甲苯有旋光性吗
甲苯没有旋光性,因为这个分子不存在手性碳。它的化学性质能形成盐、酯、酸酐等,没有手性碳物质,所以甲苯没有旋光性,都不易被氧化。苯甲酸为无色、无味片状晶体。它的蒸气有很强的刺激性,吸入后易引起咳嗽。微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯甲酸是弱酸,比脂肪酸强。
A、烯烃的命名选取含有碳碳双键的最长碳链, 的名称为:2-甲基丙烯,故A正确; B、具有手性异构的两个物质,性质上有较大的差别,故B正确; C、苯的同系物是含一个苯环,组成相差CH 2 的物质,选项中分子含有三个苯环,故C错误; D、烯烃具有双键,能与高锰酸钾溶液反应使其褪色、甲苯中甲基受苯环影响容易被氧化,能与高锰酸钾溶液反应使其褪色,故D正确, 故选C.
至于为什么。你弄个模型把他转来转去的就知道了。
不同的化学环境,通俗的说,就是在没有手性的情况下,看它和其他的氢所连的片段是否一致。如果有手性,还需要考虑手性碳的影响。
而间二甲苯,是有4种氢。低场苯环上是3种,6个甲基氢是一致的,应该是在高场出一个很高的单峰。
这个化合物的名称是:
苯-1,4-二胺.
或者:
对苯二胺;1,4-二氨基苯;对二氨基苯;1,4-苯二胺;
见图:
第五章
2、写出顺-1-甲基-4-异丙基环己烷的稳定构象式。
稳定构象
4、写出下列的构造式(用键线式表示)。
(1)1,3,5,7-四甲基环辛四烯 (3) 螺[5,5]十一烷
5、命名下列化合物
(1)反-1-甲基-3乙基环戊烷 (2)反-1,3-二甲基-环己烷
(3)2,6-二甲基二环[2,2,2]辛烷01(4)1,5-二甲基-螺[4,3]辛烷
6、完成下列反应式。
(2)
(3)
(4)
(6)
(7)
(10)
(11)
8、化合物物A分子式为C4H8,它能是溴溶液褪色,但不能使烯的高锰酸钾溶液褪色。1mol(A)与1molHBr作用生成(B),(B)也可以从(A)的同分异构体(C)与HBr作用得到。化合物物(C)能使溴溶液褪色,也能使烯的高锰酸钾溶液褪色。试推论化合物(A)、(B)、(C)的构造式,并写出各步的反应式。
答:根据化合物的分子式,判定A是烯烃或单环烷烃
9、写出下列化合物最稳定的构象式。
(1)反-1-甲基-3-异丙基环己烷
(2) 顺-1-氯-2-溴环己烷
第六章 对映异构
2、判断下列化合物哪些具有手性碳原子(用 * 表示手性碳原子)。哪些没有手性碳原子但有手性。
(1)BrCH2-C*HDCH2Cl 有手性碳原子
(3)有手性碳原子
(8) 无手性碳原子,无手性
(10) 没有手性碳原子,但有手性
5、指出下列构型式是R或S。
6、画出下列化合物所有可能的光学异构体的构型式,标明成对的对映体和内消旋体,以R、S标定它们的构型。
(2)CH3CHBrCHOHCH3
(5)
7、写出下列各化合物的费歇尔投影式。
(4) (8)
8、用费歇尔投影式画出下列各化合物的构型式。
(2) (3)
2-氯-(4S)-4-溴-(E)-2-戊烯内消旋-3,4-二硝基己烷
12、下列化各对化合物哪些属于对映体、非对映体、顺反异构体、构造对映体或同一化合物?
