9.2对映异构（课件）-《有机化学》同步教学（化学工业出版社）

第九章 对映异构 偏振光和旋光性 对映异构 1 2 目 录 ONTENTS 目 录 ONTENTS 偏振光和旋光性 对映异构 1 2 对映体、旋光度、比旋光度、手性碳原子等概念; 分子结构与手性的关系， 对映体的D、L构型和R、S构型的标示法； 分子的对称性与对称因素等知识； 羧酸及取代羧酸在医药上的应用； 费歇尔投影式的书写方法； 掌握　 熟悉 了解 重点难点 如同我们的左手和右手的关系一样，非常相似但不能完全重合。物体与其镜像不能重合的现象，称为手性（Chirality） 对映异构 课程导入：什么是手性？ 手性分子　分子存在着实物与其镜像不能重合的特性，称为手性分子。例如： 判断一个分子是否为手性分子？ 关键要看该分子中是否存在对称因素，如果在一个分子中找不到任何对称因素，该分子就是一个手性分子。 对映异构 一、手性分子和旋光性 1. 手性分子 对称因素　分子的对称因素包括对称面和对称中心等。 对称面 对称中心 对映异构 一、手性分子和旋光性 2. 手性碳原子　连接4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子或不对称碳原子，以C*表示。 对映异构 一、手性分子和旋光性 乳酸 丙氨酸 甘油醛 苹果酸 例如： 3. 对映体　我们将彼此成实物和镜像关系，而不能重合的一对立体异构体，称为对映异构体，简称对映体。例如：左旋乳酸与右旋乳酸是一对对映体。 4. 外消旋体　一对对映体在等量混合后，得到的没有旋光性的混合物称为外消旋体，用(±)或dl表示。例如，外消旋乳酸，可表示为(±)-乳酸或dl-乳酸。 对映异构 一、手性分子和旋光性 左旋乳酸 右旋乳酸 （一）对映异构体构体的表示方法 费歇尔(Fischer)投影式　是用平面式来表示分子的立体结构。 投影规则　: ① 将碳链垂直放，编号小的放上端； ② 横前竖后，与手性碳原子相连的两个竖键伸向后方，两个横键伸向前方； ③ 横竖相交的十字线，其交叉点线为手性碳原子置于纸面中心。 对映异构 二、含一个手性碳原子的化合物 D、L构型命名法　人为的规定，以甘油醛作为标准，按费歇尔投影，指定(+)-甘油醛的构型用羟基位于右侧的投影式来表示，并命名为D-构型；相应地(-)-甘油醛的构型用羟基位于左侧的投影式来表示，并命名为L-构型。 其他物质的构型以甘油醛为标准对照进行命名，例如： 对映异构 （二）含对映异构体的命名方法 D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛 例如：自然界存在的氨基酸除甘氨酸外都具有旋光性，大多是L-构型。 对映异构 （二）含对映异构体的命名方法 D-(-)-乳酸 L-(+)-乳酸 D、L命名法一直沿用至今，如糖和氨基酸的构型命名仍采用此法。 L-丙氨酸 L-丝氨酸 2. R、S 构型命名法　 是由国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)推荐，目前被广泛采用的一种构型命名法。 其命名步骤是： ① 先按次序规则确定与手性碳原子相连的4个基团大小(优先)顺序； ② 将最小的基团d摆在离观察者最远的位置，视线与手性碳原子和基团d保持在一条直线上； ③最后按a→b→c画圆，顺时针方向，则该化合物的构型为R构型，逆时针方向，则该化合物的构型为S构型。 对映异构 （二）含对映异构体的命名方法 含有两个不同手性碳原子的化合物　在 2,3,4-三羟基丁醛 分子 中含有2个不同的手性碳原子。旋光异构体最大数目为2n (n代表手性碳原子数)，对映体最多可有2n-1对。 其中 (a) 和 (b) 为互不重合的镜像，是一对对映体；同样 (c) 和 (d) 为另一对对映体。 (a) 和 (c) 构不成实物和镜像关系，称为非对映异构体，同样 (a) 和 (d) 、(b) 和 (c)、(b) 和 (d) 之间也是非对映异构体的关系。非对映异构体具有不同的物理性质。 对映异构 三、含二个手性碳原子的化合物 2. 含有两个相同手性碳原子的化合物　在酒石酸分子中含有2个相同的手性碳原子，其光学异构体只有三个。 其中 (a) 和 (b) 是一对对映异构体，(c) 和 (d) 是同一分子。(a)