立体化学基础

大学有机化学复习必备！有机化学第三章立体化学基础学习笔记思维导图分享！什么是手性分子？什么是对应异构？一张思维导图帮你解决这些问题！下图包括环状化合物的立体异构、外消旋体的拆分、对映异构体的表示方法和构型标记等内容。

立体化学基础

• 旋光性与旋光度
  • 平面偏振光与物质的旋光性
    • 偏振光的概念
    • 旋光性概念
    • 左旋体与右旋体
  • 旋光仪
  • 比旋光度
    • 影响因素
      • 一定温度 一定波长 被测物质浓度为一克每毫升 样品管长度为1dm
    • 与旋光度的关系
      • 
    • 是一种特征物理常数
    • 测定旋光度可以用来鉴定旋光性物质 或者测定旋光物质的纯度和含量。
• 分子的手性和对称因素
  • 手性和对映体
    • 就像左右手一样，看起来相似，但却不能重合。
    • 互为实物与镜像的两个异构体称为对映体
  • 分子手性的判断依据
    • 对称面（σ ）
      • 凡具有对称面的分子，其实物与镜像一定可以完全重合，是非属性，分子无旋光性
    • 对称中心（i）
      • 凡是具有对称中心的分子，其实物与镜像也一定可以完全重叠，是非手性分子，无旋光性。
    • 对称轴（C）
      • 不可作为判定分子，是否具有手性的判断。
  • 手性碳原子
    • 与4个不同的原子或者原子团相连的碳原子
  • 分子手性与物质旋光性的关系
    • 化合物的手性是产生旋光性的充要条件
• 含一个手性碳原子化合物的立体化学
  • 对映异构与对映异构体
  • 乳酸 （CH2CH3COOH）是手性分子，有一对对映体存在。
  • 一般情况下，除旋光性不同外，一对对映体的理化性质基本相同。
  • 外消旋体：等量的左旋体与右旋体的混合物，一般用（±）表示，旋光性为0
• 立体构型的表达式和标记方法
  • 对映异构体的表示方法
    • Ficher投影式规则
      • 主链分子放在垂直方向。
      • 横前竖后
      • 交叉点代表碳原子
      • 将分子结构投影到纸面上
    • 注意事项
      • 不导致构型改变的方法
        • 转三定一
        • 纸面转π
        • ∀2换偶
      • 导致构型改变的方法
        • ∀2换奇
        • 纸面转⊥
        • 纸外转π
  • 立体构型的标志
    • R/S-绝对构型标记法
      • 把手性碳上4个原子或基团（a.b.c.d），按CIP规则确定相对大小
      • 把最小的原子及基团d放在据观察者较远的位置, 其他原子或者基团距观察者较近
      • 观察其他原子由小到大的排列方式
      • 顺时针为(R)-构型 逆时针为（S构型）
    • 快速判断Ficher投影式构型的方法。
      • 最小基团在横线上，则与排列方式相反
      • 最小基团在竖线上，则与排列方式相同
    • D/L-构型标记法
      • 将甘油醛等碳链垂直放置，醛基在碳链上端。
      • 羟基位于右侧的甘油醛为D-型，反之为L-型
      • 也可用R/S判定。
    • 对应体的构型与旋光方向之间没有必然关系
• 含两个手性碳原子化合物的立体化学
  • 含有两个不同手性碳的有机分子。
    • 丁醛糖（2,3,4-三羟基丁醛）含有两个手性碳原子。
      • 子主题
    • 对映体与非对映体。
    • 分子中含有N个不相同的手性碳时。则有2^n个立体异构体，可组成2^n-1对对映体
  • 含两个相同手性碳的有机分子。
    • eg:酒石酸。
    • 内消旋体：分子内含有相同的手性碳原子，分子的两个半部互为实物与镜像的关系，从而使分子内部相关性相互抵消的关系，非光学活性化合物。
    • 内消旋体与外消旋体
      • 同：均无旋光性
      • 异：前者为纯净物，后者为混合物 前者不可拆分，后者可拆分
    • 含两个或更多属性碳原子的化合物不一定都具有手性
      • 因此不应将是否具有手性碳作为判断 一个分子有无手性的唯一依据。
    • 还有一个属性碳的化合物一定有属性。
• 不含手性碳原子的手性分子
  • 有些有机物分子并不含有手性碳原子却也具有手性， 产生旋光，并存在对映异构体。
  • 丙二烯型化合物
  • 联苯型化合物
  • 把手型化合物。