有机化学武汉大学1立体异构改共91页文档

有机化学中的立体异构体有机化学是研究有机化合物的化学性质和反应行为的学科。

有机化合物具有多样的结构和性质，其中立体异构体的性质和反应行为的差异比较显著，是有机化学中的一个重要研究领域。

一、立体异构体的概念立体异构体指同分子式不同结构的化合物，它们的分子式、分子量、化学计量数都相同，唯一的区别在于它们的空间构型不同。

二、立体异构体的分类立体异构体可分为顺反异构体和对映异构体两种。

顺反异构体指分子中存在两个非对映立体异构体，它们在结构上只是空间位置的不同，如顺-反二甲基环五烯。

而对映异构体指分子中存在两个立体异构体，它们不能通过旋转重叠，只能通过镜面反射重叠，如左旋和右旋氨基酸。

三、立体异构体的性质1. 光学性质：对映异构体旋光度相等、异号，具有光学活性，可以分离。

而顺反异构体旋光度相同、同号，无光学活性，不能分离。

2. 熔点和沸点：不同立体异构体的熔点和沸点有差异，这是由于它们之间的非共价键作用不同所致。

3. 非共价键反应：不同立体异构体的非共价键反应性不同，如二甲基体系的异构体可以表现出不同的热力学和动力学性质。

四、形成立体异构体的原因1. 空间位阻效应：由于非键电子对的排斥效应或原子或官能团取代引起的空间位阻效应，在分子中不同的官能团可能处于不同的空间位阻环境中，导致二者形成不同的立体异构体。

2. 键轴效应：众所周知，C—C双键比单键短，其结构也较硬，分子中键轴作用较为明显，不同官能团可引起分子结构的不同，形成不同的立体异构体。

五、应用立体异构体在农药、医药、涂料、香料等领域有着广泛应用。

光学活性的对映异构体在医药领域被广泛研究，如左旋多巴和右旋多巴，前者是帕金森病的主要治疗药物，而后者并无治疗价值。

涂料和香料领域中，单一立体异构体往往具有更优异的性质，因此可以更好地满足市场需求。

立体异构体的研究对于深化对有机化学基础、理论的认识，推动有机合成方法的发展具有重要意义。

也为有机化学的教学和人才培养提供了更加丰富的内容和思路。

有机化学中的同分异构同分异构体包括构造异构体与立体异构体而构造异构体中包括碳架异构、位置异构、官能团异构。

立体异构又包括构象异构与构型异构。

(一)立体异构一、构象异构1、定义由于高分子链的构象不同所造成的异构体,又称内旋转异构体。

注:(1)小分子的稳定构象数=3^(n-3) (n为分子中单键碳原子数目,n>2)(2)高分子的可实现构象数远小于3^(n-3),但一个高分子的可实现构象数远多于一个小分子的稳定构象数(因高分子的n值很大)。

2、构象与构型的主要区别(1)、从起因方面瞧,构象就是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式;构型就是由化学键所固定的原子空间排列方式。

(2)、从改变方面瞧,构象发生改变时不虚破坏化学键,所需能量较少(有时分子的热运动就足够),较易于改变;而构型发生改变时需要破坏化学键,所需能量较大,不轻易改变。

(3)、从分离方面瞧,不同的构象不能用化学的方法分离,而不同构型可以用化学的方法分离。

(4)、从数目方面瞧,稳定构象数只具有统计性,且稳定构象数远多于有规构型数;而有规立构的构型数目可数。

3、晶体中的高分子链构象晶体中的分子链构象有螺旋形构象、平面锯齿形构象等。

(1)、两个原子或基团之间距离小于范德华半径之与时,将产生排斥作用。

(2)、分子链在晶体中的构象,取决于分子链上所带基团的相互排斥或吸引作用的情况。

(3)、有规立构高分子链在形成晶体时,在条件许可下总就是尽量形成时能最低的构象形式。

(4)、基本结构单元中含有两个主链原子的等规聚合物,大多倾向于形成螺旋体构象。

(5)、若存在分子内氢键,将影响分子链的构象。

4、溶液中的高分子链构象(1)、高分子溶液中,除了刚性很大的棒状分子之外,柔性分子链大多都呈无规线团状。

(2)、当呈螺旋形构象的高聚物晶体溶解时,可由棒状螺旋变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。

二、构型异构构型异构:就是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。

有机化学基础知识点整理立体异构的应用与合成有机化学基础知识点整理：立体异构的应用与合成导语：有机化学是研究碳及其化合物的学科，立体异构是有机化学中重要的概念之一。

