第五章对映异构

第五章对映异构知识整理，包括：含一个不对称碳的化合物、含两个及多个不对称碳的化合物、环状化合物的立体异构、其他不含不对称碳原子的手性化合物。

第五章 对映异构

• 含一个不对称碳的化合物
  • 偏振光：通过棱镜后只在一个平面上振动的光
  • 旋光性（光学活性）：物质的能使偏振光振动平面旋转的性质
    • 旋光物质：具有旋光性的物质
      • 右旋体：能使偏振光振动平面顺时针旋转的物质（+）
      • 左旋体：能使偏振光振动平面逆时针旋转的物质（－）
  • 手性分子：不能与其镜像重合的分子（判断手性分子的依据）
    • 手性碳原子:连接四个不同基团的碳原子 叫手性碳原子，也叫不对称碳原子，通常用*标出
    • 对称因素
      • 对称面，对称轴，对称中心
  • 构型的表示
    • 楔形式
    • Fischer投影式
      • 投影规则：横前竖后，碳链竖立
      • 书写注意：不可离开纸面翻转180° 不可旋转90°的奇数倍
      • Fischer式，固定一个基团，另外三个基团顺时针或逆时针调换位置，构型不变
      • Fischer式中，任意两个基团互换位置1次，得到对映体，互换2次，得到原物
    • 锯架式
    • 纽曼式
  • 构型的标记
    • D/L构型标记法(相对构型标记)
    • R/S 构型标记法(绝对构型标记)
      • 基本规定:将C*上所连的四个基团按照次序规则比较大小，如a>b>c>d，让d远离观察者，其余三个基团。
      • a→b→c 顺时针排列为 R型 a→b→c逆时针排列为 S型
      • 按平面式子标定Fischer投影式中C*构型， 简便判断方法： 当最小基团在竖键上时:大→中→小顺时针排列为R构型;逆时针为S构型 当最小基团在横键上时:大→中→小顺时针排列为S构型;逆时针排列为R型
      • R/S标记法反映了分子中原子或基团在空间的真实排列状况，所以叫绝对构型
  • 对映体和外消旋体
    • 对应异构体：二者互成实物和镜像但不能重叠
    • 旋光异构体：两者的旋光能力不同
    • 外消旋体：等量左旋体和右旋体组成的混合物，外消旋体通常用 (±)表示
• 含两个及多个不对称碳的化合物
  • 含两个不同不对称碳的化合物
    • 非对映异构体：不为实物与镜像的关系
  • 含两个相同不对称碳的化合物
    • 内消旋体（meso）:虽含有C*，但是分子具有对称因素(对称面或对称中心)，旋光性在分子内部相互抵消
  • 立体异构体数目的计算
    • 手性碳的类型 旋光异构体的数目 内消旋体 含n个不同同的手性碳 2ⁿ个 无 含n个相同的手性碳 ＜2ⁿ个 有
• 环状化合物的立体异构
  • 思路:先顺反→后判断→再照镜
• 其他不含不对称碳原子的手性化合物
  • 如果任何一端或两端的碳原子上连有相同取代基，则分子中存在对称面，该分子无手性
  • 螺环型和环与双键相连的化合物：它们在结构上的共通特点是:两端碳原子上的σ-键平面不在同一个平面上，而是相互垂直的。