環(huán)烷烴的順?lè)串悩?gòu)對(duì)映異構(gòu)實(shí)用教案

環(huán)烷烴按碳原子數(shù)可分為環(huán)丙烷、環(huán)丁烷、環(huán)戊烷和環(huán)己烷等。環(huán)烷烴分子中碳原子是SP3雜化，碳環(huán)不可能在同一(tngy)平面上，判斷二取代環(huán)烷烴順?lè)串悩?gòu)時(shí)，假定環(huán)中碳原子在同一(tngy)平面上，二個(gè)取代基在環(huán)平面同側(cè)叫順式，異側(cè)叫反式。第1頁(yè)/共49頁(yè)第一頁(yè)，共50頁(yè)。第2頁(yè)/共49頁(yè)第二頁(yè)，共50頁(yè)。對(duì)映異構(gòu)（具有(jyu)手性特征的光學(xué)異構(gòu)） 光學(xué)異構(gòu)（對(duì)映異構(gòu)）： 是立體異構(gòu)的一種，分子的構(gòu)造相同，但分子中原子的空間排列方式不同，當(dāng)碳原子與四個(gè)不同的原子或基團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)有兩種不同的空間排列方式，即兩種構(gòu)型異構(gòu)體，稱為(chn wi)對(duì)映異構(gòu)體（光學(xué)異構(gòu)體）。對(duì)映異構(gòu)體是兩個(gè)化合物。第3頁(yè)/共49頁(yè)第三頁(yè)，共50頁(yè)。第4頁(yè)/共49頁(yè)第四頁(yè)，共50頁(yè)。 1 手性： 兩個(gè)物體互為鏡像，卻不能完全重合，這兩個(gè)物體就具有手性特征。如同人類的左右手關(guān)系，左右手互為鏡像，但卻不能完全重合。 在有機(jī)化合物中有一類化合物化學(xué)組成(z chn)和構(gòu)造相同，但由于基團(tuán)在空間伸展方向不同，造成兩個(gè)甚至更多的的化合物。 第5頁(yè)/共49頁(yè)第五頁(yè)，共50頁(yè)。 手性碳原子（不對(duì)稱碳原子）： 與四個(gè)不相同的原子或基團(tuán)( j tun)相連的碳原子叫做手性碳原子（不對(duì)稱碳原子）。用C*表示。 手性分子（不對(duì)稱分子）：含有不對(duì)稱碳原子的分子叫做。 P第6頁(yè)/共49頁(yè)第六頁(yè)，共50頁(yè)。第7頁(yè)/共49頁(yè)第七頁(yè)，共50頁(yè)。 手性化合物的光學(xué)(gungxu)特性第8頁(yè)/共49頁(yè)第八頁(yè)，共50頁(yè)。第9頁(yè)/共49頁(yè)第九頁(yè)，共50頁(yè)。第10頁(yè)/共49頁(yè)第十頁(yè)，共50頁(yè)。 必須清楚的幾個(gè)概念： 物質(zhì)是集合、宏觀概念，分子(fnz)是單體、微觀概念。 由一種構(gòu)型的手性分子(fnz)組成的物質(zhì)有旋光性。 手性分子(fnz)組成的物質(zhì)不一定有旋光性第11頁(yè)/共49頁(yè)第十一頁(yè)，共50頁(yè)。 2手性和對(duì)稱性 判斷分子有無(wú)(yu w)手性的方法有： 用模型擺出分子構(gòu)型和它的鏡像，若物象不重合，則為手性分子具有旋光性；若物象重合，則不是手性分子也不具有旋光性。 第12頁(yè)/共49頁(yè)第十二頁(yè)，共50頁(yè)。 分析分子中有無(wú)對(duì)稱元素。若分子中沒(méi)有對(duì)稱面也沒(méi)有對(duì)稱中心，一般為手性分子，具有旋光性；否則為非手性分子。 1 對(duì)稱面（Plane of symmetry）：如果假想(jixing)一個(gè)平面將分子一分為二切開，兩部分互為鏡像，這個(gè)平面就成為該分子的對(duì)稱面，用表示。