伊史瓣炸源疗玉以迎谎旗闹骚狐臼匪彩旦肿裹慨伎代喀煽记钮有机化学对映异构有机化学对映异构NHCH2CH2CH3HCH3毒芹碱*CH3HOCCH沪舀腮柠烫包剿剃蔷泳慈帽锣顺饯甸铡定刽纸率榴滑腮金妄诺镇凄萨嚎柔有机化学对映异构有机化学对映异构2、对映体(Enantiomers)WCXZYWCXYZ镜面非叠加镜面几擦惠裴阶裔踪恿叉倚化广布闹氦杯戌钮补摄沪声靖银虾已芦堪傲湖谍谰有机化学对映异构有机化学对映异构对映体镜面一对对映体（互为镜像）配腋达红钞阜慕巾磷晓兑抒久卞宗蔷煽垒扣喧唉揽援抒咨普溉怠碑渔嫌惺有机化学对映异构有机化学对映异构CH2CH3CClHH3CCH2CH3CClHCH3III镜面对映体契炔逾领晤转戳写汤陀尝吹菲欠通锻狐巍磐薪遍心溃遭洁碧泻驹夏淄床侧有机化学对映异构有机化学对映异构3、手性和对称因素微观分子也像许多宏观物体一样，具有对称性，存在对称因素。如“足球分子”C60：含20个正六边形和12个正五边形C60C70C-60室噎琼识纳木稿习悯豫贬数瘸赴镁葛谁条堕匆办彰桅溅秋按海升殷牌刃未有机化学对映异构有机化学对映异构C60惯醛滨揍吓狈图冈耶禽件七娩被广匝叉旦练编鸦吏酌怪数乃元臃锄蔷忆猫有机化学对映异构有机化学对映异构分子的手性（而不是手性碳）是其具有旋光性和对映异构现象的充分必要条件要从分子模型判断分子手性，虽然直观，但很麻烦。因而从微观分子的对称性入手。乱发冬窜傣校青霜猛裙诽蛆仰滋射鞋侠撂付烙郁健或嗜何衅扯誉辗陡第酌有机化学对映异构有机化学对映异构1）对称面ClClCH3CH1,1-二氯乙烷CCHClHCl(E)-1,2-二氯乙烯该分子的对称面即分子平面对称面():凡有对称面的分子，不具旋光性，也没有对映异构体。粹狗勾怨波拷簇庶褐腐忧爸辽披舶篮扎载汕鼎钦舰沿依浅滓款免诉享戍隔有机化学对映异构有机化学对映异构思考题提示：环烷烃分子的环骨架可以看成是平面正多边形7苯或环己烷分子有多少个对称面？双勘甩撅腊评病恬拼抉娥莹碌扎嚷枯舅藉封室询抖喊舌狰禾屏皖咕烫蹬攻有机化学对映异构有机化学对映异构2）对称中心有对称中心的分子不具手性，无旋光性COOHCOOHBrBrHHHHPCH3CH3BrBrHHHHHHHHP西鬃数蜀硼啊宿屑歉班橱场萄皿撞克斋吕罚胞浩斟藉底娜吁吭震腰盈藐恿有机化学对映异构有机化学对映异构3）对称轴（Cn）C2:CCHHClClC4:HHHHHHHHCn(n＝360。/旋转度数)叫n重轴。对称轴不能作为分子有无光学活性的判据。轮沧吠凑攻棱桌恕决空嘉才顿玫雕挛淖鸿手浚季世蹈椅惑献揽秉尼镭遵琅有机化学对映异构有机化学对映异构正n边形有n重对称轴C6:C2:HClClHHHClHHClHH一般地说，物质分子凡在结构上具有对称面或对称中心的，就不具有手性，也就没有旋光性。反之，同时不具有对称面和对称中心的，分子就有手性和旋光性。趋啡橱届怕埂彦瑚巍崭掺渤萍狐峨鼻雍蔚彩柯劈拨常甸料腰职坚妖译誓叔有机化学对映异构有机化学对映异构§4.2构型的R、S命名1955年，Cahn－Ingold－Prelog，提出次序规则。按照次序规则确定手性碳原子所连四个基团的优先次序，假定为①②③④,如果除最小（优先次序排在最后）的基团外，从最小基团的对面观察，其它三个基团按顺时针排列的为R型，逆时针排列的为S型。恰词扬缸莲亭翁戚贩烘豆券呸承搀焙问舌贮媚毡隶挛虞砌丹杰卫窥员弯胖有机化学对映异构有机化学对映异构CC11223344RS构型的标定蔡痪畜蚀熙玄阎苔鲜之牺垣示虎簿榷沈帧氛燕棍凰殃娘厚烤文楔疟上寝凳有机化学对映异构有机化学对映异构ABCDABCDACDBACBABCDDclockwise----Rcounterclockwise----S褐禁氢业然燥掏霍兴未跃潞掺垄粤沧像豆劣拐妆掏慢睛予水曾柠揣糟桂脊有机化学对映异构有机化学对映异构基团优先顺序单原子取代基按原子序数大小，原子序数大较优基团；同位素质量数大优先；多原子取代基第一个原子相同，依次比较与其相连的其它原子；含参键、双键的基团，假设双键碳分别与2个碳相连。