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课件网) 第五章 立体化学 立体化学是有机化学的重要组成部分.它的主要内容是研究有机化合物分子的三度空间结构(立体结构),及其对化合物的物理性质和化学反应的影响. 立体异构体———分子的构造(即分子中原子相互联结的方式和次序)相同,只是立体结构(即分子中原子在空间的排列方式)不同的化合物是立体异构体. 本章主要讨论立体化学中的对映异构. 第五章 立体化学 同分异构现象 构造异构 constitutional 立体异构 Stereo- 碳链异构(如:丁烷/异丁烷) 官能团异构(如:醚/醇) 位置异构(如:辛醇/仲辛醇) 构型异构 configurational 构象异构 conformational 顺反,Z、E异构 对映非对映异构 同分异构 isomerism 5.1 手性和对映体 生活中的对映体(1)-镜象 沙漠胡杨 生活中的对映体(2) -镜象 井冈山风景 桂林风情 左右手互为镜象 在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子,而能叠合的叫非手性分子. 镜象与手性的概念 一个物体若与自身镜象不能叠合,叫具有手性. 左手和右手不能叠合 左右手互为镜象 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 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. 考察分子的对称性,要考察的对称因素有以下四种 ———设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360 /n后,(n=正整数),得到的分子与原来的分子相同,这条直线就是n重对称轴. 有2重对称轴的分子(2-丁烯) (一) 分子的对称性与手性的关系 (1) 对称轴(旋转轴) ———设想分子中有一平面,它可以把分子分成互为镜象的两半,这个平面就是对称面.如: 有对称面的分子 (氯乙烷) (2) 对称面(镜面) ———设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子出发,向这个点作一直线,再从这个点将直线延长出去,则在与该点前一线段等距离处,可以遇到一个同样的原子,这个点就是对称中心. 有对称中心的分子 (3) 对称中心 ———设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360 /n后,再用一个与此直线垂直的平面进行反映(即作出镜象),如果得到的镜象与原来的分子完全相同,这条直线就是交替对称轴. (Ⅰ) 旋转90 后得(Ⅱ), (Ⅱ)作镜象得(Ⅲ), (Ⅲ)等于(Ⅰ) 有4重交替对称轴的分子 (4) 交替对称轴(旋转反映轴) 4 A: 非手性分子———凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子. B: 手性分子———既没有对称面,又没有对称中心,也没有4重交替对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是手性分子. C:对称轴的有无对分子是否具有手性没有决定作用. 在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心,或者同时还具有4重对称轴. 没有对称面或对称中心,只有4重交替对称轴的非手性分子是个别的. 对称性与手性的关系: 手性分子的一般判断:只要一个分子既没有对称面,又 没有对称中心,就可以初步判断它是手性分子. 凡是手性分子,必有互为镜象的构型.分子的手性是存在对映体的必要和充分条件. 互为镜象的两种构型的异构体叫做对映体. 一对对映体的构造相同,只是立体结构不同,这种立体异构就叫对映异构.如乳酸是手性分子,故有对映体存在: 乳酸的对映体 (二) 对映异构体 对映体的一般物理性质(熔点,沸点,相对密度...,以及光谱)都相同,只有对偏振光的作用不同. 5.2 旋光性和比旋光度 5.2.1 旋光性 偏振光的形成 偏振光的旋转 旋光性--能旋转偏正光的振动方向的性质叫旋光性 旋光性物质(或叫光活性物质)--具有旋光性的物质. 右旋物质--能使偏正光的振动方向向右旋的物质.通常用 “d” 或 “+” 表示右旋. 左旋物质--能使偏正光的振动方向向左旋的物质.通常用 “ ” 或 “-” 表示左旋. 旋光度-- 偏正光振动方向的旋转角度.用“ ”表示. 对映体 ... ...