了解立体异构的应用和合成方法，对于理解和应用有机化学基础知识至关重要。

本文将对有机化学中的立体异构知识进行整理，探讨其应用和合成相关内容。

一、立体异构的概念立体异构是指化学物质在空间结构上的异构性，即同一种分子式的化合物，由于空间构型的不同而表现出不同的物理和化学性质。

在有机化合物中，常见的立体异构形式包括构象异构和对映异构。

1. 构象异构构象异构是指分子在空间中构型发生改变，由于键转动或取代基固定位置等原因，导致分子结构的不同。

最常见的构象异构形式有顺式异构和反式异构。

顺式异构：分子中取代基位置相对而言比较靠近，如顺-二氯乙烯。

反式异构：分子中取代基位置相对而言比较远离，如反-二氯乙烯。

2. 对映异构对映异构是指化合物存在非重叠镜像关系的异构体，即手性分子存在左右手的镜像择一性。

对映异构体在物理性质上基本相同，但在光学活性、化学反应性和药理活性等方面可能存在明显差异。

对映异构体的名称通常用R和S表示。

二、立体异构的应用立体异构在有机化学中具有重要的应用价值，主要体现在以下几个方面。

1. 光学活性物质的性质研究光学活性物质是指能够使入射光产生旋光现象的化合物，如葡萄糖、氨基酸等。

通过对光学活性物质的立体异构进行研究，可以了解它们的构象和对映异构体的比例，进而理解光学活性物质的性质和反应机理。

2. 药物研究与合成药物中的立体异构体可能呈现不同的药效和毒性，因此对药物的合成和研究过程中，立体异构的控制和分离十分重要。

通过合理设计药物分子的空间结构，可以控制药物的活性、药代动力学和生物利用度等性质，提高药物疗效。

3. 催化剂的设计与应用立体异构对催化剂的选择性和活性具有重要影响。

通过设计具有特定立体异构的配位体，可以实现对催化剂的选择性控制，并优化催化反应的效率和产率。

有机化学基础知识点整理立体化学中的立体异构立体化学是有机化学中重要的一个分支，研究有机分子的空间结构及其对化学性质和反应机理的影响。

在立体化学中，立体异构是一个重要的概念。

本文将对有机化学中的立体异构进行整理和探讨。

一、立体异构的概念在化学中，分子的立体异构是指分子的空间排列不同而具有不同的化学性质的现象。

根据立体异构的类型，可以分为构象异构和光学异构。

1. 构象异构构象异构是指分子内部键的旋转或配位构型的改变，使得分子的空间构型不同而产生异构体。

构象异构体具有相同的分子式、分子量和化学键，但其物理性质和化学性质可能有所不同。

常见的构象异构体包括顺式异构体和反式异构体。

例如，对二氯乙烷而言，它可以存在顺式异构体和反式异构体，由于氯原子的相对位置不同，两者的物理性质和化学性质也会有所不同。

2. 光学异构在有机化学中，光学异构是指分子中的某个碳原子上的四个不同取代基围绕这个碳原子构成的四个取代基的不同排列方式所引起的异构体。

光学异构又分为手性异构和无机异构。

手性异构是指分子镜像对称，但不可重合，不是同一分子的立体异构体。

无机异构是指分子的图像和镜像可以通过旋转对称生成。

二、立体异构的分类及其例子1. 构象异构的例子构象异构常见于环状化合物和双键化合物。

例如，环丁烷可以存在船型构象和扭曲构象两种异构体；苯的立体异构体为平面异构体和扭曲异构体。

2. 光学异构的例子光学异构常见于手性化合物。

光学异构体由一个手性中心引起，手性中心是指一个碳原子上的四个取代基不同，且不可重合。

例如，D-葡萄糖和L-葡萄糖就是光学异构体。

两者除了旋光方向不同外，其它物理性质和化学性质都相同，但生物学活性可能存在差异。

三、立体异构对化学性质的影响1. 光学异构的生物活性差异光学异构体的生物活性差异是药物化学中的一个重要问题。

由于手性分子在生物体内与相同的酶、受体等具有不同的亲和力，因此光学异构体的生物学效应可以有显著差异。

举例而言，D-葡萄糖是人体能够利用的天然糖，而L-葡萄糖则无法在人体内代谢。

有机化学基础知识点整理立体异构体的化学性质在有机化学中，立体异构体是指分子式相同、结构相似但在空间结构上存在不同的同分异构体。