(1)属于非对映体 (2)属于非对映体(3)属于非对映体
(4)属于对映体 (5)顺反异构体 (6)属于非对映体
(7)同一化合物 (8)构造异构体
16、完成下列反应式,产物以构型式表示。
17、有一光学活性化合物A(C6H10),能与AgNO3/NH3溶液作用生成白色沉淀B(C6H9Ag)。将A催化加氢生成C(C6H14),C没有旋光性。试写出B、C的构造式和A的对映异构体的投影式,并用R、S命名法命名A。
答:根据题意,A是末端炔烃,且其中含有手性碳,因而推测A的结构为
ABC
(S)-3-甲基-1-戊炔 (R)-3-甲基-1-戊炔
18、化合物A的分子式为C8H12,有光学活性。A用铂催化加氢得到B(C8H18),无光学活性,用Lindlar催化剂小心氢化得到C(C8H14)。有光学活性。A和钠在液氨中反应得到D(C8H14),无光学活性。试推断A、B、C、D的结构。
答:根据题意和分子组成,分析A分子中含炔和烯,又由于其有光学活性,说明其中含有手性碳,推断A、B、C、D的结构如下:
A、 有光学活性B、无光学活性
C、 有光学活性D、无光学活性
注意:Lindlar催化剂氢化炔,得到顺式烯烃,炔在钠的液氨中反应得到反式烯烃。
第七章 答案
2、写出下列化合物的构造式。
(1)2-硝基-3,5-二溴甲苯 (4)三苯甲烷 (8)间溴苯乙烯
(11)8-氯-1-萘磺酸 (12)(E)-1-苯基-2-丁烯
3、写出下列化合物的构造式。
(1)2-nitrobenzoic acid(2-硝基苯甲酸) (3)o-dibromobenzene(邻-二溴苯)
(6)3-cloro-1-ethoxybenzene (7)2-methyl-3-phenyl-1-nutanol
2-甲基-3-苯基-1-丁醇
3-氯-1-苯乙醚
(8)p-chlorobenzenesulfonic acid (12)tert-butylbenzene (14)3-phenylcyclohexanol
对-氯苯磺酸 叔丁基苯 3-苯环己醇
(15)2-phenyl-2-butene
2-苯-2-丁烯
5、写出下列反应的反应物构造式。
(2)
(3)
6、完成下列反应:
(1)
2-甲基丁基碳正离子重排成更稳定的叔戊基碳正离子后再进攻苯环,生成叔戊基苯。
8、试解释下列傅-克反应的实验事实。
(1)
产率极差
11、试比较下列各组化合物进行硝化反应的难易。
(1)苯、1,2,3-三甲苯、甲苯、间二甲苯
硝化反应从易到难的顺序为: 1,2,3-三甲苯、间二甲苯、甲苯、苯
(3)对苯二甲酸、对甲苯甲酸、苯甲酸、甲苯
硝化反应从易到难的顺序为:甲苯、对甲苯甲酸、、苯甲酸、对苯二甲酸
12、以甲苯为原料合成下列化合物。请提供合理的合成路线。
13、某芳烃分子式为C9H10,用重铬酸钾的硫酸溶液氧化后得一种二元酸,将原来的芳烃进行硝化所得的一元硝基化合物主要有两种,问该芳烃的可能构造式如何?并写出各步反应。
答:根据题意,该化合物是一个二元取代物,其结构有邻、间、对三种,又因为芳烃进行硝化所得的一元硝基化合物主要有两种,所以该芳烃的可能构造式为对位结构,即:
反应式为:
15、比较下列碳正离子的稳定性。
17、解释下列事实。
(2)用重铬酸钾的酸性溶液作氧化剂,使甲苯氧化成苯甲酸,反应产率差,而将对硝基甲苯氧化成对硝基苯甲酸,反应产率好。
答:因为甲基是第一类定位基,使苯环的活性增强,重铬酸钾在酸性溶液中有强氧化作用,使苯环发生氧化开环。对硝基甲苯中的硝基有使苯环致钝的作用,与甲基的作用相互抵消,因而氧化成对硝基苯甲酸的反应产率好。
19、下列化合物或离子哪些具有芳香性,为什么?
