有机化学(手性碳原子化合物).ppt
含不同手性碳原子化合物的对映异构对映异构对映异构对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。立体异构现象。 对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振只是对平面偏振光的旋转方向光的旋转方向（旋光性能）不同。在手性环境条件下（旋光性能）不同。在手性环境条件下，对映体会表现，对映体会表现出某些不同的性质，如出某些不同的性质，如反应速度有差异，生理作用的不同等。反应速度有差异，生理作用的不同等。分子的手性是对映体存在的分子的手性是对映体存在的必要和充分条件必要和充分条件。对映体对映体互为物体与镜象关系的立体异构体。互为物体与镜象关系的立体异构体。对映异构体都有旋光性，其中一个是对映异构体都有旋光性，其中一个是左旋左旋的，一个是的，一个是右旋右旋的。所以对的。所以对映异构体又称为旋光异构体。映异构体又称为旋光异构体。含一个手性碳原子化合物的对映异构含一个手性碳原子化合物的对映异构u手性碳原子（或手性中心）手性碳原子（或手性中心）连有四个各不相同基团的碳连有四个各不相同基团的碳原子，原子，用用C*表示。表示。u含有含有一个手性碳原子一个手性碳原子的化合物的化合物一定是手性分子一定是手性分子。u它有两种不同的构型，是互为实物与镜象关系的立体异构体，称它有两种不同的构型，是互为实物与镜象关系的立体异构体，称 为为对映异构体对映异构体（简称为对映体）。（简称为对映体）。 含两个手性碳原子化合物的对映异构含两个手性碳原子化合物的对映异构 一、一、 含两个不同手性碳原子化合物的对映异构含两个不同手性碳原子化合物的对映异构 HOHHClHOHClHHOHClHHOHHClCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)对映体对映体m.p173173167167D20 -7.1+7.1-9.3+9.3( )m.p145m.p157外消旋体外消旋体非对映体结论：结论： 异构体数目异构体数目 2n = 22 = 4 （n：手性碳原子数目）：手性碳原子数目） 对映体数目对映体数目 2n 1 = 2（2-1）= 2（对）（对） 二二. 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构含两个相同手性碳原子化合物的对映异构 COOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)对映体同一物质 20+12-1200 D（ ）酒石酸（m）酒石酸外消旋体内消旋体（分子中有对称面） 结论：旋光异构体的数目结论：旋光异构体的数目 = 2 n 1 n为偶数：为偶数： 内消旋体的数目内消旋体的数目 = 2 n / 2 1，立体异构体总数，立体异构体总数 = 2 n 1 + 2 n / 2 1 n为奇数：为奇数： 内消旋体的数目内消旋体的数目 =2 ( n 1 ) / 2，立体异构体总数立体异构体总数 = 2 n 1 三三.含三个不同手性碳原子化合物的对映异构含三个不同手性碳原子化合物的对映异构 CH3HBrBrHHBrC2H5CH3 Br H BrHHBrC2H5八个旋光异构体、组成四对对映体。八个旋光异构体、组成四对对映体。 C-2差向异构体差向异构体差向异构体：含多个手性碳的两个光活异构体，仅有一个手差向异构体：含多个手性碳的两个光活异构体，仅有一个手 性碳原子的构型相反，其余的手性碳构型相同，这两个光活性碳原子的构型相反，其余的手性碳构型相同，这两个光活异构体称为差向异构体。异构体称为差向异构体。C-2差向异构：由差向异构：由C-2引起的差向异构。（引起的差向异构。（C-2构型相反）构型相反）HOHCOOHHOHHOHCOOHRS(s)HOHCOOHHOHHOHCOOHRS(r)内消 旋 体假不对称原子COOHHOHHOHHOHCOOHRRHOHCOOHHOHHOHCOOHSS对 映 异 构3-C 非手性碳非手性碳3-C假手性碳假手性碳 即：含手性轴及手性面化合物的对映异构即：含手性轴及手性面化合物的对映异构一、含手性轴的化合物含手性轴的化合物不含手性碳原子化合物的对映异构不含手性碳原子化合物的对映异构 1. 丙二烯型化合物丙二烯型化合物 CCCH3CH3HHC手性轴CCCCCCCH3HHCH3HHCH3CH3中心碳原子两个中心碳原子两个 键平面正键平面正 交交, 两端碳原子上四个基团，两端碳原子上四个基团，两两处于互为垂直的平面上。两两处于互为垂直的平面上。1 11 12 22 23 33 34 44 4H HC CH H3 3C CH H3 3H HC CH H3 3H HC CH H3 3H H5 55 56 66 67 77 7CCCABABsp2sp 当当AB B ，分子有手性。，分子有手性。C=C=CClHClH（有手性）类似物：类似物：HHCH3ClHCOOHHHOOC无无 有有 2. 联苯型化合物联苯型化合物a ab bc cd da ab bc cd d( ( + + ) )或或( ( + + ) )a ac cb bd d0 0. .2 29 9 n nm m苯环间碳碳苯环间碳碳 键旋转受阻，产生位阻构象异构。键旋转受阻，产生位阻构象异构。HH当同一环上邻位有不对称取代时（取代基或原子体积较大）当同一环上邻位有不对称取代时（取代基或原子体积较大）, 整个分子无对称面、无对称中心整个分子无对称面、无对称中心, 分子有手性。分子有手性。 某些原子或基团的半径如下：某些原子或基团的半径如下：0.0940.1560.1380.1890.2110.2200.1450.1560.1920.173HCOOHCH3FClBrIOHNH2NO2COOHOHClO2NClNO2HOHOOC当一个苯环对称取代时（即邻位两个取代基相同时），当一个苯环对称取代时（即邻位两个取代基相同时），分子无手性。分子无手性。O2NHOOCClCl 螺旋型分子。螺旋型分子。 二、二、 含手性面的化合物含手性面的化合物末端两苯环不在同平面上。末端两苯环不在同平面上。(-)-6-螺苯(+)-6-螺苯(-)-6-hexahelicene(+)-6-hexahelicene三、含其它不对称原子的光活性分子三、含其它不对称原子的光活性分子N+C6H5 OH-CH3CH3CH2CH2C6H5P+C6H5CH2CH2CH3CH3 Br-CH2C6H5