由于空间构型的不同，立体异构体在化学性质上也会有明显的区别。

本文将从立体异构体的定义、分类以及化学性质等方面进行整理和探讨。

一、立体异构体的定义立体异构体是指分子中原子的排列顺序不同，但相互之间的化学键相同的同分异构体。

立体异构体分为构象异构体和对映异构体两种，构象异构体是由于分子内部自由旋转而产生不同的构象形式，对映异构体则是由于手性中心的存在而产生的异构体。

二、立体异构体的分类1. 构象异构体构象异构体是由于分子的旋转自由度而产生的不同构象形式。

其中最典型的是环丙烷的椅式和船式异构体。

椅式异构体是指环丙烷分子中六个碳原子形成一个平面，其它两个碳原子分别向上和向下相对倾斜的构象，分别称为椅顶轴向和椅槽轴向。

椅式异构体的转轴可以经过椅顶、槽底和轴向原子，且必须途经轴向上每个碳原子进行无障碍的旋转。

船式异构体是指环丙烷中的轴向原子位于一个平面上，使得轴向上两个碳原子束缚在一起，形成船形构象。

船式异构体与椅式异构体相比，能量相对较高，不太稳定。

2. 对映异构体对映异构体是由于手性中心的存在而产生的异构体。

手性中心是指一个原子与四个不同基团连接的碳原子。

对映异构体之间的镜像对称关系导致它们的物理和化学性质有所不同，并且在许多生物过程和药物合成中具有重要意义。

对映异构体的化学性质中最重要的是光学性质，即对旋光的异性。

一般来说，对映异构体具有相同的物理和化学性质，如沸点、熔点等，但对旋光的方向和数值则相反。

三、立体异构体的化学性质1. 构象异构体的化学性质构象异构体由于分子内部存在构象间的相互转变，所以其化学性质大体上是相似的。

然而，由于构象异构体在构象转变过程中必须克服能垒，因此在一些实际应用中会表现出差异，如在光学异构体的合成、酶的催化反应等方面。

在药物合成中，构象异构体的存在可能会导致药效的差异，因此研究和控制药物构象的转变具有重要意义。

有机化学基础知识点整理立体异构与构象异构有机化学基础知识点整理——立体异构与构象异构立体异构和构象异构是有机化学中重要的概念，其中立体异构描述的是分子中不同立体构型之间的关系，而构象异构则指的是分子内部不同构象之间的关系。

本文将围绕这两个知识点展开讨论，分析其定义、分类和实际应用。

一、立体异构1.定义立体异构是指化学物质在空间结构上存在多种不同构型的现象。

这些构型的存在并不能通过化学式来表示，而需要通过立体公式或者构造式来描述。

2.分类立体异构分为两种类型，即构造异构和空间异构。

（1）构造异构：构建异构体系中分子的连结方式不同，即化学键在分子中的排列顺序不同。

构造异构又可分为骨架异构、功能异构和位置异构。

- 骨架异构：分子的碳骨架不同，但具有相同的分子式。

例如，异戊烷和己烷就是骨架异构体。

- 功能异构：分子中官能团的位置不同，但其碳骨架相同。

例如，异丙醇和乙醇就是功能异构体。

- 位置异构：分子中官能团的位置和官能团的数量都不同。

例如，丙酮和乙醛就是位置异构体。

（2）空间异构：空间异构是指分子在空间结构上存在多种不同的构型。

其中最常见的是立体异构体系中的头尾异构和顺反异构。

- 头尾异构：分子末端官能团的排列顺序不同。

例如，2-氯丁醇和1-氯乙醇就是头尾异构体。

- 顺反异构：分子中具有类似顺反关系的立体异构体。

例如，2,3-二溴丁烷和2,3-二溴异丁烷就是顺反异构体。

二、构象异构1.定义构象异构是指同一有机分子在空间结构上的不同构型，这种构型的变化可以通过分子内化学键的旋转或反转来实现。

2.分类构象异构分为构象异构和对映异构两种类型。

（1）构象异构：分子内部原子或官能团的排列不同，但其化学式和结构式相同。

构象异构又可分为双键构象异构和环状构象异构。

- 双键构象异构：由于双键的自由旋转，分子在空间中可存在不同的构象。

例如，顺丁烯和反丁烯就是双键构象异构体。

- 环状构象异构：由于环状结构的限制，分子在空间中可存在不同的构象。