第四章 立体异构1(课件)《有机化学(第二版)》同步教学（化学工业出版社）

构造异构 同分异构 立体异构 第四章 立体异构 碳架异构 官能团异构 位置异构 互变异构 构象异构 构型异构 顺反异构 光学异构（对映异构） 第一节 构象异构 第二节 顺反异构（几何异构） 第一节 构象异构 一、 乙烷的构象 在常温下，有机分子中σ键可以沿键轴的方向自由旋转,在旋转中分子中的原子或原子团在空间形成许多不同的形象。这种由于σ键的自由旋转，分子中的原子或原子团在空间形成的不同形象，称为构象。同种有机分子其不同的构象互为构象异构体。 乙烷分子可以有无数种构象，但只有两种典型构象：交叉式构象和重叠式构象。 构象的两种表示方法 透视式 交叉式 重叠式 纽曼投影式： 交叉式 重叠式 交叉式构象为优势构象 乙烷处于交叉式构象时，两个碳上的氢原子相距最远，相互排斥力最小，因而内能最低。重叠式构象内能最高。但二者内能相差仅12.5kJ/mol，室温时，分子热运动所提供的能量就能使各个构象相互转化，因而不能分离出乙烷的某一构象异构体。 乙烷各种构象的内能变化 旋转角度/° 能量/kJ·molˉ1 能量:完全重叠式＞部分重叠式＞邻位交叉式＞对位交叉式。 对位交叉式为优势构象 丁烷的四种典型构象式 完全重叠式 邻位交叉式 部分重叠式 对位交叉式 二、 丁烷的构象 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三、环己烷及其衍生物的典型构象 1.船式构象和椅式构象 椅式构象比船式构象稳定 椅式构象为环己烷的优势构象。 纽曼投影式： 与分子对称轴平行的六个C-H键称为直立键或a键,其中三个方向朝上，三个方向朝下，而每相邻的两个都是一上一下； 与对称轴成109.5°角度的六个键称为平伏键或e键 。 2. 平伏键和直立键 3.椅式构象环的翻转 由于分子的热运动，在常温下，椅式构象的两种构象，通过C-C键的不断扭动，环己烷的一种椅式构象可以转变到另一种椅式构象。翻转以后原来的e键变为a键，a键变为e键。 4.取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基处于e键上的构象较稳定。 5％ 95％ 对于二元取代环己烷，一般说来最稳定的构象应是取代基在e键上最多的椅式构象，尤其是大的取代基处于e键上更为稳定。 顺式(ae) 反式(aa)(不稳定) 反式(ee) 顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷的两种椅式 构象中,叔丁基处在e键的构象要比处在a键 上稳定的多。 β-D-（+）-葡萄糖的优势构象 优势构象 第二节 顺反异构（几何异构） 沸点3.5℃ 顺2－丁烯 沸点0.9℃ 反2－丁烯 这种在有双键或环状结构的分子中，由于旋转受阻使与双键或环相连接的原子或原子团在空间的排布方式不同所引起的立体异构现象叫做顺反异构现象。各种异构体互称为顺反异构，又称几何异构。 一、顺反异构现象 1.基本概念 2.产生顺反异构的原因和条件 产生的原因：由于双键中的π键限制了σ键的自由旋转，使得两个甲基和两个氢原子在空间有两种不同的排列方式。 产生的条件是除了σ键的旋转受阻外，还要求两个双键碳原子上分别连有不同的原子或原子团。下列化合物就没有顺反异构体。 另外，在脂环类化合物中，由于环的存在，使环上碳碳σ键的自由旋转受到阻碍