顺反异构、对映异构
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顺反异构、对映异构对应异构:两种物质互为镜像,就跟⼈的左右⼿间的关系⼀样,外形相似但不能重合。
我们知道,⽣命是由碳元素组成的,碳原⼦在形成有机分⼦的时候,4个原⼦或基团可以通过4根共价键形成三维的空间结构。
由于相连的原⼦或基团不同,它会形成两种分⼦结构。
这两种分⼦拥有完全⼀样的物理、化学性质。
⽐如它们的沸点⼀样,溶解度和光谱也⼀样。
但是从分⼦的组成形状来看,它们依然是两种分⼦。
这种情形像是镜⼦⾥和镜⼦外的物体那样,看上去互为对应。
由于是三维结构,它们不管怎样旋转都不会重合,就像我们的左⼿和右⼿那样,所以⼜叫⼿性分⼦。
定义⽴体异构的⼀种,由于双键不能⾃由旋转引起的,⼀般指烯烃的双键,也有C=N双键,N=N双键及环状等化合物的顺反异构。
顺式异构体:两个相同原⼦或基团在双键同⼀侧的为顺式异构体,也⽤ cis- 来表⽰。
反式异构体:两个相同原⼦或基团分别在双键两侧的为反式异构体,也⽤ trans- 来表⽰。
图中Pt(NH3)2Cl2应该没有顺反异构2产⽣条件⑴分⼦不能⾃由旋转(否则将变成另外⼀种分⼦)⑵双键上同⼀碳上不能有相同的基团;注:同分异构是分⼦式相同,结构式不同,顺反异构是空间构象不同。
但顺反异构属于同分异构。
若双键上两个碳原⼦上连有四个完全不同的原⼦或基团,按“顺序规则”分别⽐较每个碳原⼦上连接的两个原⼦或基团,若两个较优基团在π键平⾯同侧者为Z型异构体,在异侧者为E型异构体。
顺反异构体的性质顺反异构体,原⼦或原⼦团的连接顺序以及双键的位置相同,只是空间排列⽅式不同。
因此化学性质基本相同,但在⽣物体内的⽣物活性不同,物理性质有⼀定的差异:⼀般,反式有较⾼的熔点,较低的溶解度,且较为稳定。
对映异构现象和手性分子
产生对映异构现象的原因:物体与其镜像不能重合
(重叠、结构相同、可以互换)一些物体与其镜像无法重合
物体与其镜像不能重合的性质称为手性,具有手性的化合物的分子称为手性分子
手性的实质:不对称性
手性分子的光学行为
平面偏振光
光是一种电磁波,其振动方向与前进方向垂直
E
光前进方向光前进方向与光振动方向所构成的平面称为振动平面
普通光偏振光尼科尔棱镜(偏光镜)
Ⅰ
(无数个振动平面)
(仅一个振动平面)
样品溶液
Ⅱ
能够使偏振光振动平面旋转的性质称为旋光性。
具有旋光性的物质称为光活性物质(手性分子都是光活性物质)能够使偏振光振动平面向左旋转的物质称为称为左旋体。
能够使偏振光振动平面旋转的物质称为右旋体。
光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度(α)
手性有多种表现方式,旋光性只是其中的一种。
手性一定要在手性条件或环境(如偏振光)下才能表现出来
不含手性碳原子的化合物的对映异构
含除碳以外的其他手性原子的化合物
不含手性原子的手性分子
1)丙二烯型化合物
丙二烯是累积型二烯烃,两个相邻双键所在的平面互相垂直。
当累积双键两端碳原子上各连不同的原子或基团时,分子内存在不对称因素,故存在一对对映异构体。
对应异构:两种物质互为镜像,就跟人的左右手间的关系一样,外形相似但不能重合。
我们知道,生命是由碳元素组成的,碳原子在形成有机分子的时候,4个原子或基团可以
通过4根共价键形成三维的空间结构。
由于相连的原子或基团不同,它会形成两种分子结构。
这两种分子拥有完全一样的物理、化学性质。
比如它们的沸点一样,溶解度和光谱也
一样。
但是从分子的组成形状来看,它们依然是两种分子。
这种情形像是镜子里和镜子外
的物体那样,看上去互为对应。
由于是三维结构,它们不管怎样旋转都不会重合,就像我
们的左手和右手那样,所以又叫手性分子。
定义立体异构的一种,由于双键不能自由旋转引起的,一般指烯烃的双键,也有C=N
双键,N=N双键及环状等化合物的顺反异构。
顺式异构体:两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体,也用 cis- 来表示。
反式异构体:两个相同原子或基团分别在双键两侧的为反式异构体,也用 trans- 来表示。
图中Pt(NH3)2Cl2应该没有顺反异构
2产生条件
⑴分子不能自由旋转(否则将变成另外一种分子)
⑵双键上同一碳上不能有相同的基团;注:同分异构是分子式相同,结构式不同,顺
反异构是空间构象不同。
但顺反异构属于同分异构。
若双键上两个碳原子上连有四个
完全不同的原子或基团,按“顺序规则”分别比较每个碳原子上连接的两个原子或基团,若两个较优基团在π键平面同侧者为Z型异构体,在异侧者为E型异构体。
顺反异构体的性质
顺反异构体,原子或原子团的连接顺序以及双键的位置相同,只是空间排列方式不同。
因此化学性质基本相同,但在生物体内的生物活性不同,物理性质有一定的差异:一般,反式有较高的熔点,较低的溶解度,且较为稳定。