立体化学基础

这是一个关于立体化学基础的思维导图，介绍了对映异构和非对映异构、 取代环烷烃的立体异构和构象分析、同分异构等。

立体化学基础

• 概述
  • 旋光性和比旋光度
    • 使偏振光振动面右旋的物质称右旋体，d或(+)
    • 使偏振光振动面左旋的物质称左旋体，l或(一)
    • 偏振光振动面旋转的角度称旋光度，用a表 示，旋光度用旋光仪测得
    • 比旋光度
      • [α ]入/t =a/(c▪L)
        • a:旋光度;t:温度;入:光波长;c: 样品浓度，单位g/mL;L:样品管长度，单位dm
    • 能使偏振光振动面旋转的物质称旋光性物质或光活性物质
    • 等量的右旋体和左旋体的混合物:外消旋体，用dl或(±)表示▼手性分子和对映异构
  • 对映异构和手性
    • 实物与镜像不能重叠:手性
    • 手性分子
      • 与其镜像不能重叠的分子
    • 对映异构体
      • 构造相同，互为镜像，不能重叠的一对 异构体
    • 手性碳原子
      • 连有四个不同原子和基团的碳原子
  • 分子的对称性和手性
    • 手性中心
    • 手性轴
    • ·手性面
    • 对称中心
    • 对称面
    • 简单对称轴
    • 方向判断
      • 有对称轴，不一定不是手性分子
      • 有对称中心、对称面，一定不是手性分 子
• 对映异构和非对映异构
  • 含一个手性碳原子的化合物
    • 对映异构体的理化性质
      • 旋光方向不同
      • 对偏振光的影响能力相同，但方向相反
    • 外消旋体
      • 由等量的一对对应体所组成的混合物
    • 对映异构体过量百分率和光学纯度
    • 对映异构体表示方法
      • 费歇尔投影式
        • 1.投影式中手性碳原子上任意两个原 子或基团的位置，经偶数次互换，其构型保持不变;若奇数次互换，则构型发生了变化
        • 2.如投影式不离开纸平面旋转180°或 其整数倍，则构型不变，若旋转90°或其奇数倍，则转变为其对应异构体
        • 3.若固定投影式的一个基团不动，其 余三个基团按顺时针或逆时针方向旋转，构型保持不变
    • 对映异构体构型的标示
      • D.L构型标示法
        • 1.书写费歇尔投影式
        • 2.将碳链置于竖直方向上
        • 3.将氧化态高的基团置于上端
        • 4.若取代基在右侧，则标示为D构型;若取代基在左侧，则标示为L构型
      • R.S构型标示法
        • 将连在手性碳上的四个基团按次序规则排序，次序最低的基团远离观察者，然后排另外三个基团，若为顺时针，此手性碳具有R构型，若以逆时针方向进行时，为S构型
  • 含多个手性碳原子的化合物
    • 1.含两个不同手性碳原子的化合物
    • 2.含两个相同碳原子的化合物
  • 手性轴化合物的立体异构
    • 丙二烯型化合物的旋光异构体
    • 联苯型化合物的旋光异构体
  • 获得单一对映异构体的方法
    • 外消旋体的拆分
    • 不对称合成
  • 立体异构与生理活性
    • 手性药物的数个立体异构之间的生理活性、毒性及药物代谢动力学性质往往存在明显的·差异
    • 顺反异构是相互间不呈镜像关系的立体异构体，也可能具有不同的生理活性
• 取代环烷烃的立体异构和构象分析
  • 取代环烷烃的立体异构
    • 当两个取代基位于环烷烃的不同碳原子上时，就存在顺反异构
    • 顺式异构体、反式异构体均为手性分子，都存在一对对映异构体
  • 取代环己烷的构象分析
    • 一取代环己烷：甲基
      • 直立键
      • 平伏键
      • 通过环翻转而相互转化，构成一个平衡体系
    • 二取代环己烷
      • 环己烷体系中，椅式构象一般为稳定构象
      • 多取代环己烷，一般一般取代基在平伏键多的为优势构象
      • 含不同取代基时，体积较大的基团处于平伏键的优势构象
  • 双环环烷烃的构象
• 立体异构在反应机理研究中的应用
  • 自由基卤代反应
  • 卤素与烯烃的加成反应
• 同分异构
  • 构造异构
    • 碳架异构
    • 位置异构
    • 官能团异构
      • 互变异构
        • 一种特殊的官能团异构
  • 立体异构
    • 对映异构
    • 非对映异构