立体化学基础课件

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1、立体化学基础HClCH3CH(CH3)2H3COCH2CH3CH3NH2HCH3COOHIClBrH横，顺，横，顺，S横，逆，横，逆，R竖，顺竖，顺，R竖，逆竖，逆，S立体化学基础OHHCH3COOHHHOCH2OHCOOHOHHCH2COOHCOOHHHOCH2CH3CH3RSRR立体化学基础 注意：注意：R/S与与D/L是两种构型表示方是两种构型表示方法，不能把二者等同。法，不能把二者等同。立体化学基础构型表示法构型表示法 小结：小结：R、S与与D、L是两种构型表示方法，是两种构型表示方法，而且均与而且均与“+”和和“-”无关，旋光方向无关，旋光方向是用旋光仪测出来的。是用旋光仪测出来的。

2、R、S构型适用于所有的旋光异构体。构型适用于所有的旋光异构体。立体化学基础二、含多个手性碳原子的化合物二、含多个手性碳原子的化合物丁醛糖丁醛糖*(一一)含两个不同手性碳原子的化合物含两个不同手性碳原子的化合物立体化学基础CHOCH2OHHOHHOHCHOCH2OHHHOHHOCHOCH2OHHHOHHOCHOCH2OHHHHOOH 对映体对映体非对映体非对映体(2R,3R)(2S,3S)(2S,3R)(2R,3S)(外消旋体外消旋体)丁醛糖丁醛糖 HOCH2-CH(OH)-CH(OH)-CHO*立体化学基础(二二)含两个相同手性碳原子的化合物含两个相同手性碳原子的化合物 各连有各连有-H，-O

3、H，-COOH及及-CHOHCOOH。酒石酸酒石酸 HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH*立体化学基础COOHCOOHHOOHHHCOOHCOOHOHHOHHCOOHCOOHHOHHOHCOOHCOOHHHOHHO(2R,3R)(2S,3S)(2R,3S)(2S,3R)对映体对映体内消旋体内消旋体酒石酸酒石酸 HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH*立体化学基础具有多个手性中心的化合具有多个手性中心的化合物物含含n个不同个不同C*的化合物：的化合物：旋光异构体的数目旋光异构体的数目=2n 对映体的成对数目对映体的成对数目=2n-1 外消旋体的数目外消旋体的数目=2n-1立体化

4、学基础 内消旋体与外消旋体的异同点内消旋体与外消旋体的异同点 内消旋体内消旋体 外消旋体外消旋体 “m-”“dl”or“”无旋光性无旋光性 无旋光性无旋光性 异构体数目计异构体数目计1个个 计计2个个 纯物质纯物质 混合物混合物(拆分拆分)立体化学基础总结：总结：产生对映异构现象的原因：产生对映异构现象的原因：分子的手性分子的手性。判断分子手性：是否具有判断分子手性：是否具有对称面对称面(中心中心)。C*与手性分子的关系：与手性分子的关系：具有具有1个个C*的分子是手性分子，一定有旋光性；的分子是手性分子，一定有旋光性；具有具有2个或以上个或以上C*的分子不一定是手性分子；的分子不一定是手性分

5、子；有有C*的分子不一定是手性分子，手性分子不的分子不一定是手性分子，手性分子不一定有一定有C*。立体化学基础手手性性碳碳原原子子手性原子手性原子手性分子手性分子旋光性旋光性立体化学基础练习练习1在下列投影式中，哪个与在下列投影式中，哪个与的构型相同？的构型相同？COOHOHCH3HHOCH3HCOOH(1)(2)OHCOOHCH3H(3)CH3OHHHOOC(4)HOCOOHCH3H立体化学基础练习练习2下列化合物中，哪一个是手性分子，为什么？下列化合物中，哪一个是手性分子，为什么？OHOOHH3CHCH3H3CHH(2)(4)(3)(1)立体化学基础练习练习3指出下列说法是否正确：指出下列

6、说法是否正确：手性碳原子是分子具有手性的必要条件。手性碳原子是分子具有手性的必要条件。有机分子中如果没有对称面，则分子就必然有手性。有机分子中如果没有对称面，则分子就必然有手性。有旋光性的分子必定有手性，必定有对映异构现象存有旋光性的分子必定有手性，必定有对映异构现象存在。在。错错错错对对立体化学基础含两个不对称碳的分子，若在含两个不对称碳的分子，若在FischerFischer投影式中，投影式中，两个两个H H在同一侧，称为在同一侧，称为赤式赤式，在不同侧，称为，在不同侧，称为苏苏式式。赤式和苏式赤式和苏式CHOCH2OHOHOHHHRRCHOCH2OHHHHOHOSSCHOCH2OHHHO