(2) 有6个π电子,符合4n+2的结构特点,具有芳香性
(3) 有6个π电子,符合4n+2的结构特点,具有芳香性
(6) 有2个π电子,符合4n+2的结构特点,具有芳香性
20、某烃类化合物A,分子式为C9H8,能使溴的CCl4溶液褪色,在温和条件下就能与1mol的H2加成生成B(分子式为C9H10);在高温高压下,A能与4mol的H2加成;剧烈条件下氧化A,可得到一个邻位的二元芳香羧酸。试推测A可能的结构。
解:根据A的分子式,推断A含有一个芳环,又A氧化后可得到一个邻位的二元芳香羧酸,说明A的结构中具有二个邻位取代基。
又A能使溴的CCl4溶液褪色,说明其中含有一个碳-碳三键或两个碳-碳双键。因为在温和条件下就能与1mol的H2加成生成B(分子式为C9H10),说明A的结构中含碳-碳三键,推测A的结构为:
课时:4课时
教学目的要求:了解手性和对称性,掌握构型的意义,熟练掌握R/S命名法。掌握具有两个手性中心化合物的对映异构情况,了解手性合成、外消旋体拆分。
立体异构:分子中原子互相连接的次序相同,但空间排列的方式不同,因而呈现的异构现象。
第一节 物质的旋光性
一 平面偏振光和旋光性
尼科尔(Nicol)棱晶:只允许与棱晶晶轴平行的平面上振动的光线透过棱晶。
平面偏振光:只在一个平面上振动的光称为平面偏振光。
物质的旋光性:能使偏振光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性。
旋光物质(光学活性物质):具有旋光性的物质。
右旋体:使偏振光振动平面向右旋转的旋光物质。(+)
左旋体:使偏振光振动平面向左旋转的旋光物质。(-)
旋光度:旋光物质使偏振光振动平面旋转的角度;
二 旋光仪和比旋光度
1 旋光仪
2 比旋光度
1 ml含1 g旋光性物质浓度的溶液,放在1 dm(10cm)长的盛液管中测得的旋光度称为该物质的比旋光度。通常用[�8�4]�8�5t表示。
�8�5为测定时光的波长,一般采用钠光(波长589.3 nm, D表示)
如:右旋酒石酸在乙醇中,浓度为5 %时,其比旋光度为:
[�8�4]D20 = + 3.79 (乙醇,5 %)
物质在浓度(c), 管长(l)条件下测得旋光度(�8�4),可以通过下面公式把它换算成比旋光度[�8�4]�8�5t。
�8�4
[�8�4]�8�5t =
l(dm) �8�7 c(g/ml)
如果是纯液体,可将公式中的c换成液体的密度d即可。
在己知比旋光度时,可通过测定溶液的旋光度算出浓度。
例:在20 �8�3C用钠光测定某葡萄糖水溶液的旋光度,测定值为+3.2�8�3,所用测定管为1 dm,己知葡萄糖水溶液的比旋光度+ 52.5�8�3,则由:
+ 52.5 = +3.2/1�8�7c c = 3.2/52.5 = 0.06 (g/ml)
讨论P.122问题6-1和6-3
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
一 对映异构现象的发现
1848年巴斯德发现酒石酸钠铵的两种晶体互呈物体和镜象的关系。
1874年范霍夫当一个碳原子连有四个不相同的基团时,可有两种空间排列形式,它们互为镜象关系:
上图为乳酸分子,其空间有两种排布,它们互为对映异构体,都有旋光性。
不对称碳原子:这种与四个不同的原子或原子基团相连接的碳原子称为不对称碳原子。
绝大多数旋光物质都含有不对称碳原子。
P.124,问题6-4,用星号标出手性碳原子。
二 手性和对称因素
(一)手性
手性:物质的分子和它的镜象不能重叠,这种特征称为手性。
手性是物质具有旋光性和对映异构现象的必要条件。
手性分子:具有手性的分子。
手性中心与手性碳原子:不对称碳原子。
(二)对称因素
1 对称面
假如有一个平面可以把分子分割成两部分。而一部分正好是另一部分的镜象,这个平面就是分子的对称面(用�8�2表示)。
