第八章 取代酸 旋光异构(09)

a-c-a
d-c-b
(2)
a-c-b
a-c-b
(3)
a-c-b
e -c -d
(4)
例如：1，4-环己烷二羧酸
易溶于水
难溶于水
产生顺反异构的条件： *
（1）分子中存在限制碳原子自由旋转的因素， 如双键或脂环，即存在着刚体结构。
（2）每个不能自由旋转的碳原子连接的两个 原子或原子团必须不相同。
3.顺反异构体的命名
CH3—C—OH + H—O—CH3 水解 CH3—C—O—CH 3+ H2O
3.脱羧反应：在脱羧酶的催化下，羧酸失去
羧基中的二氧化碳的反应。*
O R—C—O—H
R—H + CO2
脱羧酶
草酰乙酸
丙酮酸
乙酰乙酸
脱羧酶
脱羧酶
5-羟基色氨酸
5-羟色胺（5-HT）
三、重要的羧酸*
1.乙酸 CH3 COOH
3.苹果酸 HOOC-CHOH-CH2-COOH
4.酒石酸 HOOC-CHOH-CHOH-COOH 5.柠檬酸（枸橼酸）
6.水杨酸
四、旋光异构
右旋乳酸
CH3
HO
C H
COOH
左旋乳酸
CH3
C H
HOOC
OH
1.偏振光与旋光性
•通过尼可尔棱镜只在一个平面上振动的光线称 平面偏振光（简称偏振光）。 •与偏振光的振动平面垂直的平面叫做偏振面。
-、-等表示-OH位置。
• 举例：
OH CH3CHCOOH
HO - CH2CH2COOH
HO - CH - COOH CH2-COOH
α-羟基丙酸（乳酸） β-羟基丙酸

第五章旋光异构
【学习要求】：
1、掌握立体异构、光学异构、对称因素（主要指对称面、对称中心）、手性碳原子、手性分子、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。

2、了解手性分子产生旋光性的原因
3、掌握对映体构型的表示方法
4、熟悉分子绝对构型的表示方法
【教学重点】：
1、手性的概念
2、Fisher（费歇尔）投影式的表示方法
【教学难点】：
确定R、S构型的表示方法。

本章的重要作用在于：
1、大多数有机天然化合物有旋光现象。

2、物质的旋光性与药物疗效有关。

如：左旋维C治坏血病，右旋不行。

3、研究有机反应机理。

4、设计不对称合成。

【教学过程】：
a b
图5-3 乳酸模型5-4 两个乳酸模型不能叠合特征：a、二者不能完全重叠（图
b、呈物体与镜象关系（左右手关系）
一个物体若与自身镜像不能叠合，就称作具有手性或手征性。

具有手性的分子就是手性分子。

判断一个化合物是否有光学活性，常用方法是研究该化合物的对称性。

、对称因素
最常见的分子对称因素有对称面和对称中心。

、对称面
假设分子中有一平面，它可以把分子分成互为镜像的两部分，
有对称中心的分子。

即為該物質的旋光度α。
A
A
B
D'
C
D
B'
A'
A'
起偏镜
乳酸
旋光性物质
盛液管
α
目镜（亮）
检偏镜
比旋光度
為了比較各種不同光性物質的旋光度的大小，一般用比 旋光度來表示。比旋光度與從旋光儀中讀到的旋光度關係如 下。
测定温度
旋光度（旋光仪上的读数）
[α
]t
λ
=
比旋光度
波长
（钠光D)
α LC
溶液的浓度（g/ml） 盛液长度（分米dm）
測定化合物的旋光度是用旋光儀，旋光儀主要部分是有兩個尼可 爾棱鏡（起偏棱鏡和檢偏棱鏡），一個盛液管和一個刻度盤組織裝而 成。
若盛液管中為光性物質，當偏光透過該物質時會使偏光向左或右 旋轉一定的角度，如要使旋轉一定的角度後的偏光能透過檢偏鏡光柵， 則必須將檢偏鏡旋轉一定的角度，目鏡處視野才明亮，測其旋轉的角度
由於實物和鏡像不能重合而產生的異構現象，叫做對映異構。 這樣的異構體叫做對映異構體，簡稱異構體。
二、偏振光
光波是一種電磁波，它的振動方向與前進方向垂直。
A
B
D'
光源
C
C'
光束前进方向
D A' B'
（1 ）光的前进方向与振动方向
（2）普通光的振动平面
图 12-1 光的传播
在光前進的方向上放一個（Nicol）棱鏡或人造偏振片， 只允許與棱鏡晶軸互相平行的平面上振動的光線透過棱鏡， 而在其他平面上振動的光線則被擋住。這種只在一個平面 上振動的光稱為平面偏振光，簡稱偏振光或偏光。
2 、 R/S命名法

❖当丙二烯分子两端碳上都连有不同旳基团时，分子没有 对称面也没有对称中心，有对映异构。
a
sp
a
CCC
b sp2
sp2 b
H
H
CCC
CH3
CH3
H
H
CCC
CH3
CH3
H
H
CCC
CH3
CH3
H
H
CCC
CH3
CH3
❖若用两个环来替代两个双键，则所得到旳螺环化合物也 应该有对映异构。
H
H
H
H
CCC
CCC
CH3
COOH
苹果酸
注意：具有手性碳原子旳分子不一定是手性分子，没有 手性碳原子旳分子不一定不是手性分子。
下面构型旳酒石酸分子没有手性。
COOH H C * OH H C * OH
COOH
酒石酸(meso)
3 手性分子旳判断
❖判断一种分子是不是手性分子，最直接旳方法就是，看 这个分子能否和它旳镜像重叠。
COOH H OH
CH3
COOH
HO
H
CH3
1 对映体和外消旋体
❖互为镜像旳异构体称为旋光异构体或对映异构体，简
称对映体。 ❖具有一种手性碳旳化合物没有对称面和对称中心，是手
性分子，存在两个旋光旳对映异构体。
CH3CH2C*HCH2OH CH3
2-甲基-1-丁醇
❖对映体旳性质，在非手性环境中完全相同，在手性条件 下可能不同。
构象异构：
构型异构： CH3 C C
CH3 CH3 CC
H
H
HH
CH3
顺反异构
旋光异构
旋光异构：是分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜 像对映关系旳立体异构现象。 旋光异构体之间旳物理性质和化学性质基本相同，只 是对平面偏振光旳旋转方向(旋光性能)不同。 研究旋光异构旳原因： 天然有机化合物大多有旋光现象。 旋光异构体旳生物活性差别很大，如左旋维生素C可治 疗坏血病，而右旋旳没有作用。 在反应机理研究中有主要旳应用价值。