文档介绍：第八章立体化学
Organic Stereochemistry
一、同分异构现象
1. 构造异构体 Constitutional isomers
——由于分子中原子或基团的排列顺序或方式不同而产生的同分异构体。
2. 立体异构体 Stereoisomers
——分子中原子或基团的排列顺序和方式相同,但是在空间的排布不同所产生的异构体
Cis-trans isomers 构型异构
Enantiomers 构型异构
Conformational isomers 构象异构
构象异构体
1. Rotation about single bonds
2. Amine inversion
Nonbonding electron pair is required
Inversion energy ~ 25 kJ/mol
can rapidly interconvert at RT
构型异构体
——顺反异构
——对映异构与非对映异构(旋光异构)
3. 同分异构的多层次性
构造异构、构型异构和构象异构是不同层次上的异构。其中构造异构属较低层次的异构形式,其次为构型异构,而构象异构是较高层次的异构形式。其中低层次异构形式通常包含有较高层次的异构形式。
二、构型异构中的顺反异构
Cis–trans isomers result from restricted rotation that can be caused either by a double bond or by a cyclic structure。
1. Cis-trans isomers caused by double bond.
2. Cis-trans isomers caused by cyclic structure
三、构型异构中的对映异构和非对映异构
1. 偏振光、光学活性及旋光度
偏振光( plane-polarized light )
——普通光在通过尼克尔棱镜后形成的只在一个方向传播的平面光
三、构型异构中的对映异构和非对映异构
光学活性( optical activity )
——物质能使偏振光发生偏转的性质。
右旋和左旋( dextrorotatory and levorotatory )
——使偏振光振动平面向右旋转称右旋,“+ ”
——使偏振光振动平面向左旋转称左旋,“- ”
旋光度(observed rotation)
——旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度,用“a ”表示
比旋光度(specific rotation)
——在一定温度和波长(通常为钠光灯,波长为589 nm)条件下,样品管长度为1dm,样品浓度为1g•ml-1时测得的旋光度。是一物理常数
D --- 钠光源,波长为589nm;
T --- 测定温度,单位为℃
a --- 实测的旋光度;
l --- 样品池的长度,单位为dm;
c --- 为样品的浓度,单位为g•ml-1。
旋光仪(polarimeter)
Pasteur 的贡献
Some chiral objects in our life
2、对称性和对称因素
1) 2)对称面s 3)对称中心i
——这种轴是通过物体或分子的一条直线,以这条直线为轴旋转一定的角度,得到的物体或分子的形象和原来的形象完全相同,这种轴称为对称轴。n指绕轴一周,有n个形象与原形象相同。
对称面 s
——某一平面将分子分为两半,就象一面镜子,实物(一半)与镜象(另一半)彼此可以重叠,则该平面是对称面。
对称中心 i
——分子中有一中心点,通过该点所画的直线都以等距离达到相同的基团,则该中心点是对称中心。
请分析甲烷分子的对称因素
旋转轴 Sn
--- Sn = Cn + σ() 1956年首次合成了一个有四重更迭轴的分子
如果分子中不存在对称面、对称中心和四重更迭对称轴,则这个分子具有手性
3. 手性与手性分子
对称分子
——含有对称面、对称中心或四重象转轴(S4) 的分子,其实物与镜影相互重叠。
手性
——如果分子中不存在对称面、对称中心和四重象转轴(S4),则这个分子具有手性。其实物与镜影不能完全重叠。
手性分子
——实物与镜影不能完全重叠的分子。
——手性分子都具有光学活性。
Question:判定下列分子是否具有手性
4. 含一个手性碳原子的分子
A chiral carbon:a carbon bonded to four different groups
Enantiome