如:1,1-二氯乙烷和(E)-1,2-二氯乙烯各有一个对称面:
P.125, 问题6-5:
CHCl3 3个对称面
(Z)-1,2-二溴乙烯2个对称面
1,3-二甲苯2个对称面
有对称面的分子没有旋光性。
2 对称中心
若分子中有一点P,通过P点画任何直线,在离P等距离的线段两端有相同的原子或原子团,则点P称为分子的对称中(用i表示)。
例:2,4-二氟-1,3-二氯环丁烷有对称中心:
P.126, 问题6-6
有对称中心的分子没有旋光性。
3 对称轴
对称轴:如果穿过分子画一直线,分子以它为轴旋转一定角度后,可以获得与原来分子相同的形象,这一直线即为该分子的对称轴。
n-重对称轴:当分子沿轴旋转360�8�3/n, 得到的构型与原来的分子相重合,这个轴即为该分子的n重对称轴(用Cn表示)。
例:(E)-1,2-二氯乙烯C2
环丁烷 C4
苯C6
反-1,2-二氯环丙烷C2
有无对称轴不能作为判断分子有无手性的标准。
P.127问题6-7,6-8:
1,3,5-三氯苯:4个对称面;1个C3对称轴,3个C2对称轴
三氟化硼: 3个对称面;1个C3对称轴,
顺-1,3-环丁烷: 2个对称面;1个C2对称轴
甲烷的对称因素: 6个对称面;4个C3对称轴, 3个C2对称轴
苯的对称因素:1个对称中心;7个对称面;1个C6对称轴, 6个C2对称轴
第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构
一 对映体
含一个手性碳原子化合物即:Cabcd型化合物,有两个对映异构体,一个是右旋体,一个是左旋体。
如:2- 甲基-1-丁醇
两个对映异构体有相同的沸点(128�8�3C),相同的相对密度(0.8193),相同的折射率(1.4102),但有不同的比旋光度(�8�45.756).在酶催化时可能表现出不同的性质,生理活性不相同,如(+)葡萄糖可被动物代谢,(-)葡萄糖不行。左旋氯霉素有抗菌作用。
二 外消旋体
等量的对映异构体的混合物称为外旋体,用(�8�4)表示,没有旋光性。外消旋体与其组成的左旋体或右旋体在物理性质上也可能有一些不同。
三 构型表示方法――费歇尔投影式
离开平面翻转,构型改变;
旋转90�8�3,构型改变;
两个基团调换,构型改变;
旋转180�8�3,构型不变;
三个基团,顺时针或逆时针调换位置,构型不变。
练习题:P130问题6-9:(1)中(a)和(b)构型不同与(c)相同
(2)中:(a)和(b)构型相同;(a)和(c) 构型不同;(a)和(d)构型不同
第四节 含两个手性碳原子化合物的对映异构体
一 含两个不相同手性碳原子的化合物
两个手性碳原子所连的四个基团是不完全相同的,例如:
含两个不相同手性碳原子的化合物有四种不同的构型:
[�8�4] –7.1�8�3+ 7.1�8�3- 9.3 �8�3 + 9.3 �8�3
对映异构体,外消旋体和非对映异构体。
当分子中有n个不相同的手性碳原子,的2n个光学异构体,2n-1个外消旋体,如果分子中有相同的手性碳原子,其光学异构体要小于2n个。
例:2-氯-3-溴丁烷的光学异构体:
二 含两个相同手性碳原子的化合物
如:酒石酸和2,3-二氯丁烷
无旋光性
后面一对化合物是一对对映异构体,但前一对化合物其实是一个化合物,分子中有一个对称面,称为内消旋体。
酒石酸只有三种异构体,右旋体,左旋体和内消旋体
2,4-二氯戊烷有三个异构体。后两个是对映异构体,前一个是内消旋体。
第五节 构型的R,S命名规则
含一个手性碳原子化合物Cabcd,如果a �8�9 b �8�9 c �8�9 d 将d置于远离观察者的位置,当a,b,c为顺时针时,为R构型,当a,b,c为逆时针时,为S构型。
(S)-1-氯-1-溴乙烷
(S)-2-氯丁烷
