南开大学有机化学课件(王积涛版) 33
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第六章旋光异构旋光性与分子手性1808年,马露(Malus)发现了偏光,1811年法物理学家阿瑞洛(Arago)在研究石英的光学性质时发现:天然的石英有两种晶体,一种使偏光左旋,称“左旋石英”;另一种使偏光右旋,称“右旋石英”。
这两种石英不具有任何对称性,两者互为实物与镜像的关系,互相不能重叠,正如人的左、右手。
1815年,法物理学家拜奥特(Biot)观察到蔗糖水溶液、酒石酸水溶液、松节油的酒精溶液、樟脑的酒精溶液等都具有旋光能力。
1863年,德有机化学家韦斯立森努斯(Wislicenus)对乳酸进行了一系列研究发现:肌肉乳酸(+)和发酵乳酸(—)具有相同的组成,但旋光方向相反。
因此,他断言:如果分子在结构上是相同的,然而性质不同的话,这种差别,只能认识为原子在空间的不同排布。
1874年,Von’t Hoff和LeBel分别提出了碳四面体学说:如果碳原子位于一个正四面体中心,那么与碳相连的四个原子或基团将占据四面体的四个顶点,它们若有旋光性应归结于不对称取代的碳原子。
二、手性(一)对称因素:1. 对称面(二)判别手性分子的依据有对称面、对称中心的分子均可与其镜象重叠,是非手性分子;反之,为手性分子。
至于对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。
既无对称面也没有对称中心的,一般判定为是手性分子。
分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。
对映异构体的性质1 结构:镜影与实物关系。
2 内能:内能相同。
3 物理性质和化学性质在非手性环境中相同,在手性环境中有区别。
4 旋光能力相同,旋光方向相反。
费歇尔(Fischer)投影式投影方法是:把含手性碳原子的主链直立,编号最小的基团放在上端;用十字交叉点代表手性碳原子;手性碳原子的2个横向键所连的原子或基团,表示伸向纸平面的前方;2个竖立键所连的原子或基因,伸向纸平面的后方。
乳酸对映体的费歇尔投影式费歇尔投影式是用平面式代表三维空间的立体结构。
所以在书写投影式时,必须严格地按照其规定表示分子构型的立体概念。