有机化学电子教案教学课件作者许新刘斌9对映异构

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1、第九章 对 映 异 构,本章学习要求,本章同步测试参考答案,1.了解对映异构现象及对映体的概念 2. 掌握手性、手性碳、手性分子以及分子结构和手性的关系 理解旋光性、旋光度、左旋体、右旋体和比旋光度的概念 4. 了解偏振光的概念和旋光仪的结构。 5. 掌握费歇尔投影式的书写方法 6. 理解D/L构型的标示方法 7. 掌握R/S构型的标示方法 8. 掌握对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体的含义 9. 了解对映体的性质差异及外消旋体的拆分方法,知识目标：,第九章 对 映 异 构,能力目标：,能正确判断分子中的手性碳 能用费歇尔投影式正确书写对映体的立体结构,同分异构,官能团种类异构,第九章 对

2、映 异 构,*,*,第九章 对 映 异 构,手性碳： 分子中与4个不同原子或原子团相连接的C，又叫 不对称C，常用*标记。,手性：化合物与其镜像不能完全重合的特征称为手性或手征性；它是物质具有光学特性(旋光性 )和存在对映异构体的原因。 手性分子：不对称分子。象手一样，与镜像不能完全重叠的分子，这样的分子和它的镜像互为对映体。,分子的对称性（对称因素）： 对称中心 对称轴 对称面,第九章 对 映 异 构,*,*,分子的对称性（对称因素）： 对称中心 对称轴 对称面,第九章 对 映 异 构,有对称因素的分子叫对称分子（无旋光性）,大多数不对称分子都有手性C. 有手性C的分子一定是不对称分子吗?

3、(不一定)(必须没有对称因素),第九章 对 映 异 构,手性分子：象手一样，与镜像不能完全重叠的分子，这样的分子和它的镜像互为对映体。又叫不对称分子。分子结构中没有任何对称因素。,旋光异构体：分子式相同、构造式相同，呈物像关系的不同物体，互为对映体，有旋光性。或称 镜像异构体，旋光异构体 或光学异构体 。这种异构现象称为对映异构现象。,旋光异构体的特点： 与镜像不能完全重叠，互称为对映体 具有光学特性: 旋光性 药理、生理活性不同,第九章 对 映 异 构,旋光性：物质能使偏振光的偏振面发生旋转的性质。 旋光度：偏振面被物质旋转的角度。 比旋光度：一定温度、一定波长的入射光，通过一个盛满浓度为1

4、g/ml旋光性物质的盛液管时所测得的旋光度，符号：t,起偏镜,旋光管,检偏镜,旋光度,光源,旋光度的测定仪器: 旋光仪,第九章 对 映 异 构,第九章 对 映 异 构,左旋体：又称l-体。能够使平面偏振光向左旋的光学异构 体。常用（-）表示。 右旋体：又d-体。能够使平面偏振光向右旋的光学异构体。常用（+）表示。,构型：分子中原子或原子团在空间的排列方式叫做构型。 构型式：不仅能表示分子中原子或原子团的连接次序，而且能表示空间的排列方式的式子。,锲型式： 立体结构式 实前虚后 线纸面,第九章 对 映 异 构,锲型式,第九章 对 映 异 构,费歇尔Fischer投影式 1 十 字型表示 2 C在

5、竖线 1号C在上端 3 横前竖后 C 纸面,C,第九章 对 映 异 构,平面投影式 在纸面旋转180或其偶数倍，构型保持不变,费歇尔Fischer投影式,第九章 对 映 异 构,构型的标示方法 D/L法 D/L法（相对构型）：一般只表示含有1个手性碳原子的构型 人为假定右旋的甘油醛的投影式-OH在右边的为D型，-OH在左边的为L型。,第九章 对 映 异 构,天然糖：编号最高的手性C的-OH在右侧。 天然氨基酸：-氨基酸的-NH2在手性C的左侧。,D-（+）-甘油醛,L-（-）-甘油醛,第九章 对 映 异 构,D-(-)-赤藓糖,L-(+)-苏阿糖,第九章 对 映 异 构,相对构型法：标示相邻2

6、个手性碳原子的相同原子或原子团，在碳链同侧的称为赤藓糖型，简称赤型；在碳链异侧的称为苏阿糖型，简称苏型。,绝对构型（R / S法）:用物理和化学方法测得的分子的实际构型。,第九章 对 映 异 构,R/S 构型的判断4个步骤: (1) 判断手性碳 (2) 用abcd顺序标记手性碳上4个部分的大小 (3)判断最小基团的位置(横线 竖线)及abc的方向(顺时针 逆时针) (4)标记R/S,当最小基团在横线上时，如果是a b c划圆方向为顺时针，为S构型逆时针为R构型； 当最小基团在竖线上时，如果是a b c划圆方向为逆时针，为S构型，顺时针为R构型。,a,b,c,d,a,b,c,d,a,b,c,d,

