立体化学原理优质PPT.ppt

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绕该轴旋转360/n，n=2、3、4，重复出现化合物，则称为，重复出现化合物，则称为n重对称轴重对称轴对称面（用对称面（用表示）：

相对于某一平面左右对称。

表示）：

对称中心（用对称中心（用i表示）：

围绕某一中心四面对称。

更迭对称轴（用更迭对称轴（用Sn表示）：

围表示）：

围绕该轴旋转绕该轴旋转360/n，n=2、3、4，然后对垂直于该轴的平面反射，若，然后对垂直于该轴的平面反射，若与原化合物相同，则称为与原化合物相同，则称为n重更迭对称轴。

重更迭对称轴。

对称因素对称因素

（1）.对称面对称面假如有一个平面可以把分子分割成两部分，假如有一个平面可以把分子分割成两部分，而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就是分子的对称面。

是分子的对称面。

（2）.对称中心对称中心若分子中有一点，若分子中有一点，通过该点画任何直线，通过该点画任何直线，如果在离此点等距离如果在离此点等距离的两端有相同的原子，的两端有相同的原子，则该点称为分子的对则该点称为分子的对称中心。

称中心。

（3）.对称轴对称轴以设想直线为轴旋以设想直线为轴旋转转360。

/n，得到与原得到与原分子相同的分子，该直分子相同的分子，该直线称为线称为n重对称轴重对称轴（又称又称n阶对称轴阶对称轴）。

（4）.四重四重交替对称轴交替对称轴（旋转反映轴旋转反映轴）如果一个分子沿轴旋转如果一个分子沿轴旋转9090，再用一面垂直于该，再用一面垂直于该轴轴的的镜子将分子反射，所得的镜像如能与原物重合，此镜子将分子反射，所得的镜像如能与原物重合，此轴轴即为该即为该分子的分子的四重四重交替对称轴交替对称轴（用用SS44表示表示）。

结论结论：

A.有对称面、对称中心、交替对称轴的分子有对称面、对称中心、交替对称轴的分子均可与均可与其镜象重叠，是非手其镜象重叠，是非手性分子；

反之，为手性分子。

性分子；

对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。

B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心，只有大多数非手性分子都有对称轴或对称中心，只有交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物是少交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物是少数。

数。

所所以以，既既无无对对称称面面也也没没有有对对称称中中心心的的，一一般般可可判判定定为为是是手性分子。

手性分子。

nS1=nS2=i判别手性分子的依据判别手性分子的依据有有更迭对称轴更迭对称轴无无手性手性旋转旋转+反射反射更迭对称轴更迭对称轴（Sn）（或旋转反或旋转反射轴）射轴）有有对称中心对称中心无无手性手性倒反倒反对称中心对称中心（i）（或反演中心）或反演中心）不能作为区别手不能作为区别手性的依据性的依据旋转旋转对称轴对称轴（Cn）有有对称面对称面无无手性手性反映（射）反映（射）对称面（对称面（）判别手性的依据判别手性的依据对称操作对称操作对称元素对称元素立体结构立体结构锲锲形式形式投影式投影式Fischer投影式投影式构型的表示法构型的表示法Fischer投影式投影式使用使用Fischer投影式的注意事项：

投影式的注意事项：

（1）不能离开纸面翻转。

可以沿纸面旋转不能离开纸面翻转。

可以沿纸面旋转180，但不能旋转，但不能旋转90或或270。

（2）基团两两交换次数不能为奇数次，但可以基团两两交换次数不能为奇数次，但可以是偶数次。

是偶数次。

构型标记法：

1.D/L标记法标记法D-（+）-甘油醛甘油醛L-（-）-甘油醛甘油醛以甘油醛为基础，通过化学方法合成其它化合物，如果与手以甘油醛为基础，通过化学方法合成其它化合物，如果与手性原子相连的键没有断裂，则仍保持甘油醛的原有构型。

例性原子相连的键没有断裂，则仍保持甘油醛的原有构型。

例D-（+）-甘油醛甘油醛D-（-）-乳乳酸酸HO2.R/S标记法标记法绝绝对对构构型型能能真实真实代表某一代表某一光活性化合物的光活性化合物的构型（构型（R、S）与与假定的假定的D、L甘油甘油醛相关联而确定的醛相关联而确定的构型。

构型。

相相对对构构型型注意：

注意：

无论是无论是D,L还是还是R,S标记方法，都不能通过其标记方法，都不能通过其标记的构型来判断旋光方向。

因为旋光方向使化合物标记的构型来判断旋光方向。

因为旋光方向使化合物的固有性质，而对化合物的构型标记只是人为的规定。

的固有性质，而对化合物的构型标记只是人为的规定。

目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋光方向，还是依靠测定。

光方向，还是依靠测定。

偏振光和比旋光度偏振光和比旋光度光是光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。

垂直。

如果让光通过一个象栅栏一样的如果让光通过一个象栅栏一样的Nicol棱镜棱镜（起偏起偏镜镜）就不是所有方向的光都能通过，而只有与棱镜晶轴就不是所有方向的光都能通过，而只有与棱镜晶轴方向平行的光才能通过。

这样，透过棱晶的光就只能方向平行的光才能通过。

这样，透过棱晶的光就只能在一个方向上振动，象这种在一个方向上振动，象这种只在一个平面上振动的光，只在一个平面上振动的光，称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。

称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。

那么，偏振光能否透过第二个那么，偏振光能否透过第二个Nicol棱镜棱镜（检偏镜检偏镜）取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；

