第一章有机化合物概述（课件）《有机化学基础》有机化合物的结构特点3同步教学（人卫版第4版）

含一个手性碳原子的开链化合物的分子构型 (R)-(-)-乳酸 (S)-(+)-乳酸 D-(-)-乳酸 L-(+)-乳酸 (R)-(+)-甘油醛 (S)-(-)-甘油醛 D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛 对映异构体 外消旋体 1 乳酸的物理性质 (S)-(+)-乳酸 (R)-(-)-乳酸 ()-乳酸 mp 53oC mp 53oC mp 18oC []D=+3.82 []D=-3.82 []D=0 pKa=3.79(25oC) pKa=3.83(25oC) pKa=3.86(25oC) §3.3.3 含2个手性碳原子的开链化合物分子及构型 一、含2个不相同的手性碳原子 3 I与II，III与IV为2对对映体； I与II，III与IV组成2个外消旋体； I与III或IV，II与III或IV为非对映体； 含n个不相同手性碳原子的化合物有2n个构型异构体，组成2n-1对对映体，外消旋体数目为2n-1 丁醛糖-赤藓糖，苏阿糖 二、含2个相同的手性碳原子 I与II为对映体，III=IV 为内消旋体 4 对映体的性质与环境是否是手性相关。在非手性环境中，対映体的性质相同；但在手性环境中，对映体的性质不同。 酒石酸的物理性质 0 0 20.9 125 206 140 (±)-酒石酸 内消旋酒石酸 -12° 139 170 (2S,3S)-(-)-酒石酸 +12° 139 170 (2R,3R)-(+)-酒石酸 []25D （20%水溶液） 溶解度(20℃) [g/(100g水)] mp/ oC 名称 5 外消旋体和内消旋体均无旋光性，但外消旋体为混合物，而内消旋体为纯净物。 外消旋体、内消旋体与对映体中的左旋体和右旋体的物理性质不同。 含有其它手性原子的分子及其构型 6 碳环化合物的对映异构 顺-1，2-二甲基环丙烷 反-1，2-二甲基环丙烷 7 不含手性原子的对映异构体 一、丙二烯型化合物 二、联苯型化合物 8 外消旋化、外消旋体的拆分和不对称合成 一、外消旋化 100% (R) 50% (S) 50% (R) 9 二、外消旋体的拆分 机械分离，根据晶型不同； 细菌代谢一个异构体，另一个留下； 手性柱层析； 化学分离。 (±)酸 + (-)碱 外消旋体 拆分剂 (+)酸(-)碱盐 (-)酸(-)碱盐 纯的(+)酸(-)碱盐 纯的(-)酸(-)碱盐 非对映体 HCl (+)酸 + (-)碱·HCl (-)酸 + (-)碱·HCl 纯(+) 酸 纯(-)酸 旋光度 = [α]试样 [α]最大 ×100% 纯的(+)酸(-)碱盐 纯的(-)酸(-)碱盐 HCl 10 三、不对称合成 不对称合成 对映体过量百分数 %ee = %R - %S 有机物构造、构型和构象 4 例题 1、写出下列化合物的结构式： （1） R R S S （2） （3） （4） 有机物构造、构型和构象 4 例题 1、写出下列化合物的结构式： 3R 4S （5） （6） （7） （8） 有机物构造、构型和构象 4 例题 2、将下列立体透视式改成费歇尔投影式，将费歇尔投影式改成立体透视式： （1） （2） （3） 2S 3R （4） 有机物构造、构型和构象 4 例题 3、 把所有纽曼投影和透视式都转化成Fischer投影就可以看出来了 分子构象：单键旋转而引起的分子中的原子在空间排列不同。 §3.4.1 烷烃分子的构象 一、乙烷的构象 乙烷的极限构象 锯架式 分子的构象 Newman投影式 交叉式构象 重叠式构象 15 乙烷分子构象能量变化曲线图 单键的旋转不是自由的，需要能量——扭转能 扭转张力（Pitzer张力）：2个C原子上的C—H键上电 子对之间的斥力 16 乙烷分子构象变化动画演示 二、正丁烷的构象 Ⅰ 全重叠式 Ⅱ 顺交叉式 邻位交叉式 Ⅲ 部分重叠式 Ⅳ 反交叉式 对位交叉式 Ⅴ部分重叠式 Ⅵ顺交叉式 17 正丁烷构象能量变化曲线图 扭转张力 + 立体张力（Van der wals张力） 由于甲基体积比氢原子的大 18 丁烷分子构象变化动画演示 三、直链烷烃 最稳定构象——碳链呈平面锯齿形 19 C H 环烷烃的构象 一、环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象 环烷烃的燃烧热（KJ·mol-1） 环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷 直链烷烃 2091 2744 3320 3951 每个CH2 697 686 664 659 659 有张力 有张力 张力不大 无 1、角张力 20 第03章 有机物构造、构型和构象 5