有機化學課件第五章旋光異構一、偏振光和旋光活性光是一種電磁波，光波振動方向與光波前進方向垂直。普通光Nicol棱鏡在一個平面上振動的光，稱為平面偏振光，簡稱偏振光。旋光性：指能使偏振光發生偏轉的性質，又稱光學活性。旋光性物質：具有旋光性的物質。也叫光活性物質。右旋物質：能使偏振光的振動方向右旋的物質，右旋體（+）。左旋物質：能使偏振光的偏振面向左旋的物質，左旋體（-）。旋光度：使偏振光旋轉的角度。偏振光α旋轉后的偏振光

旋光性物質檢測偏振光偏振面的旋轉可用旋光儀。（旋光度和旋光方向）盛液管檢偏鏡（尼科爾棱鏡）起偏鏡（尼科爾棱鏡）樣品池光源

比旋光度：將濃度為1g/ml的溶液放在1分米長的盛液管中所測得的旋光度。

在一定條件下，旋光性物質的比旋光度是一常數。

“＋”：右旋。“－”：左旋。二、比旋光度αα：旋光度[α]：比旋光度λtt：溫度λ：光源的波長（常用鈉光燈，5893?）l：長度（dm）。c：濃度（g/ml）(純溶液,則為密度d)三、

分子的手性、旋光性和手性碳原子井岡山風景桂林風情左右手互為鏡象①什么是手性？左手和右手不能重疊左右手互為鏡象一個物體若與自身鏡象不能重疊,叫具有手性;不能與鏡象重疊的分子叫手性分子而能重疊的叫非手性分子.互為鏡像關系鏡HCOOHOHHCH3CH3HCOOHOH(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸凡是手性分子都具有旋光性;非手性分子沒有旋光性.③如何判斷分子是否具有手性根本方法：根據分子的對稱性。不對稱分子：即既沒有對稱面，也沒有對稱中心的分子具有手性。②分子手性與旋光性的關系1,1-二溴乙烷的對稱面

判斷結果：分子中都存在對稱面，所以它們都是非手性分子，都沒有旋光性。

反-1，2-二氯乙烯對稱面對稱中心：若分子中有一點Ｐ，通過Ｐ點畫任何直線，在離Ｐ等距離的線段兩端有相同的原子或原子團，則點Ｐ稱為對稱中心。判斷結果：分子中存在對稱中心，所以它是非手性分子，沒有旋光性。例：反-1,3-二氟-2,4-二氯環丁烷有對稱中心：甲烷分子的對稱性變化在絕大多數情況下，分子有無手性往往與分子中是否含有手性碳原子有關。所謂手性碳原子，是指和四個不同的原子或基團連接的碳原子，又叫不對稱碳原子，常用“＊”號予以標注，如：判斷結果：含有一個手性碳原子的分子都具有手性。***四、具有一個手性碳原子的化合物1.對映體：

互為實物和鏡像關系的異構體叫做對映異構體，簡稱對映體。一個為右旋體,一個為左旋體非常相似互為鏡像關系鏡HCOOHOHHCH3不能重合CH3HCOOHOH2.外消旋體：

由等量的對映體相混合而形成的混合物。

(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸()-乳酸

mp53oCmp53oCmp18oC[]20D=+3.82[]20D=-3.82[]20D=0pKa=3.79(25oC)pKa=3.83(25oC)pKa=3.86(25oC)外消旋乳酸對映體旋光性相反，其他物理性質相同。對映體之間生理作用會有很大不同