有對(duì)稱面的分子一定是非手性分子，沒(méi)有旋光性。 第13頁(yè)/共49頁(yè)第十三頁(yè)，共50頁(yè)。第14頁(yè)/共49頁(yè)第十四頁(yè)，共50頁(yè)。第15頁(yè)/共49頁(yè)第十五頁(yè)，共50頁(yè)。 2 對(duì)稱中心（center of symmetry）:假想(jixing)分子中有一個(gè)點(diǎn)，如果離中心相等距離遇到相同原子或原子團(tuán)。該中心點(diǎn)就是該分子的對(duì)稱中心，用i表示。第16頁(yè)/共49頁(yè)第十六頁(yè)，共50頁(yè)。 對(duì)稱分子 凡具有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心任一對(duì)成元素的分子就屬于對(duì)稱分子，沒(méi)有手性。 通常如果分子中只有一個(gè)原子(yunz)連接有四個(gè)不同的基團(tuán)或原子(yunz)，該分子一定是手性分子，沒(méi)有對(duì)稱因素。連接四個(gè)不同基團(tuán)或原子(yunz)的原子(yunz)稱為手性中心、一般是碳原子(yunz)，但也可以是N、P、Si As等。 第17頁(yè)/共49頁(yè)第十七頁(yè)，共50頁(yè)。 手性化合物的特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)：鏡像與實(shí)物不重合。 內(nèi)能相同（左、右旋） 物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)在非手性環(huán)境中相同，在手性環(huán)境中有區(qū)別。 旋光能力(nngl)相同，但旋光方向相反。第18頁(yè)/共49頁(yè)第十八頁(yè)，共50頁(yè)。 3. 手性分子構(gòu)型表示法 構(gòu)型是表示分子中原子或基團(tuán)在空間的排列，手性分子構(gòu)型就是表示手性碳原子相連的四個(gè)原子或基團(tuán)在空間的排列。它的表示方法(fngf)有： 模型、透視式和Fisher投影式，三者是等價(jià)的。第19頁(yè)/共49頁(yè)第十九頁(yè)，共50頁(yè)。模型(mxng)：第20頁(yè)/共49頁(yè)第二十頁(yè)，共50頁(yè)。透視(tush)式：第21頁(yè)/共49頁(yè)第二十一頁(yè)，共50頁(yè)。 這是上邊模型對(duì)應(yīng)的甘油醛的透視式。虛線表示與手性碳相連的原子在紙平面的后面，楔形線表示與手性碳相連的原子在紙平面的前面。透視式不便于表示含多個(gè)手性碳化合物的構(gòu)型，普遍(pbin)使用的是Fisher投影式。第22頁(yè)/共49頁(yè)第二十二頁(yè)，共50頁(yè)。Fisher投影(tuyng)式：第23頁(yè)/共49頁(yè)第二十三頁(yè)，共50頁(yè)。 規(guī)定：“橫前豎后”的立體構(gòu)型概念，一定要記住。 即橫鍵伸向紙平面前方原則，豎鍵伸向紙平面后方原則，投影在紙平面上，得到(d do)的平面式叫Fisher投影式。橫豎兩條相互垂直的直線交點(diǎn)代表手性碳原子，位于紙面上。第24頁(yè)/共49頁(yè)第二十四頁(yè)，共50頁(yè)。第25頁(yè)/共49頁(yè)第二十五頁(yè)，共50頁(yè)。 通常：將主鏈放在豎鍵上，并且把命名時(shí)編號(hào)最小的碳原子寫在豎線上端。 應(yīng)用(yngyng)Fisher投影式應(yīng)注意： A、可以在把投影式紙面上轉(zhuǎn)180 不 能離開紙面翻轉(zhuǎn)180。 B、 不能在紙面上轉(zhuǎn)動(dòng)90或270。