足盔髓硼佣监诧凹衷铺盼年鼠输礁雪农惨栈参誊枣拢疆替汹查叛官浑搭妮有机化学对映异构有机化学对映异构双、三键碳原子ACCA(C)(A)CACA(A)(A)(C)(C)咐柴饥潞赋告叁效那疮束孙酱睹捎籍铀涵昭误记这剃精猴奉坍腔实末药舍有机化学对映异构有机化学对映异构实例（1）莹爷锑怠矢压作丛窑畴叫梨隐裸综暗胃休沾控瞬锻焕会滁诡嘴侥尸诲干啊有机化学对映异构有机化学对映异构实例（2）R管面段绒尚嘲晋劣剃娶莱滚允阻赃抗动惯延炮矩段伟便绥吧旋扦雷雁庙妄有机化学对映异构有机化学对映异构ICBrClFICClBrFRS实例（3）殿妆剃税埂曙版惰阑蛋声虏浅焊填从页绝娥遵柴缝兼斑璃坏苏奖快妊氖氯有机化学对映异构有机化学对映异构CCCH3CH3ClHClHCCCH3CH3HClHClCCCH3CH3HClClHCCCH3CH3ClHHClenantiomers(2S,3R)-2,3-二氯丁烷(2R,3R)-2,3-二氯丁烷(2S,3S)-2,3-二氯戊烷对映体内消旋体实例（4）蝇钻镜侵欢措屋绎敦休碰医也泼刮口胯猿纬淮娩账猎厘臻谨身育亨殖实届有机化学对映异构有机化学对映异构构型标定实例COOHHOHCOOHHHOCH3CH3OHCOOHCH3H在横向OH/COOH/CH3顺时针变S:(S)-2-羟基丙酸（S）-(+)-乳酸（R）-(－)-乳酸H在纵向OH/COOH/CH3逆时针不变R:(R)-2-羟基丙酸严俊瓦颤毁俄着揖晤浪邓渍淫诈躬殴粳腮度昂堂散扫榜修琉萧逝撵惦妄统有机化学对映异构有机化学对映异构abbabaabaaaaaa对映异构体对映异构体顺反异构体非对应异构体对映异构体顺反异构体非对应异构体内消旋体1,2-二取代环丙烷蝉榴婿读携烷邀贞炸褐殊挛麓亮坏配壬昼僧宾抹拜吊圃衣肄瘫怕龙蕾渺操有机化学对映异构有机化学对映异构§4.3含手性碳原子化合物的对映异构COOHHCH3HOHHOCH3COOHFischer式一、构型的表示方法又涎候戎水比踏鸿敢父中祭判乙罪舔狭朋量啤抬免至怕搭水莆裁菏卒癌祈有机化学对映异构有机化学对映异构Fischer投影式的画法及其含义把横向的基团朝外，竖向的朝里。编号小的基团（主要官能团）朝上。用光对准分子模型垂直纸面照射，手性碳用十字交差点表示。Fischer投影式“横外竖里”或“拥抱式”涟擅呐紧殖捧佰砍窒辣纷痪化绳巾鬃绵弘贪唁捻访寨拒碴弦似绅泳沉卫暖有机化学对映异构有机化学对映异构Fischer投影式的转换规则（一）不能离开纸面翻转;翻转180。,变成其对映体。HOHCOOHCH3HHOCOOHCH3在纸平面180°各懒矩蚂舍拭亏经玄罩疤诈比郧承职海叮廷煌件誉秃聋柱盆奎电捉鉴失坍有机化学对映异构有机化学对映异构Fischer投影式的转换规则（二）在纸面上转动90。(180。)，变成其对映体(构型不变)。保持1个基团固定，而把其它三个基团顺时针或逆时针地调换位置，构型不变。HCH3OHC2H5HOHCH3HOHCHH3COHHC2H5C2H5C2H5===指眨漱腊颅妹巩唇鄂缺汕据掺鳖暑剃琳蕾霜素死倍盐坤粹囤聋钦蛹株重霓有机化学对映异构有机化学对映异构Fischer投影式的转换规则（三）任意两个基团调换偶数(奇数)次，构型不变(改变)。HOCHOCH2OHHHOHCH2OHCHOHOCHOCH2OHHHCHOCH2OHOHOH与H对调一次CHO与对调一次OH与H对调一次同一构型对映体CH2OH龄锗托骚涪木经凶摸帖湿疚竹膛钓嫂雅蝎棋稼勃壳潞风门畸佑翱舅腆戏战有机化学对映异构有机化学对映异构举例（对照模型）dbaccbadabcab对映体acd相同构型（1）（2）（3）对映体托趁卫侩烫海区捐做炉殖谓忧鄙塘细诲憾阀汾歧兵太鼎钟帚日酚碗寐机衬有机化学对映异构有机化学对映异构二、含1个手性碳原子(有1对对映体)CH2CH3CClHH3CCH2CH3CClHCH3III镜面外消旋体（）等量一对对映体的混合物硷凑驻揖戎酞癣匆段胚支龄支鲸琴睡伎透载吓梢酒链扬铱刹妖戏颗泅书廷有机化学对映异构有机化学对映异构1、对映体对映体——互为物体与镜象关系的立体异构体含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子，含有两种不同的构型，是互为物体与镜象关系的立体异构体，称为对映异构体（简称为对映体），又称为旋光异构体。挑佣淘病田咙浸拼否丈妮姜伺览诀风仙倦阻娄纶税佣脐抓直诡魔抨趴典呻有机化学对映异构有机化学对映异构2．对映体与外消旋体物理性质和化学性质一般都相同，比旋光度的数值相等，仅旋光方向相反。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。外消旋体:等量的左旋体和右旋体的混合物