3有机化合物的构造构型和构象(6)-sf

1、第第3 3章章 有机化合物的构造、构型和构象（有机化合物的构造、构型和构象（ 2008031420080314）3.13.1有机化合物的构造异构有机化合物的构造异构 3.23.2有机化合物的顺反异构有机化合物的顺反异构3.2.1 3.2.1 烯烃的顺反异构烯烃的顺反异构3.2.2 3.2.2 环烷烃的顺反异构环烷烃的顺反异构 3.33.3对映异构对映异构3.3.1 3.3.1 手性手性3.3.2 3.3.2 对称性对称性3.3.3 3.3.3 对映异构和旋光性对映异构和旋光性3.3.4 3.3.4 构型的表示法和标记构型的表示法和标记3.3.5 3.3.5 含手性碳原子分子的含手性碳原子分子的 对映异构对映异构 3.3.6 3.3.6 不含手性碳原子分子不含手性碳原子分子 的对映异构的对映异构 3.3.7 3.3.7 含其他手性原子分子含其他手性原子分子 的对映异构的对映异构 3.3.8 3.3.8 环状化合物的环状化合物的 对映异构对映异构 3.4 3.4 分子的构象分子的构象3.4.1 3.4.1 烷烃分子的构象烷烃分子的构象3.4.2 3.4.2 环烷烃分子的构象环烷烃分子的构象

2、有机化合物的异构体分类有机化合物的异构体分类3.1 3.1 构造异构构造异构碳链异构碳链异构官能团异构官能团异构官能团官能团 位置异构位置异构互变异构互变异构构造异构构造异构构造异构：分子式相同，分子中原子相互连接方式不同构造异构：分子式相同，分子中原子相互连接方式不同构构 造：分子中原子相互连接的方式造：分子中原子相互连接的方式最普遍，异构体数目巨大，物理性质和化学性质十分接近，分最普遍，异构体数目巨大，物理性质和化学性质十分接近，分 离困难。离困难。1. 1. 碳链异构碳链异构2. 2.官能团位置异构官能团位置异构异构体数目较多，理化性质相近，分离较难异构体数目较多，理化性质相近，分离较难3. 3. 官能团异构官能团异构异构体之间化学和物理性质差别较大，分离十分容易异构体之间化学和物理性质差别较大，分离十分容易4. 4.互变异构互变异构两个异构体迅速地相互转化，构成处于动态平衡的混合物两个异构体迅速地相互转化，构成处于动态平衡的混合物 动态异构，不能分离，但仪器可以检测出来动态异构，不能分离，但仪器可以检测出来24%24% 76%76%3.1 3.1 构造异构构造异构碳链异构碳链异

3、构官能团异构官能团异构官能团位置异构官能团位置异构碳数越多，异构体数目越多碳数越多，异构体数目越多 理化性质相近有差异，分离困难理化性质相近有差异，分离困难 难以通过简单的化学或物理方法相互转变难以通过简单的化学或物理方法相互转变只有两种处于平衡态的异构体，只有两种处于平衡态的异构体， 不能分离，理化性质没有区别。不能分离，理化性质没有区别。互变异构互变异构3.2 3.2 顺反异构顺反异构顺反异构顺反异构对映异构对映异构构型异构构型异构构型是指分子中各原子和基团在空间的相对位置，是分是指分子中各原子和基团在空间的相对位置，是分 子结构体现的一种表观现象，即分子的几何形象子结构体现的一种表观现象，即分子的几何形象构型异构是指具有相同构造的分子，由于构型不同产生的异构构型异构是指具有相同构造的分子，由于构型不同产生的异构3.2.1 3.2.1 烯烃的顺反异构烯烃的顺反异构产生条件：双键上的每个碳原子分别连有两个不同的原子或基团产生条件：双键上的每个碳原子分别连有两个不同的原子或基团顺顺-2-2-丁烯丁烯反反-2-2-丁烯丁烯 Z-2-Z-2-丁烯丁烯 E-2-E-2-丁烯丁烯3.2.2 3

4、.2.2 环烷烃的环烷烃的顺反异构顺反异构顺式顺式反式反式环上碳原子带有不同取代基或原子环上碳原子带有不同取代基或原子 这样的碳原子必须有两个或两个以上这样的碳原子必须有两个或两个以上反反- -环丙烷环丙烷-1-1，2-2-二甲酸二甲酸顺顺-1-1，2-2-二甲基环己烷二甲基环己烷HH HHHH3 3C CCHCH3 3HHHHHH3 3C CCHCH3 3反反-1-1，2-2-二甲基环己烷二甲基环己烷井冈山风景桂林风情3.3 3.3 对映异构对映异构生活中的对映体 镜象左右手互为镜象生活中的对映体 镜象3.3.1 3.3.1 手性手性手性分子手性分子: :不能和其镜象重合的分子不能和其镜象重合的分子非手性分子：能和其镜象重合的分子非手性分子：能和其镜象重合的分子手手 性：物与其镜像不能重叠的现象性：物与其镜像不能重叠的现象乳酸分子乳酸分子模型模型对称性对称性对称面对称面如何判断一个有机分子是否具有手性？如何判断一个有机分子是否具有手性？对称心对称心对称轴对称轴如果一个分子结构中即没有对称面又没有对称中心，如果一个分子结构中即没有对称面又没有对称中心， 则该分子具有手性则该分子具有手性