7、OHHSRCHOCH2OHOHHHHOSR(i)(ii)(iii)(iv)(2R,3R)-(-)-赤藓糖赤藓糖(2S,3S)-(+)-赤藓糖赤藓糖(2S,3R)-(+)-苏阿糖苏阿糖(2R,3S)-(-)-苏阿糖苏阿糖HOCH2-CH(OH)-CH(OH)-CHO立体化学基础假不对称碳原子的构型用小假不对称碳原子的构型用小r r,小小s s表示。在判表示。在判别构型时，别构型时，R R S S，顺，顺 反。反。假不对称碳原子假不对称碳原子COOHHOOCOHHOHHHOHCOOHCOOHOHCH3OHHHOHCOOHHOOCOHHOHHOHHCOOHCOOHHOHOHHHOH假不对称碳原子假不

8、对称碳原子立体化学基础采用特定的方法把左旋体与右旋体分采用特定的方法把左旋体与右旋体分开，得到旋光纯的异构体。称为外消开，得到旋光纯的异构体。称为外消旋体的拆分。旋体的拆分。三、外消旋体的拆三、外消旋体的拆分分立体化学基础1.化学拆分法：化学拆分法：形成和分离非对映体异构体的拆分法形成和分离非对映体异构体的拆分法()RCOOH+(-)-RNH2成盐成盐分级结晶分级结晶HClHCl(+)-RCOO-(-)-RNH2(-)-RCOO-(-)-RNH2(+)-RCOOH +(-)-RNH3 Cl-(-)-RCOOH +(-)-RNH3 Cl-+立体化学基础1g R氨基醇氨基醇5g S+5g R 氨基

9、醇饱和液氨基醇饱和液（80，100ml）析出析出2g R 氨基醇氨基醇（余下（余下4g R,5g S）分去晶体，剩下母液分去晶体，剩下母液过滤过滤加水至加水至100ml冷却至冷却至2080加加2g消旋消旋体体冷却至冷却至202g S 氨基氨基醇醇析出析出2.接种结晶拆分法接种结晶拆分法立体化学基础3.微生物或酶作用下的拆分微生物或酶作用下的拆分4.色谱分离法色谱分离法 选择光活性物质作柱色谱的吸附剂选择光活性物质作柱色谱的吸附剂立体化学基础AAAA无旋光（对称面）无旋光（对称面）有旋光有旋光(一一)顺反异构和旋光异构顺反异构和旋光异构 单环化合物有否旋光性可以通过其平面式单环化合物有否旋光性可

10、以通过其平面式的对称性来判别，凡是有对称中心和对称的对称性来判别，凡是有对称中心和对称平面的无旋光性，反之则有旋光性。平面的无旋光性，反之则有旋光性。第三节第三节 环烷烃的立体异构环烷烃的立体异构一、取代环烷烃的立体异构一、取代环烷烃的立体异构立体化学基础 奇数碳环：奇数碳环：二个取代基不同时，顺反式都有旋光性。二个取代基不同时，顺反式都有旋光性。HBHAHAHBAHHBHBAH顺式顺式反式反式 二个取代基相同：二个取代基相同：顺式没有旋光性，反式有旋光性。顺式没有旋光性，反式有旋光性。HAAHHAAHHAAHHAAH有对称面有对称面有对称面有对称面无对称面无对称面无对称面无对称面立体化学基础

11、 偶数环系：偶数环系：取代基相同或不同取代基相同或不同 顺式还是反式顺式还是反式 位置关系位置关系 是否存在存在对称因素是否存在存在对称因素(对称面或对称中心对称面或对称中心)。HABHHABHHAAHHAHA有对称面有对称面有对称面有对称面有对称中心有对称中心有对称面有对称面立体化学基础AAAA有旋光有旋光无旋光（对称面）无旋光（对称面）R1R2R1R2有旋光有旋光有旋光有旋光R RR RS SS S无旋光（对称面）无旋光（对称面）立体化学基础(二）取代环己烷的构象分析二）取代环己烷的构象分析1、单取代环己烷单取代环己烷HHCH3HHCH35%95%能量低7.5 KJ/mol立体化学基础 环

12、己烷一元取代物的优势构象都是环己烷一元取代物的优势构象都是取代基取代基在在e e键上的椅式构象键上的椅式构象。取代基体积越大，。取代基体积越大，平衡体系中，平衡体系中，e e键取代物就含量越多。键取代物就含量越多。HHCH3HHCH3位阻大，位阻大，不稳定。不稳定。位阻小，位阻小，稳定。稳定。立体化学基础HCH3CH3HCH3HHCH3aa型型eeee型型反反-1,2-1,2-二甲基环己烷二甲基环己烷 2、多取代环己烷、多取代环己烷立体化学基础 多取代环己烷中，在满足其顺反多取代环己烷中，在满足其顺反异构的情况下，往往是异构的情况下，往往是e键取代键取代基最多，取代基体积最大的椅式基最多，取代