(R)-甘油醛
有费歇尔投影式确定构型时,在纸面上观察:
当最小基团处在上方或下方时:
当a,b,c为顺时针时,为R构型,当a,b,c为逆时针时,为S构型。
当最小基团处在左方或右方时:
当a,b,c为顺时针时,为S构型,当a,b,c为逆时针时,为R构型。
例:
R R S R
含一个以上手性碳原子化合物的构型,可按同样的方法确定,应注明哪一个碳原子的构型是什么:
例:
(2S,3R)-2,3-二氯戊烷
(2R,3R)-2,3-二氯丁烷
(2S,3R)-3-苯基-2-丁醇
第六节 环状化合物的立体异构
一 环丙烷衍生物
1,2-环丙烷二甲酸:
顺式(Z) 反式(E)
熔点139 �8�3C熔点 175 �8�3C [�8�4]D = �8�4 84.5
有两个相同的手性碳原子时有三个异构体
1- 氯-2-溴环丙烷:
两个手性碳原子不相同时,有四个异构体(两对对映异构体)
二 环己烷衍生物
可以用平面六角形来观察:
当两个手性碳原子不同时,有四个异构体。当有两个相同的手性碳原子时:
处于1,2-位或1,3位时有三个异构体,一对对映异构体和一个内消旋体;
处于1,4-位时,没有光学异构体。
例:
1,2-环己二酸:
第七节 不含手性碳原子化合物的对映异构
有些旋光物质的分子中不含手性碳原子。
一 丙二烯型化合物
当丙二烯两端碳原子上连有不同的基团时:分子没有对称面和对称中心,有手性。如2,3-戊二烯已分离出对映体:
如果任一端碳原子上连有两个相同的取代基,化合物具有对称面,不具有旋光性。
二 单键旋转受阻碍的联苯型化合物
当联苯邻位连接两个体积较大的取代基不相同时,分子没有对称面与对称中心,有手性,如6,6'-二硝基-2,2'-二甲酸有两个对映体:
如果同一苯环上所连两个基团相同,分子无旋光性。
再如:�8�5-连二萘酚有一对对映异构体:
三 含有其他手性中心的化合物
其他原子,如N、P、S、等也可成为手性中心,例如:
第八节 外消旋体的拆分
将外消旋体分开为右旋体和左旋体的过程,称为外消旋体的拆分。
1 化学方法拆分:
外消旋体与其一旋光物质反应,生成非对映体,然后拆分:
如:
2 生物方法拆分
如:
另一构型的不发生上述反应,因此得以拆分。
3 光学纯度的计算及表示方法
[R]: 过量对映体的量
[S]: 另一对映体的量
课时:4课时
教学目的要求:了解手性和对称性,掌握构型的意义,熟练掌握R/S命名法。掌握具有两个手性中心化合物的对映异构情况,了解手性合成、外消旋体拆分。
立体异构:分子中原子互相连接的次序相同,但空间排列的方式不同,因而呈现的异构现象。
第一节 物质的旋光性
一 平面偏振光和旋光性
尼科尔(Nicol)棱晶:只允许与棱晶晶轴平行的平面上振动的光线透过棱晶。
平面偏振光:只在一个平面上振动的光称为平面偏振光。
物质的旋光性:能使偏振光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性。
旋光物质(光学活性物质):具有旋光性的物质。
右旋体:使偏振光振动平面向右旋转的旋光物质。(+)
左旋体:使偏振光振动平面向左旋转的旋光物质。(-)
旋光度:旋光物质使偏振光振动平面旋转的角度;
二 旋光仪和比旋光度
1 旋光仪
2 比旋光度
1 ml含1 g旋光性物质浓度的溶液,放在1 dm(10cm)长的盛液管中测得的旋光度称为该物质的比旋光度。通常用[]t表示。
为测定时光的波长,一般采用钠光(波长589.3 nm, D表示)
如:右旋酒石酸在乙醇中,浓度为5 %时,其比旋光度为:
[]D20 = + 3.79 (乙醇,5 %)
物质在浓度(c), 管长(l)条件下测得旋光度(),可以通过下面公式把它换算成比旋光度[]t。
[]t =
l(dm) c(g/ml)
如果是纯液体,可将公式中的c换成液体的密度d即可。