5、1 1） 对称面对称面如果一个平面可把分子分成两部分，这两部分互为镜如果一个平面可把分子分成两部分，这两部分互为镜 像，则该平面叫对称面像，则该平面叫对称面非手性分子非手性分子例：例：1 1个个1 1个个1 1个个一个分子即无对称面又无对称心，该分子有手性一个分子即无对称面又无对称心，该分子有手性非手性分子非手性分子CHCH3 32 2）对称心）对称心非手性分子非手性分子通过分子中可引任何一条直线，如果离中心相等距离遇到相同原通过分子中可引任何一条直线，如果离中心相等距离遇到相同原 子，则该中心为分子的对称中心。子，则该中心为分子的对称中心。3 3）对称轴）对称轴通过分子作一条直线，以这条直线为轴把分子旋转通过分子作一条直线，以这条直线为轴把分子旋转360360度度/n/n的角度的角度，如果旋转后分子的形象相对于转动前的形象完全复原，则这条，如果旋转后分子的形象相对于转动前的形象完全复原，则这条 直线为该分子的直线为该分子的n n重对称轴。重对称轴。非手性非手性 有有手性手性非手性非手性 有有i iC C3 3C C2 2C C2 2只含旋转轴对称因素的分子是手性分子只含旋转轴对称因素

6、的分子是手性分子3.3.2 3.3.2 对映异构和旋光性对映异构和旋光性1. 1.对映异构体对映异构体凡手性分子，必有互为镜像的构型，凡手性分子，必有互为镜像的构型， 互为镜像的两种构型的异构体称为对映体互为镜像的两种构型的异构体称为对映体物理性质：相同物理性质：相同化学性质：仅在手性环境下表现出差别 旋光性：对偏振光的作用不同 2. 2.性质差别性质差别名称名称 熔点熔点/ /o oC C 2525( (20%20%水水） 溶解度溶解度 pkpka1 a1 pkpka2a2(+)- (+)-酒石酸酒石酸 170 +12170 +12o o 139 2.93 4.23139 2.93 4.23(-)- (-)-酒石酸酒石酸 170 - 12170 - 12o o 139 2.93 4.23 139 2.93 4.23 3. 3.比旋光度比旋光度C-C-液体浓度液体浓度1g/ml1g/ml l-l-盛液管长度盛液管长度 1dm1dm复习（复习（2008031920080319）复习构造异构复习构造异构碳链异构碳链异构官能团异构官能团异构官能团位置异构官能团位置异构互变异构互变异构分子式相

7、同，分子中原子相互连接方式不同分子式相同，分子中原子相互连接方式不同复习复习 构型异构构型异构顺反异构顺反异构对映异构对映异构构型异构是指具有相同构造的分子，由于分子中各构型异构是指具有相同构造的分子，由于分子中各 原子和基团在空间的相对位置不同产生的异构原子和基团在空间的相对位置不同产生的异构3.3.3 3.3.3 构型的表示法和构型的标记构型的表示法和构型的标记1.1.构型的表示法构型的表示法CHCH3 3OHOHHOHOCHCH3 3(b)(b)立体透视式立体透视式( (c)Fisherc)Fisher投影式投影式乳酸分子乳酸分子1. 1. 构型的表示法构型的表示法FischerFischer投影式投影式竖直键代表伸向纸后面的键竖直键代表伸向纸后面的键 水平键代表伸向纸前面的键水平键代表伸向纸前面的键立体透视式立体透视式FisherFisher投影式投影式FischerFischer投影式的书写原则投影式的书写原则BrBrFischerFischer投影式的转换规则1.不能离开纸面翻转。翻转180。，变成其对映 体。 2.在纸面上转动90。, 270 。，变成其对映体。3.在纸面

8、上转动180。构型不变。4.保持1个基团固定，而把其它三个基团顺时针 或逆时针地调换位置，构型不变。 5. 任意两个基团调换偶数次，构型不变。6. 任意两个基团调换奇数次，构型改变。2. 2.构型的标记构型的标记1 1）D-LD-L标记法标记法其他化合物构型的确定：通过化学反应与甘油醛相关联其他化合物构型的确定：通过化学反应与甘油醛相关联甘油醛构型的确定：任意指定甘油醛构型的确定：任意指定2 2）R-SR-S标记法标记法按按“次序规则次序规则”判别判别R-SR-S标记法标记法SOHOHHHHOOCHOOCCHCH3 3COOHCOOHHHOHOHCHCH3 3COOHCOOHHHHOHOCHCH3 3R-SR-S标记法标记法SRRC C2 2HH5 5HHOHOHCHCH3 3C C2 2HH5 5HHHOHOCHCH3 3C C2 2HH5 5HHOHOHCHCH3 32-2-丁醇丁醇构型与旋光性的关系构型与旋光性的关系D,L-D,L-由与甘油醛的关联决定由与甘油醛的关联决定 R,SR,S由次序规则决定由次序规则决定 (+),(-)(+),(-)由实验测得由实验测得三者并无必然联系三者并无必然联系R-(+)-2,3-R-(+)-2,3-二羟基丙醛二羟基丙醛S-(-)-2,3-S-(-)-2,3-二羟基丙醛二羟基丙醛3.3.4 3.3.4 含手性碳原子分子的对映异构含手性碳原子分子的对映异构手性碳原子手性碳原子与四个不相同的原子或基团相连的碳原子。与四个不相同的原子或基团相连的碳原子。1) 1) 含一个手性碳原子的分子含一个手性碳原子的分子1 1）含一个手性碳原子的分子）含一个手性碳原子的分子D20= +3.8o(水) D20= -3.8o(水)左旋体左旋体外消旋体外消旋体右旋体右旋体等量的左旋体和右旋体的混合物，无旋光性等量的左旋体和右旋体的混合物，无旋光性用用 () () 或或 (RS) (RS) 或或 (dl) (dl) 或或 DLDL表示。表示。2 2）含两个不同手性碳原子的分子含两个不同手性碳原子的分子 2 23 32 23 32 23 32 23 3 对映体对映体： 与与； 与与 非对映体非对映体：与与、与与、与与、

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