资源简介

(共42张PPT)
1.掌握手性碳原子、对映体、外消旋体等概念以及分子结构与手性的关系
2.熟悉旋光性、旋光度、比旋光度、左旋体和右旋体等概念及旋光仪的结构
3.掌握费歇尔投影式的书写方法
4.掌握D/L、R/S构型的标示方法
5.了解对映体的性质差异及外消旋体的拆分方法
知识目标
基础知识模块 对 映 异 构
对 映 异 构
能力目标：
1.能正确判断分子中的手性碳原子
2.能用费歇尔投影式正确表示对映异构体
3.能用R/S标示方法正确标出对映异构体的构型
同分异构
官能团种类异构
对 映 异 构
对 映 异 构
手性分子：象手一样，与镜像不能完全重叠的分子，这样的分子和它的镜像互为对映体。
、手性、手性分子
手性：物体与其镜像不能完全重合的特征性称为手性或手征性
判断一个分子有无手性，主要看该分子是否具有对称性。
分子的对称性（对称因素）：
对称中心 对称轴 对称面
对 映 异 构
有对称因素的分子称为对称分子（无手性）
能引起分子具有手性特征的原子称为手性中心。
最常见的手性中心为手性碳原子。
对 映 异 构
如经过某一对称操作后分子不能完全重合，则该分子就没有对称性，表明该分子具有手性。
对 映 异 构
手性碳原子： 分子中与4个不同原子或基团相连接的碳原子，又称为不对称碳原子，常用*标记。
对 映 异 构
（一）偏振光
偏振光：通过尼科尔棱镜或偏振片的光线，就只在一个平面上振动，这种仅在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光。
（二）物质的旋光性
旋光性：物质能使偏振光的振动面发生旋转的性质。
二、旋光性、旋光度和比旋光度
对 映 异 构
（三）旋光度、左旋体、右旋体
旋光度：旋光性物质使偏振光振动面旋转的角度，以α表示。
右旋体：使平面偏振光向右旋转（顺时针）的物质，以字母d或（+）表示；
左旋体：使平面偏振光向左旋转（逆时针）的物质，以字母l或（–）表示。
起偏镜
旋光管
检偏镜
旋光度
光源
旋光度的测定仪器: 旋光仪
偏振光
长1dm
对 映 异 构
（四）旋光仪、比旋光度
对 映 异 构
比旋光度：如果把相关影响因素加以固定，则测得的旋光度值即为常数，它能反映该旋光性物质的本性，称为比旋光度， 以[α]表示。比旋光度与旋光度之间的计算公式为：
在一定温度、一定波长下测得的比旋光度，是旋光性物质的一个物理常数。
糖 类
【学生实训】：葡萄糖溶液旋光度的测定
1.旋光仪零点的校正：清洗旋光管，装上蒸馏水，使液面凸出管口，盖好，不能带入气泡。然后拧上螺丝帽盖。擦干旋光管外壁，放入旋光仪内，罩上盖子，待发光正常后，将标尺盘调到零点左右，旋动旋钮，使视场内Ⅰ和Ⅱ部分的明暗一致（见下图）。记录读数。重复操作至少5次，取平均值。
糖 类
【学生实训】：葡萄糖溶液旋光度的测定
2. 测定已知准确浓度的葡萄糖溶液的旋光度：用分析天平准确称量10.000 g（±0.003 g）葡萄糖晶体于小烧杯中，加水溶解，定量转移到100 ml容量瓶中，定容。用上述溶液润洗旋光管2次，然后装入旋光管中，每隔2 分钟测定1次旋光度，观察现象，读取其稳定的读数。重复操作5次取5次稳定读数的平均值，记录旋光管的长度和溶液的温度，根据公式计算葡萄糖的比旋光度。
（一）楔型式：
立体结构式
实前虚后
线纸面
对 映 异 构
三、构型的表示方法
锲型式
对 映 异 构
（一）楔型式
（二）费歇尔Fischer投影式
1 十 字型表示
2 C在竖线 1号C在上端
3 横前竖后 C 纸面
C
对 映 异 构
平面投影式
在纸面旋转180°或其偶数倍，构型保持不变
费歇尔Fischer投影式
对 映 异 构
（二）费歇尔投影式
（一）D/L法
D/L法（相对构型）：一般只表示含有1个手性碳原子的构型
人为假定右旋的甘油醛的投影式-OH在右边的为D型，-OH在左边的为L型。
对 映 异 构
天然糖：编号最高的手性C的-OH在右侧。
天然氨基酸：α-氨基酸的-NH2在手性C的左侧。
四、构型的标示方法
D-（+）-甘油醛
L-（-）-甘油醛
对 映 异 构
四、构型的标示方法
（一）D/L法