7、a,d,c,b,R,S,R,S,*,*,*,*,第九章 对 映 异 构,a,b,c,2S, 3R,2R,3S,2R, 3R,2S, 3S,第九章 对 映 异 构,用R/S标记下列化合物中的手性碳原子,第九章 对 映 异 构,R,R,2R,3R,2S,3R,含1个手性碳的分子： 2个光学异构体 1对个对映体 等量的对映体的混合物总的旋光性相互抵消，称做外消旋体。,第九章 对 映 异 构,外消旋体 又称dl体，常用（）表示。指互相是对映体的左旋体和右旋体，以等量混合而成的不具旋光性的混合物。例如，将左旋乳酸（比旋光度-3.3)和右旋乳酸（比旋光度+3.3)等量混合，就可得到不具有旋光性的外消旋乳酸

8、。外消旋体可以拆分。,两种乳酸理化性质的比较 D20 (H2O) m.p./ pKa 肌肉乳酸 3.820 53 3.79 发酵乳酸 3.820 53 3.79,第九章 对 映 异 构,含有2个不相同手性碳原子的分子： 具有4个光学异构体,为2对个对映体,在光学异构体中，彼此之间不存在对映关系者，互称为非对映体。非对映体与对映体不仅旋光度不同，而且熔点 溶解度等物理常数也不相同。,对映体：A / B ； C / D 非对映体：A/C， A/D， B/C，B/D,第九章 对 映 异 构,【例如】,含有2个相同手性碳原子的分子： 具有3个光学异构体：左旋体 右旋体 内消旋体,第九章 对 映 异 构

9、,(2R,3S),(2R ,3R),(2S ,3S),【例如】,第九章 对 映 异 构,其中的式分子内存在对称面，旋光性内部抵消称为 内消旋体,内消旋体：分子内虽然含有手性碳，但同时具有对称因素，因而得到无旋光性的化合物，用meso-表示。,外消旋体的拆分化学拆分法,拆分剂,分离,第九章 对 映 异 构,诱导结晶拆分法,第九章 对 映 异 构,生物化学拆分法 利用酶对光学异构体有选择性酶解作用，而达到分离的目的。 可成功地拆分外消旋体氨基酸。,第九章 对 映 异 构,旋光异构在医药中的应用 生物体内含有大量的旋光性物质 生物体新陈代谢过程存在大量的不对称合成，作为催化剂的酶本身就是有旋光性的物

10、质，且手性因素很多，体现出它的选择性和专一性 医药中，手性药物的构型不同，药效和生理作用相差悬殊。,本章同步测试参考答案,一、单项选择题,第九章 对 映 异 构,二、分析题,第九章 对 映 异 构,1. 可能的结构如下：,（1）,（2）,（3）,（4）,（1）：2R，3R，4R，5R （2）：2S，3S，4S，5S （3）：2S，3R，4R，5R （4）：2R，3S，4S，5S,二、分析题,第九章 对 映 异 构,1. 可能的结构如下：,（5）,（6）,（7）,（8）,（5）：2R，3S，4R，5R （6）：2S，3R，4S，5S （7）：2S，3S，4R，5R （8）：2R，3R，4S，5S

11、,二、分析题,第九章 对 映 异 构,1. 可能的结构如下：,（9）,（10）,（11）,（12）,（9）：2R，3R，4S，5R （10）：2S，3S，4R，5S （11）：2S，3R，4S，5R （12）：2R，3S，4R，5S,二、分析题,第九章 对 映 异 构,（13）：2R，3S，4S，5R （14）：2S，3R，4R，5S （15）：2S，3S，4S，5R （16）：2R，3R，4R，5S,1. 可能的结构如下：,（13）,（14）,（15）,（16）,二、分析题,第九章 对 映 异 构,（1）,（2）,（3）,（4）,2. 推断题 A可能的结构如下：,（1）R-3-甲基-1-己炔 （2）S-3-甲基-1-己炔 （3）R-4-甲基-1-己炔 （4）S-4-甲基-1-己炔,二、分析题,第九章 对 映 异 构,2. 推断题 B可能的结构如下：,（1）R-4-甲基-2-己炔 （2）S-4-甲基-2-己炔,（1）,（2）,