3.3 几何异构现象、3.4 含手性碳化合物的异构现象（课件）- 《有机化学（第二版）》同步教学（高教版）

第3章 有机化合物的同分异构现象 Chapter 3 3.3 几何异构现象 3.3.1 几个概念 3.3.2 含双键化合物的几何异构现象 3.3.3 含碳环化合物的顺反异构现象 Chapter 3 3.3.1 几个概念 分子的构造相同，由于原子或基团在空间排列方式不同产生的异构现象，称为构型异构现象。 分子的构造相同，原子或基团在π键平面或环状分子平面两边排列方式不同产生的异构现象，称为 顺反(几何)异构现象。 顺反（几何）异构现象属构型异构现象 Chapter 3 3.3.2 含双键化合物的顺反异构现象 双键 >C=C<、>C=N-和 -N=N- 阻碍了形成双键的原子绕两原子轴线旋转，使两原子上连的不同原子或基团出现了不同空间排列，即出现了顺反(几何)异构现象。 Chapter 3 1. 含 >C=C< 键化合物的顺反异构现象 (1) 在双键两端各连有不同的两个原子或基团时，有两种排列方式：相同的原子或基团在π键的同侧为顺式异构体；相同的原子或基团在π键的两侧为反式异构体。命名时，在名称前标记“顺”或“反”。 Chapter 3 Chapter 3 (2) 当双键上连有四个不同原子或基团时，也有 两种排列，出现两个异构体： 用“顺序规则”来区分 a、b、d、e 原子或基团。连在同一个碳上的两个基团相比较，如果两个碳连的“较优”基团在π键平面的同侧者称为 Z-异构体，用 Z 表示（德文 Zusammen 字首,“同”的意思）；如果两个较优基团在π键的异侧者称为 E-异构体，用 E 表示（德文 Entgegen 字首，“相反”的意思）。命名时，Z、E 放到括号中，放到名称前面。用“↑”表示顺序方向，箭头指向 “较优”基团。 Chapter 3 Chapter 3 注意：顺/反，Z/E 是两种命名方法，后者包括前 者，但顺式不完全是 Z 式，反式也不完全是E式。 Chapter 3 在分子中存在多于一个双键时，分别判断每个双键的Z、E构型。命名时，低位号者写在前面，中间用逗号隔开，放括号中，写在名称之前。 Chapter 3 在含双键主链的编号遵守 “双键的位次尽可能小 ”的原则外，若有选择时，编号由Z型双键开始（Z优先于E）： Chapter 3 2. 含 C=N 双键化合物的顺反异构 有机化合物亚胺、肟、腙，羰基缩氨基脲等 化合物分子中含 C=N 键，有Z、E-异构体。 Chapter 3 3. 含 N=N 双键化合物的顺反异构 偶氮化合物含有 N=N键，N上两个基团在π键 同侧的为顺式或 Z式，在异侧的为反式或E式： Chapter 3 3.3.3 含碳环化合物的顺反异构现象 把环状化合物的碳环近似看作一个平面， 环碳原子上的取代基有在平面上、下之分，会出 现顺反异构现象。 两个碳原子上两个取代基在平面同侧的为顺 （cis-）式异构体，在异侧的为反（ trans-）式异 构体。命名时，“顺”或“反”置于名称前： Chapter 3 有两个以上环碳原子上各有一个取代基时，选 择其中位次最低者 为“参考基团”，在位号前加 “r” 表示，其余取代基用顺或反表示与 “参考基团”的 立体关系： Chapter 3 Chapter 3 3.4 含手性碳化合物的异构现象 3.4.1 手性分子的概念 3.4.2 分子的手性与对称性 3.4.3 手性碳的构型表示 3.4.4 手性碳构型标记 3.4.5 费歇尔投影式与分子构型 Chapter 3 3.4.1 手性分子的概念 1. 手性 把左手放到镜子面前，左手的镜像与右手相同，左、右手的关系——相对映而不重合。 Chapter 3 手性：物质与镜像相对映而不重合的性质称为手性 或手征性 。 手性分子：具有手性的分子称为手性分子或手征性分子。手性分子最大特征是具有旋光性。 非手性分子：不具有手性的分子称为非手性分子。 判断分子的手性： 分子与其镜像重合称为非手性分子；分子与其镜像不重合称为手性分子。 Chapter 3 2. 分子的手性中心 Chapter 3 乳酸分子的两个模型是实物与镜像的关系，相 对映而不能重合，即乳酸分子有手性，是手性分子。 乳酸分子的中心碳原子上连有四个不同的原子和 基团（—H, —CH3, —OH和—COOH），具有不对 称性。称为不对称碳原子或手性碳原子，用“ * ”表 示。它是分子的不对称中心或手性中心。 Chapter 3