R-型（不致畸）S-型（致畸）被“反應停”奪去胳膊的孩子們D-(-)-氯霉素有殺菌作用L-(+)-氯霉素無藥效多巴結論：（1）含一個手性碳原子的化合物有兩個旋光異構體（一個左旋體、一個右旋體），等量混合組成一個外消旋體。（2）含一個手性碳原子的化合物一定具有旋光性。凱庫勒模型楔形式缺點：過于復雜不便于書寫和交流3.費歇爾投影式費歇爾投影式的投影規則如下：2.橫前豎后：1.豎碳鏈：主C鏈豎置，且編號小者置于上端3.做投影：橫線與豎線交點為手性C原子。1、不能離開紙面翻轉。2、在紙面上轉動180。構型不變。3、在紙面上轉動90。、270。，變成其對映體。4、保持一個基團固定，而把其它三個基團順時針或逆時針地調換位置，構型不變。5、任意兩個基團調換偶數次，構型不變。6、任意兩個基團調換奇數次，構型改變。Fischer投影式的轉換規則五、構型標記法1、D/L標記法(相對構型標記法):羥基在右邊為D-型，羥基在左邊為L-型。以甘油醛的構型為標準

D－（＋）－甘油醛D－（-）－甘油酸D－（-）－乳酸D－2－氨基丙酸

L－2－氨基丙酸2、R/S標記法（絕對構型標記法）：確定手性碳原子所連接的四個原子或基團的大小順序。最小的原子或基團放在離觀察者最遠的位置。其它三原子或基團由大到小如按順時針方向排列，則為R型;如按逆時針方向排列，則為S型。R／S標記法直接應用于Fischer投影式－OH→－COOH→－CH3為順時針排列

R－乳酸

S－乳酸－OH→－COOH→－CH3為逆時針排列最小基團在豎鍵：三個基團順時針：R；逆時針：S；最小基團在橫鍵：三個基團順時針：S；逆時針：R。(R)-2-氯丁醛(S)-2-氯丁醛(R)-2-氯丁醛小豎鍵，順實向小橫鍵，反實向投影式變換注意事項：投影式不能離開紙平面翻轉1800，只能在紙面上平移或轉動1800，否則構型發生轉變。投影式也不能在紙面上旋轉900,否則構型發生轉變。旋轉270o六、含有二個手性碳原子的化合物I和II；III和IV互為對映體.I和II；III和IV等量混合,外消旋體I和III,I和IV,II和III,II和IV互為非對映體1、含兩個不同手性碳原子的化合物以2,3,4-三羥基丁酸（HOCH2CH(OH)CH(OH)COOH)為例。2S,3S2R,3R2S,3R2R,3S非對映異構體：物理性質（如熔點、沸點、溶解度和比旋光度）不相同。化學性質相似。對映異構體的數目=2nn：手性碳原子數2、含兩個相同手性碳原子的化合物

Ⅰ、Ⅱ是對映異構體，具有實物和鏡象的關系。

Ⅲ、Ⅳ為同一物質，因為旋轉180°后相同。

Ⅲ沒有旋光型性，是內消旋體。三種異構體：左旋體、右旋體和內消旋體。

Ⅱ

Ⅰ

Ⅲ

Ⅳ**以酒石酸(HOOCCH(OH)CH(OH)COOH)為例.(2S,3S)(2R,3R)(2R,3S)(2S,3R)含手性碳原子的分子不一定是手性分子。分子中如含有對稱因素，則為非手性分子，沒有對映異構體。如果分子中含有相同的手性碳原子，則其對映異構體的數目少于2n。對稱面七、不含手性碳原子的化合物的旋光異構位阻作用，使得兩個苯環不能處在一個平面內，整個分子沒有對稱因素而具有手性1、聯苯類化合物2、丙二烯的衍生物當C1和C3各連有不同基團時，也有旋光異構體3：環狀化合物的立體結構順-1，2-二氯代環戊烷反-1，2-二氯代環戊烷對映體八、旋光異構體的性質物理性質：旋光方向相反。其它物理性質(如熔點、沸點、相對密度、比旋光度、在非手性試劑的溶解度)都完全相同。化學性質：與非手性試劑的作用完全相同。與手性試劑的作用會有差別。許多藥物分子是手性分子，具生理活性的往往只是一種旋光異構體。非對映異構體的物理性質不同，化學性質基本相同。外消旋體不同于任意兩種物質的混合物，具有固定熔點，且熔點范圍很窄。九、不對稱合成、立體選擇反應與立體專一