13、基体积最大的椅式构象最稳定。构象最稳定。立体化学基础反反-1,4-二甲基环己烷二甲基环己烷 顺顺-1,4-二甲基环己烷二甲基环己烷 立体化学基础叔丁基在叔丁基在e e键上，键上，稳定。稳定。叔丁基在叔丁基在a a键上，键上，不稳定。不稳定。HCH3HCCH3CH3CH3HCH3HCCH3CH3CH3顺顺-1-甲基甲基-4-叔丁基环己烷叔丁基环己烷 立体化学基础（1）环己烷多元取代物）环己烷多元取代物最稳定构象最稳定构象是是e-取代基最多的构象。取代基最多的构象。（2）环上有不同取代基时，）环上有不同取代基时，体积大体积大的取代基在的取代基在e键的构象较稳定。键的构象较稳定。小小 结结立体化学基

14、础CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3立体化学基础 画出下列各二元取代环己烷最稳定的构画出下列各二元取代环己烷最稳定的构象：象：（1）顺）顺-1-氯氯-2-溴环己烷溴环己烷（2）反）反-1-氯氯-4-碘环己烷碘环己烷（3）顺）顺-1，3-二羟基环己烷二羟基环己烷（4）顺）顺-1-甲基甲基-4-叔丁基环己烷叔丁基环己烷立体化学基础顺顺-1-1-氯氯-2-2-溴环己烷溴环己烷 反反-1-1-氯氯-4-4-碘环己烷碘环己烷顺顺-1-1，3-3-二羟基环己烷二羟基环己烷 顺顺-1-1-甲基甲基-4-4-叔丁基环己烷叔丁基环己烷BrClC lIOOHHCH3立体化学基础（三）二环环烷烃的构象

15、（三）二环环烷烃的构象 双环双环4.4.0癸烷的习惯名称。它有顺式癸烷的习惯名称。它有顺式和反式两种构型。和反式两种构型。eeeaeeeeHHHH顺式反式HHHH立体化学基础eeeaeeeeHHHH顺式反式HHHHeeeaeeeeHHHH顺式反式HHHH立体化学基础二、构象异构和构型异二、构象异构和构型异构构CH3HBrCH3HClClHCH3CH3HBrHH3CCH3BrHH3CBrHCH3CH3HH3C立体化学基础第四节第四节 烷烃卤代反应的立体化烷烃卤代反应的立体化学学 可能生成具有旋光性的产物。可能生成具有旋光性的产物。CH3CH2CH2CH3BrBrhvCH3CH2CH2CH2BrC

16、H3CH2CHCH3Br立体化学基础CHCH3C2H5BrBrCHCH3H5C2BrCHCH3C2H5Br立体化学基础外消旋化 一个纯的光活性物质，如果体系中的一半一个纯的光活性物质，如果体系中的一半量发生构型转化，就得外消旋体，这种由纯的量发生构型转化，就得外消旋体，这种由纯的光活性物质转变为外消旋体的过程称为光活性物质转变为外消旋体的过程称为外消旋外消旋化化。如果构型转化未达到半量，。如果构型转化未达到半量，就叫就叫部分外消部分外消旋化。旋化。立体化学基础OHOHCH2NHCH3HOHOHOHCH2NHCH3H2O+HOHOHCH2NHCH3H+OHOHCH2NHCH3OH2+HOHOHO

17、HCH2NHCH3HH+-H+-H+H+-H2O-H2OH2OH2O60-70oC4小时小时（+）-肾上腺肾上腺素（无药效）素（无药效）（-）-肾上腺素（有药效）肾上腺素（有药效）H+立体化学基础COOHHOOCHHCOOHHOOCHHCOOHHOOCHH立体化学基础考研题考研题MeHOHCH2OHHOHFor,the configuration can be assignedas()2R,3R B.2R,3S A.C.2S,3R D.2S,3S D立体化学基础考研题考研题 1.Which of the following compounds is the most stable?ClClCl

18、A.ClClClB.ClClClC.ClClClD.ClClClClClClD立体化学基础 2.The following pairs belong to:(a)CH3HBrCH3HClClHCH3CH3HBrHH3CCH3BrHH3CBrHCH3CH3HH3CHBrCH3BrHCH3BrCH3HH3CBrHABC立体化学基础3.share the same()A.melting point B.boiling point C.solubility in water D.Specific rotation 4.Which of the compound can be resoluted?CH3HCOOH*A.B.C.CCCMeMeEtHCOOHCOOHBr