第26頁(yè)/共49頁(yè)第二十六頁(yè)，共50頁(yè)。 在手性碳原子連接的四個(gè)原子或基團(tuán)中，任選一個(gè)原子或基團(tuán)，使它在投影式中的位置保持固定不動(dòng)，然后順時(shí)針或反時(shí)針?lè)较?，依次調(diào)換其余三個(gè)原子或基團(tuán)的位置，這樣(zhyng)得到的投影式，都表示同一構(gòu)型。 第27頁(yè)/共49頁(yè)第二十七頁(yè)，共50頁(yè)。第28頁(yè)/共49頁(yè)第二十八頁(yè)，共50頁(yè)。 將一個(gè)投影式中手性碳原子(yunz)所連接的任意兩個(gè)原子(yunz)或基團(tuán)，位置互相交換偶次，得到的投影式與原來(lái)投影式都表示同一構(gòu)型。 第29頁(yè)/共49頁(yè)第二十九頁(yè)，共50頁(yè)。第30頁(yè)/共49頁(yè)第三十頁(yè)，共50頁(yè)。 與 表示同一構(gòu)型。 通過(guò)上述方法，可以從若干個(gè)Fisher投影式式中，判斷那些(nxi)代表同一構(gòu)型化合物，那些(nxi)是不同的化合物。 4、 手性化合物的構(gòu)型標(biāo)記： D/L構(gòu)型標(biāo)記法(相對(duì)構(gòu)型）：第31頁(yè)/共49頁(yè)第三十一頁(yè)，共50頁(yè)。 下面是甘油醛的一對(duì)對(duì)應(yīng)體，一個(gè)使偏振(pin zhn)光偏振(pin zhn)面向右旋轉(zhuǎn)某個(gè)角度，是右旋體，用（+）表示；另一個(gè)是左旋體，用（-）表示。 第32頁(yè)/共49頁(yè)第三十二頁(yè)，共50頁(yè)。 注意： 構(gòu)型和旋光方向是兩個(gè)不同的概念。 構(gòu)型： 是分子中原子在空間的排列(pili)。 旋光方向：是旋光儀對(duì)手性化合物進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。 （+）、（-）代表的是旋光方向，但不能代表哪一個(gè)構(gòu)型，從旋光方向上無(wú)法判斷分子構(gòu)型。 第33頁(yè)/共49頁(yè)第三十三頁(yè)，共50頁(yè)。 假定： 在Fisher投影式中，具有上述（）結(jié)構(gòu)，羥基在手性碳的右邊(yu bian)的為D型甘油醛，具有（）結(jié)構(gòu)，羥基在手性碳的左邊的為L(zhǎng)型甘油醛 D型為拉丁文Dexter,右 L型為拉丁文Laevus,左第34頁(yè)/共49頁(yè)第三十四頁(yè)，共50頁(yè)。 這樣旋光方向和構(gòu)型聯(lián)系起來(lái)，也即D-（+）甘油醛，它的對(duì)應(yīng)體L-(-)-甘油醛。其他化合物的構(gòu)型以甘油醛的構(gòu)型為參照標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)，在保持手性碳構(gòu)型不變中，可由D型甘油醛轉(zhuǎn)化來(lái)的化合物就是D型， 可由L型甘油醛轉(zhuǎn)化來(lái)的化合物就是L型。第35頁(yè)/共49頁(yè)第三十五頁(yè)，共50頁(yè)。D-（+）甘油醛 D-（-）甘油酸 第36頁(yè)/共49頁(yè)第三十六頁(yè)，共50頁(yè)。 與甘油醛相關(guān)聯(lián)的手性化合物都可用D/L來(lái)標(biāo)記(bioj)。此種命名法主要對(duì)葡萄糖、氨基酸類化合物。適用范圍有限。 與甘油醛不相關(guān)聯(lián)的手性化合物就不可用D/L法來(lái)標(biāo)記(bioj)只能用IUPAC規(guī)定的R/S法來(lái)標(biāo)記(bioj)。