在己知比旋光度时,可通过测定溶液的旋光度算出浓度。
例:在20 C用钠光测定某葡萄糖水溶液的旋光度,测定值为+3.2,所用测定管为1 dm,己知葡萄糖水溶液的比旋光度+ 52.5,则由:
+ 52.5 = +3.2/1c c = 3.2/52.5 = 0.06 (g/ml)
讨论P.122问题6-1和6-3
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
一 对映异构现象的发现
1848年巴斯德发现酒石酸钠铵的两种晶体互呈物体和镜象的关系。
1874年范霍夫当一个碳原子连有四个不相同的基团时,可有两种空间排列形式,它们互为镜象关系:
上图为乳酸分子,其空间有两种排布,它们互为对映异构体,都有旋光性。
不对称碳原子:这种与四个不同的原子或原子基团相连接的碳原子称为不对称碳原子。
绝大多数旋光物质都含有不对称碳原子。
P.124,问题6-4,用星号标出手性碳原子。
二 手性和对称因素
(一)手性
手性:物质的分子和它的镜象不能重叠,这种特征称为手性。
手性是物质具有旋光性和对映异构现象的必要条件。
手性分子:具有手性的分子。
手性中心与手性碳原子:不对称碳原子。
(二)对称因素
1 对称面
假如有一个平面可以把分子分割成两部分。而一部分正好是另一部分的镜象,这个平面就是分子的对称面(用表示)。
如:1,1-二氯乙烷和(E)-1,2-二氯乙烯各有一个对称面:
P.125, 问题6-5:
CHCl3 3个对称面
(Z)-1,2-二溴乙烯2个对称面
1,3-二甲苯2个对称面
有对称面的分子没有旋光性。
2 对称中心
若分子中有一点P,通过P点画任何直线,在离P等距离的线段两端有相同的原子或原子团,则点P称为分子的对称中(用i表示)。
例:2,4-二氟-1,3-二氯环丁烷有对称中心:
P.126, 问题6-6
有对称中心的分子没有旋光性。
3 对称轴
对称轴:如果穿过分子画一直线,分子以它为轴旋转一定角度后,可以获得与原来分子相同的形象,这一直线即为该分子的对称轴。
n-重对称轴:当分子沿轴旋转360/n, 得到的构型与原来的分子相重合,这个轴即为该分子的n重对称轴(用Cn表示)。
例:(E)-1,2-二氯乙烯C2
环丁烷 C4
苯C6
反-1,2-二氯环丙烷C2
有无对称轴不能作为判断分子有无手性的标准。
P.127问题6-7,6-8:
1,3,5-三氯苯:4个对称面;1个C3对称轴,3个C2对称轴
三氟化硼: 3个对称面;1个C3对称轴,
顺-1,3-环丁烷: 2个对称面;1个C2对称轴
甲烷的对称因素: 6个对称面;4个C3对称轴, 3个C2对称轴
苯的对称因素:1个对称中心;7个对称面;1个C6对称轴, 6个C2对称轴
第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构
一 对映体
含一个手性碳原子化合物即:Cabcd型化合物,有两个对映异构体,一个是右旋体,一个是左旋体。
如:2- 甲基-1-丁醇
两个对映异构体有相同的沸点(128C),相同的相对密度(0.8193),相同的折射率(1.4102),但有不同的比旋光度(5.756).在酶催化时可能表现出不同的性质,生理活性不相同,如(+)葡萄糖可被动物代谢,(-)葡萄糖不行。左旋氯霉素有抗菌作用。
二 外消旋体
等量的对映异构体的混合物称为外旋体,用()表示,没有旋光性。外消旋体与其组成的左旋体或右旋体在物理性质上也可能有一些不同。
三 构型表示方法――费歇尔投影式
离开平面翻转,构型改变;
旋转90,构型改变;
两个基团调换,构型改变;
旋转180,构型不变;
三个基团,顺时针或逆时针调换位置,构型不变。
练习题:P130问题6-9:(1)中(a)和(b)构型不同与(c)相同
(2)中:(a)和(b)构型相同;(a)和(c) 构型不同;(a)和(d)构型不同