取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；

否则不能通过。

如果在两个棱镜之间放一个盛液管，否则不能通过。

如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装入两种不同的物质：

里面装入两种不同的物质：

结论：

物质有两类：

（1）旋光性物质）旋光性物质能使偏振光振动面旋转的性能使偏振光振动面旋转的性质，叫做质，叫做旋光性；

旋光性；

具有旋光性的物质，叫做具有旋光性的物质，叫做旋光性物旋光性物质。

质。

（2）非旋光性物质）非旋光性物质不具有旋光性的物质，叫不具有旋光性的物质，叫做做非旋光性物质。

非旋光性物质。

旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，旋光度，以以“”表示。

表示。

但旋光度但旋光度“”受温度、光源、浓度、管长等许多因素受温度、光源、浓度、管长等许多因素的影响，为了便于比较，常用的影响，为了便于比较，常用比旋光度比旋光度来表示：

来表示：

lt=caal式中：

式中：

为旋光仪测得试样的旋光度；

c为试样的质量浓度，单位为试样的质量浓度，单位g.ml1;

l为盛液管的长度，单位为盛液管的长度，单位dm。

t测样时的温度。

测样时的温度。

为旋光仪使用的光源的波长为旋光仪使用的光源的波长（通常用钠光，以通常用钠光，以D表示表示）。

比比旋旋光光度度表表示示：

盛盛液液管管为为1分分米米长长，被被测测物物浓浓度度为为1g/ml时时的的旋旋光度。

光度。

2.2旋光类化合物的分类旋光类化合物的分类nn旋光化合物的分类旋光化合物的分类1.含有手性碳原子的化合物含有手性碳原子的化合物2.含有其他手性原子的化合物含有其他手性原子的化合物3.含有三价的手性原子的化合物含有三价的手性原子的化合物4.含有手性轴原子的化合物含有手性轴原子的化合物5.含有手性面的化合物含有手性面的化合物n1.含有手性碳原子的化合物含有手性碳原子的化合物还以乳酸为例，它含有一个手性碳原子，有还以乳酸为例，它含有一个手性碳原子，有手性，具有旋光性，有一对对映体。

发酵得到的手性，具有旋光性，有一对对映体。

发酵得到的乳酸是左旋的，其比旋光度为乳酸是左旋的，其比旋光度为，肌肉，肌肉运动产生的乳酸是右旋的，其比旋光度为运动产生的乳酸是右旋的，其比旋光度为。

从酸奶中得到的乳酸无旋光性，它是等量的左旋从酸奶中得到的乳酸无旋光性，它是等量的左旋乳酸和右旋乳酸的混合物，叫乳酸和右旋乳酸的混合物，叫外消旋体外消旋体（常用常用或或dl表示表示）。

外消旋体是混合物外消旋体是混合物。

（S）-（+）-乳酸乳酸（R）-（）-乳酸乳酸（）-乳酸乳酸mp53oCmp53oCmp18oCD=+3.82D=-3.82D=0pKa=3.79（25oC）pKa=3.83（25oC）pKa=3.86（25oC）151515外消旋乳酸外消旋乳酸2.含有其他手性原子的化合物。

含有其他手性原子的化合物。

分子中含有四个键指向四面体的四个顶点的原子，若四分子中含有四个键指向四面体的四个顶点的原子，若四个基团不同就有旋光性。

个基团不同就有旋光性。

3.含有三价的手性原子的化合物。

含有三价的手性原子的化合物。

棱锥结构的分子中，中心原子若与三个不同基团相连会棱锥结构的分子中，中心原子若与三个不同基团相连会产生旋光性。

产生旋光性。

1618砜类化合物砜类化合物例：

例：

铵类化合物铵类化合物.膦化合物膦化合物亚砜化合物亚砜化合物4.4.含有手性轴的化合物。

含有手性轴的化合物。

含有手性轴的分子，虽然没有手性中心，但是分子整含有手性轴的分子，虽然没有手性中心，但是分子整体具有手性，能以一对对映体存在。

体具有手性，能以一对对映体存在。

例如：

（1）丙二烯型的旋光异构体）丙二烯型的旋光异构体（A）两个双键相连两个双键相连（B）一个双键与一个环相连（一个双键与一个环相连（1909年拆分）年拆分）（C）螺环形螺环形D=81.4o（乙醇乙醇）25nn有少数分子既没有手性中心也没有手性轴，但有少数分子既没有手性中心也没有手性轴，但分子整体具有手性，能以不能重合的物体与镜像分子整体具有手性，能以不能重合的物体与镜像结构存在，这类分子可看成是含手性面的分子。

结构存在，这类分子可看成是含手性面的分子。

在这类分子中有以部分结构处于同一平面内，在这类分子中有以部分结构处于同一平面内，由于它的存在使分子产生手性，这个平面称为由于它的存在使分子产生手性，这个平面称为手性面。

某些柄型化合物和螺烯类化合物分子中手性面。

某些柄型化合物和螺烯类化合物分子中存在手性面。

存在手性面。

蒄（无手性）蒄（无手性）六螺并苯（有手性）六螺并苯（有手性）2.32.3含有两个及多个手性碳原子化合物的旋光异构含有两个及多个手性碳原子化合物的旋光异构nn含有两个手性碳原子的化合物含有两个手性碳原子的化合物（11）含两个相同手性碳原子的化合物（）含两个相同手性碳原子的化合物（）含两个相同手性碳原子的化合物（）含两个相同手性碳原子的化合物（AAAA型）型）型）型）AA型型AB型型2，3二羟基丁二酸（洒石酸），因第三碳原子和第二碳原子上连接二羟基丁二酸（洒石酸），因第三碳原子和第二碳原子上连接的的4个原子或基团，都是个原子或基团，都是OH、COOH、CH（OH）COOH、H，所以洒石酸是含两个相同手性碳原子的化合物。

它和含两个不相同，所以洒石酸是含两个相同手性碳原子的化合物。

它和含两个不相同手性