3 立体化学.pdf

文档介绍：第三章立体化学
主要学习内容:
1. 手性分子和非手性分子
Chiral & Achiral molecules
2. 对映体和非对映体
Enantiomers & Diastereomers
3. 有机反应中的立体化学
Kinds of Isomers 异构体的种类
CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3
碳架
构造异构 CH3
(连接次序、官能团位置异构 CH3CH2CHCH3 CH3CH2CH2CH2Cl
方式) Cl
官能团异构 CH CH OCH CH3CH2CH2OH
Constitutional 3 2 3
isomers 构象异构 Me Me
H H H Me
异构体(后天)
H H H H
Conformers Me H
立体异构 H H H H
顺反异构 Me H
(空间排列)
Cis-Trans isomers H Me H Me
Stereomers 构型异构 H Me
(先天) Br Br
对映体 H C C H
Cl I I Cl
Enantiomers
O O OH O
互变异构 Tautomers
Ph OEt Ph OEt
一、手性分子和非手性分子(−92)
手性(chirality):实物和其镜像不能重叠的现象
Chiral is derived from the Greek word cheiros, meaning “hand”.
手性分子chiral molecules:有手性现象的分子
OH OH OH
°
CH CH H CH C turn 180 CH
H 2 3 3 2 H H 3
CH3 H3C CH2CH3
A B B
化合物A和B不能重合,A和B不是同一化合物,A是手性分子
OH OH OH
turn 180°
CH H C CH
H 3 3 H H 3
CH3 H3C CH3
C D D
化合物C和D能够重合,C和D是同一化合物,C是非手性分子
非手性分子achiral molecules:能够和其镜像重合的分子
Br Br Br
Cl Cl Cl
°
Cl Cl turn 180 Cl
E Br F Br F Br
非手性分子特点:有对称面或对称中心
H Br
O Cl H
H H
C C
CH3 Cl
H3C Cl Cl
C E Br G
手性分子的特点
碳上连有4个不同基团,这个碳称为
手性碳原子(Chiral carbon atom),
x
手性中心(Chiral center)或
ywC
不对称碳原子(Asymmetric carbon atom),
z
不对称中心(Asymmetric center)
例:Linalool(里哪醇, 沉香醇, 芳樟醇),来源于桔花
手性标记
CH3
∗
(H3C)2CCHCH2CH2 C CH CH2
OH
手性分子有光学活性(旋光性,optical activity)
手性化合物= 光学活性化合物= 旋光性化合物
旋光度(α) observed rotation:
顺时针(右旋):“+”
偏振面被旋光性物质所旋转的角度
dextrorotatory (d)
逆时针(左旋):“−”
手性分子旋光能力的表示方式 levorotatory (l)
t
——比旋光度([α] λ) specific rotation
t
αλ: 实验观察到的旋光度
样品管长度分米
t l : (dm, )
αλ
[α]t = c : 样品密度或浓度(g/ml)
λ l × c
t : 测试时温度
λ: 光源波长
对映体 enantiomers:互为镜像,不能重叠的两个化合物
¾
CH3 CH3 一
对
H H 对映体的比旋光度
H CH C CH CH
3 2 OH HO 2 3
27 27
[α] D = − º [α] D = + º
(−)-2-丁醇(+)-2-丁醇
CH3 CH3
大小相同
H H 方向相反
HOOC COOH
OH HO
25 25
[α] D = − º [α] D = + º
(−)-乳酸(+)-乳酸
光学纯 optically pure和光学纯度 optical purity
光学纯:一个样品中所有分子具有相同手性
光学纯度:一个对映体在样品中的含量