立体化学基础

这是一篇关于立体化学基础的思维导图。与大学有机化学第四章立体化学相关的思维导图，立体化学基础思维导图笔记，分支内容包括：手性化合物制备、物质的旋光性、旋光异构体的构型、手性分子及对映异构。

立体化学基础

• 同分异构现象
  • 构造异构
    • 碳架异构
    • 官能团位置异构
    • 官能团异构
      • 互变异构体（同一化合物）
  • 立体异构
    • 构型异构
      • 顺反异构
      • 对映异构
    • 构象异构
    • 围绕碳糖单键旋转
      • 能相互转化的是构象异构体（同一化合物）
      • 不能相互转化的是构型异构体
• 对映异构体和手性分子
  • 对映异构体：两个相互对映而又不重合的化合物
  • 手性：实物和镜像不重合
  • 手性中心=手性碳
  • 分子的对称性和手性
    • 手性中心
    • 手性轴
    • 手性面
    • 必有其一
    • 对称中心
    • 对称面
    • 简单对称轴
    • 反向判断
      • 有对称中心、对称面，一定不是手性分子
      • 有对称轴，不一定不是手性分子
• 对映异构体的表示方法和构型标记
  • 费歇尔投影式
    • 水平方向：近
    • 竖直方向：远
  • 对映异构体表示方法
    • 偶次交换——同一化合物、奇次交换——对映异构体
    • 固定一个基团不动，其余三个基团按顺时针或逆时针旋转——同一化合物
      • 有两个取代基相同，不能旋转，是对映异构体
    • 不离开纸面旋转：180及其整数倍——同一化合物、90及其奇数倍——对映异构体
  • 对映异构体的构型方法
    • D/L构型标记法
      • 主链在竖直方向，氧化态高的碳原子在上
      • 羟基在右为D型、羟基在左侧为L型
      • 氧化态从高到低：-COOH>-CHO>-CH2OH>-CH3
    • R/S构型标记法
      • 根据“次序规则”，（对官能团进行）排序（主要原子序数高在前，R>S,Z>E,顺>逆）
      • 次序最低远离观察者,顺“R"逆"S"
      • 次序最低靠近观察者，顺“S"逆"R”
• 对映异构体的光学性质
  • 平面偏振光
  • 旋光度
    • 顺时针——（+）,逆时针——（-）
  • 比旋光度
    • 影响因素：溶液浓度、盛液管的长度、温度、波长等
• 含有一个手性碳的化合物的对映异构
  • 含有一个手性碳的分子一定是手性分子，手性分子一定含有手性碳
  • 外消旋体：对映体的等量混合物
    • 无旋光性
    • 左旋体和右旋体的旋光反向相反，其他物理性质基本一致（非手性环境）
    • 作为药物，左旋体和右旋体药效有很大差别
  • 内消旋体
    • 无旋光性
    • 分子无手性
    • 构型相反
• 含有两个手性碳的化合物的对映异构
  • 含有两个不相同的手性碳的碳原子
    • 一个手性碳 有R/S两种构型，n个手性碳有2*n个构型
    • 对映体，构型完全相反
    • 非对映体，构型部分相同部分相反
    • 赤型——两相同的原子或基团在费歇尔投影式的同侧
    • 苏型——两相同的原子或基团在费歇尔投影式的异侧
  • 含有两个相同的手性碳的碳原子
    • 异构体少于2*n个
    • 内消旋体——两个手性碳的构型一定相反，分子无手性、化合物无旋光性
    • 两个相同的手性碳
      • 重叠式——有对称面
      • 交叉式——有对称中心
• 多元环烷烃的立体异构现象
  • 构型异构
    • 顺反异构
    • 对映异构
  • 环烷烃构象异构的命名
    • 成环原子无手性记顺反（cis-顺、trans-反）
    • 成环原子有手性碳，标记手性碳的R/S构型
  • 多取代环己烷的构象
    • 对映异构体无旋光性的原因：虽不能重合但能量相同
    • 椅式构象书写原则——基团相对位置不变，基团空间指向不变
    • 多取代环己烷构象的一般规律
      • 若环上有多个相同的取代基，在满足顺反异构的前提下，越多取代基位于e键上越稳定
      • 若环上有不同取代基，在满足顺反异构的前提下，大基团位于e键上越稳定