立体化学学习笔记

立体化学学习笔记，讲述的内容有常见异构现象、物质的旋光性、费歇尔投影式、构型标记法、外消旋体、外消旋体的拆分、无手性碳原子的对映体等。

立体化学

• 常见异构现象
  • 构造异构
    • 碳链异构
    • 位置异构
    • 官能团异构
    • 互变异构
  • 立体异构
    • 构型异构
      • 顺反异构
      • 对映异构
    • 构象异构
• 手性，手性分子和对映体
  • 手性chirality
    • 互为镜像与实物关系，彼此又不能重叠
  • 手性分子和对映体
    • 手性分子chiral molecule
      • 不能与其镜像重叠的分子
    • 对映体enantiomer
      • 两个互为镜像与实物的化合物互为对映异构体，简称对映体。 一对对映体有许多相同的性质。
    • 不对称碳原子 asymmetric carbon atom
      • 连有四个不同的原子和基团的碳原子称为不对称碳原子，又称手性碳原子。
  • 分子中常见对称因素
    • 对称面symmetric plane
      • 镜像与实物之间的假想平面
    • 对称中心symmetric  center
      • 设有机分子中存在一个假想的点，从分子中任一原子或基团向该点作一直线，再从该点将直线延长，在等距离处遇到相同的原子或原子团
  • 判断对映体的方法
    • 建造一个分子和它镜像的模型，不能重叠则存在对映体
    • 寻找目标分子的对称面或对称中心，无对称面或对称中心则有对映体
    • 寻找目标分子中手性碳原子，若有一个则有对映体，多个则具体分析
• 物质的旋光性
  • 偏振光与旋光性物质
    • 光的振动面只限于某一固定方向的叫做平面偏振光，简称偏振光polarized light 通过尼科尔nicol棱镜的光为偏振光
    • 能使偏振光的偏振面旋转的性质称为旋光性optical axtivity 具有旋光性的物质为旋光性物质
  • 旋光度与比旋光度
    • 偏振光与旋光性物质作用后偏振面所旋转的角度叫旋光度optical rotation +表示右旋（顺时针）-表示左旋（逆时针）
    • 使用1分米长的样品管，用波长为589nm的钠光做光源，待测物质浓度为1g/ml 测得的旋光度称为比旋光度specific rotation
• 费歇尔投影式
  • 原则
    • 垂直为主链，上小下大
    • 水平线与垂直线交点代表碳原子
    • 横前竖后
  • 特点
    • 在纸面上旋转180所得为原化合物，90或270为原化合物对映体
    • 手性碳上一个基团不动，另外三个按顺时针或逆时针旋转，所得分子构型不变
    • 手性碳上基团两两交换奇数次后得到原化合物对映体
• 构型标记法
  • D/L命名法
    • 局限性：只适用于与甘油醛结构类似化合物
    • D L构型
      • 醛基在上
        • D：羟基在右
        • L：羟基在左
  • R/S构型标记法
    • 最小基团远离自己
      • R：由大到小顺时针
      • S：由大到小逆时针
• 外消旋体
  • 一对对映体的等量混合物称为外消旋体racemate
• 非对映异构体和内消旋化合物
  • 非对映异构体diastereoisomer
    • 差向异构体epimer：两个含有多个手性碳原子的化合物，除一个手性碳原子构型不同，其他结构完全相同
  • 内消旋化合物meso compound
    • 某物质和它的对映体是相同的化合物，成为内消旋化合物。（无旋光性）
    • 有手性碳，但整体非手性
• 无手性碳原子的对映体
  • 如联苯化合物中相连碳的两个邻位氢原子被不同的较大基团取代，俩苯环处于非共平面的稳定构象
  • 或1.3-二氯丙二烯
• 外消旋体的拆分
  • 酸碱中和反应
    • 拆分外消旋体的酸
    • 拆分外消旋体的碱
    • 非酸非碱
• 手性分子的来源与生物作用
  • 手性酶
  • 化学合成（一般为外消旋体）
  • 生物作用：一对对映体构型上的差异有时会产生截然不同的生理作用