第37頁(yè)/共49頁(yè)第三十七頁(yè)，共50頁(yè)。 R/S構(gòu)型標(biāo)記法(絕對(duì)）規(guī)定： A、首先按次序規(guī)則(guz)確定與手性碳原子連接的四個(gè)不同的原子或基團(tuán)a,b,c,d的先后次序（排大?。゛bcd 表示“優(yōu)先于” B、將次序最小的基團(tuán)遠(yuǎn)離觀察者， 如 a b c為順時(shí)針?lè)较?，其?gòu)型為R型。如 a b c為反時(shí)針?lè)较?，其?gòu)型為S型。第38頁(yè)/共49頁(yè)第三十八頁(yè)，共50頁(yè)。第39頁(yè)/共49頁(yè)第三十九頁(yè)，共50頁(yè)。第40頁(yè)/共49頁(yè)第四十頁(yè)，共50頁(yè)。第41頁(yè)/共49頁(yè)第四十一頁(yè)，共50頁(yè)。 Fisher投影式的R/S構(gòu)型標(biāo)記法(經(jīng)驗(yàn)) 小上下，同I向；（最小基團(tuán)d位于投影式的豎線上，而其余(qy)三個(gè)基團(tuán)a b c為順時(shí)針?lè)较蚣礊镽構(gòu)型。） 小左右，反I向。（最小基團(tuán)d位于投影式的橫線上，而其余(qy)三個(gè)基團(tuán)a b c為順時(shí)針?lè)较蚣礊镾構(gòu)型。）第42頁(yè)/共49頁(yè)第四十二頁(yè)，共50頁(yè)。第43頁(yè)/共49頁(yè)第四十三頁(yè)，共50頁(yè)。 4、 含有一個(gè)手性碳原子的對(duì)映體 含有一個(gè)手性碳原子的分子一定(ydng)是手性分子，它有兩種構(gòu)型，互為實(shí)物和鏡像的關(guān)系，一個(gè)是左旋體，一個(gè)是右旋體，是一對(duì)對(duì)映體，都有旋光性。 外消旋體： 由等量的左旋體和右旋體組成的不旋光的混合物叫外消旋體。（+-）或(dl)表示。 外消旋體的特點(diǎn):第44頁(yè)/共49頁(yè)第四十四頁(yè)，共50頁(yè)。 外消旋體性質(zhì)和左、右旋體相比，除旋光性不同，其他物理性質(zhì)、藥理性質(zhì)也有差異。 熔點(diǎn)(rngdin)（） 【】20D 左旋乳酸 26 -3.82 右旋乳酸 26 +3.82 外消旋體 18 0第45頁(yè)/共49頁(yè)第四十五頁(yè)，共50頁(yè)。 氯霉素 葡萄糖 麻黃素 左旋體療效(lioxio) 有 無(wú) 有 右旋體療效(lioxio) 無(wú) 有 無(wú)（干擾） 第46頁(yè)/共49頁(yè)第四十六頁(yè)，共50頁(yè)。第47頁(yè)/共49頁(yè)第四十七頁(yè)，共50頁(yè)。第48頁(yè)/共49頁(yè)第四十八頁(yè)，共50頁(yè)。謝謝您的觀看(gunkn)！第49頁(yè)/共49頁(yè)第四十九頁(yè)，共50頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)環(huán)烷烴按碳原子數(shù)可分為環(huán)丙烷、環(huán)丁烷、環(huán)戊烷和環(huán)己烷等。環(huán)烷烴按碳原子數(shù)可分為環(huán)丙烷、環(huán)丁烷、環(huán)戊烷和環(huán)己烷等。手性碳原子（不對(duì)稱碳原子）：。該中心點(diǎn)就是(jish)該分子的對(duì)稱中心，用i表示。模型、透視式和Fisher投影式，三者是等價(jià)的。B、不能在紙面上轉(zhuǎn)動(dòng)90或270。D-（-）甘油酸。4、含有一個(gè)手性碳原子的對(duì)映體。謝謝您的觀看第五十頁(yè)，共50頁(yè)。