第四节 含两个手性碳原子化合物的对映异构体
一 含两个不相同手性碳原子的化合物
两个手性碳原子所连的四个基团是不完全相同的,例如:
含两个不相同手性碳原子的化合物有四种不同的构型:
[] –7.1+ 7.1- 9.3 + 9.3
对映异构体,外消旋体和非对映异构体。
当分子中有n个不相同的手性碳原子,的2n个光学异构体,2n-1个外消旋体,如果分子中有相同的手性碳原子,其光学异构体要小于2n个。
例:2-氯-3-溴丁烷的光学异构体:
二 含两个相同手性碳原子的化合物
如:酒石酸和2,3-二氯丁烷
无旋光性
后面一对化合物是一对对映异构体,但前一对化合物其实是一个化合物,分子中有一个对称面,称为内消旋体。
酒石酸只有三种异构体,右旋体,左旋体和内消旋体
2,4-二氯戊烷有三个异构体。后两个是对映异构体,前一个是内消旋体。
第五节 构型的R,S命名规则
含一个手性碳原子化合物Cabcd,如果a b c d 将d置于远离观察者的位置,当a,b,c为顺时针时,为R构型,当a,b,c为逆时针时,为S构型。
(S)-1-氯-1-溴乙烷
(S)-2-氯丁烷
(R)-甘油醛
有费歇尔投影式确定构型时,在纸面上观察:
当最小基团处在上方或下方时:
当a,b,c为顺时针时,为R构型,当a,b,c为逆时针时,为S构型。
当最小基团处在左方或右方时:
当a,b,c为顺时针时,为S构型,当a,b,c为逆时针时,为R构型。
例:
R R S R
含一个以上手性碳原子化合物的构型,可按同样的方法确定,应注明哪一个碳原子的构型是什么:
例:
(2S,3R)-2,3-二氯戊烷
(2R,3R)-2,3-二氯丁烷
(2S,3R)-3-苯基-2-丁醇
第六节 环状化合物的立体异构
一 环丙烷衍生物
1,2-环丙烷二甲酸:
顺式(Z) 反式(E)
熔点139 C熔点 175 C []D = 84.5
有两个相同的手性碳原子时有三个异构体
1- 氯-2-溴环丙烷:
两个手性碳原子不相同时,有四个异构体(两对对映异构体)
二 环己烷衍生物
可以用平面六角形来观察:
当两个手性碳原子不同时,有四个异构体。当有两个相同的手性碳原子时:
处于1,2-位或1,3位时有三个异构体,一对对映异构体和一个内消旋体;
处于1,4-位时,没有光学异构体。
例:
1,2-环己二酸:
第七节 不含手性碳原子化合物的对映异构
有些旋光物质的分子中不含手性碳原子。
一 丙二烯型化合物
当丙二烯两端碳原子上连有不同的基团时:分子没有对称面和对称中心,有手性。如2,3-戊二烯已分离出对映体:
如果任一端碳原子上连有两个相同的取代基,化合物具有对称面,不具有旋光性。
二 单键旋转受阻碍的联苯型化合物
当联苯邻位连接两个体积较大的取代基不相同时,分子没有对称面与对称中心,有手性,如6,6'-二硝基-2,2'-二甲酸有两个对映体:
如果同一苯环上所连两个基团相同,分子无旋光性。
再如:-连二萘酚有一对对映异构体:
三 含有其他手性中心的化合物
其他原子,如N、P、S、等也可成为手性中心,例如:
第八节 外消旋体的拆分
将外消旋体分开为右旋体和左旋体的过程,称为外消旋体的拆分。
1 化学方法拆分:
外消旋体与其一旋光物质反应,生成非对映体,然后拆分:
如:
2 生物方法拆分
如:
另一构型的不发生上述反应,因此得以拆分。
3 光学纯度的计算及表示方法
[R]: 过量对映体的量
[S]: 另一对映体的量
第九节 亲电加成反应的立体化学
1 烯烃与溴的加成反应
例:(Z)-2-丁烯与溴的加成反应:
(2S,3S) (2R,3R)
用费歇尔投影式表示为:
(E)-2-丁烯与溴的加成反应:
(2S,3R) (2R,3S)
用费歇尔投影式表示为:
环己烯与溴的加成,环己烯与氯水的加成,也可用同样的方式推导出来。
作业:
第一次:4
第二次:7(1,3,5),9,16