绝对构型（R / S法）:用物理和化学方法测得的分子的实际构型。
对 映 异 构
R/S 构型的判断4个步骤:
(1) 判断手性碳
(2) 用abcd顺序标记手性碳上4个部分的大小
(3)判断最小基团的位置(横线 竖线)及abc的方向(顺时针 逆时针)
(4)标记R/S
当最小基团在横线上时，如果是a b c划圆方向为顺时针，为S构型
当最小基团在竖线上时，如果是a b c划圆方向为逆时针，为S构型
（二）R/S法
对 映 异 构
当最小基团在横线上时，如果是a b c划圆方向为顺时针，为S构型
当最小基团在竖线上时，如果是a b c划圆方向为逆时针，为S构型
（二）R/S法
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
d
c
b
R
S
R
S
*
*
*
*
对 映 异 构
2S, 3R
2R,3S
2R, 3R
2S, 3S
对 映 异 构
对 映 异 构
课堂练习
R
R
2R,3R
2S,3R
用R/S标记下列化合物中的手性碳原子
含1个手性碳的分子：
2个光学异构体
1对个对映体
等量的对映体的混合物总的旋光性相互抵消，称为外消旋体。
对 映 异 构
五、含一个手性碳原子的化合物
对 映 异 构
外消旋体
又称dl体，常用（ ）表示。指互相是对映体的左旋体和右旋体，以等量混合而成的不具旋光性的混合物。
如将左旋乳酸和右旋乳酸等量混合，就可得到不具有旋光性的外消旋乳酸。外消旋体可以拆分。
两种乳酸理化性质的比较
[α]D20 (H2O) m.p./℃ pKa
肌肉乳酸 ＋3.820 53 3.79
发酵乳酸 －3.820 53 3.79
对 映 异 构
对 映 异 构
含有2个不相同手性碳原子的分子：
具有4个光学异构体,为2对个对映体
六、 含2个手性碳原子的化合物
【例如】
A
D
B
C
在光学异构体中，彼此之间不存在对映关系者，互称为非对映体。非对映体与对映体不仅旋光度不同，而且熔点 溶解度等物理常数也不相同。
对映体：A / B ； C / D
非对映体：A/C， A/D， B/C，B/D
对 映 异 构
六、 含2个手性碳原子的化合物
含有2个相同手性碳原子的分子：
具有3个光学异构体：左旋体 右旋体 内消旋体
对 映 异 构
(2R,3S)
(2R ,3R)
(2S ,3S)
【例如】
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
六、 含2个手性碳原子的化合物
对 映 异 构
其中的Ⅰ式分子内存在对称面，旋光性内部抵消称为 内消旋体
内消旋体：分子内虽然含有手性碳，但同时具有对称因素，因而得到无旋光性的化合物，用meso-表示。
外消旋体的拆分化学拆分法
拆分剂
分离
复原
复原
对 映 异 构
诱导结晶拆分法
对 映 异 构
生物化学拆分法
利用酶对光学异构体有选择性酶解作用，而达到分离的目的。
可成功地拆分外消旋体氨基酸。
对 映 异 构
旋光异构在医药中的应用
生物体内含有大量的旋光性物质
生物体新陈代谢过程存在大量的不对称合成，作为催化剂的酶本身就是有旋光性的物质，且手性因素很多，体现出它的选择性和专一性
医药中，手性药物的构型不同，药效和生理作用相差悬殊。
同步测试参考答案
一、单项选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C D B B A B B C A
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
A B D B B A B A B B
对 映 异 构
对 映 异 构
二、命名下列化合物或写出其结构简式
1.D-(+)-甘油醛 2. L-(+)-苏阿糖
3.（R）-乳酸 4. (2R,3S)酒石酸
同步测试参考答案
对 映 异 构
三、用R/S标记法标示下列手性碳原子的构型
1. 可能的结构如下：
（1）
（2）
（3）
（4）
（1）：2R，3R，4R，5R （2）：2S，3S，4S，5S
（3）：2S，3R，4R，5R （4）：2R，3S，4S，5S
同步测试参考答案
对 映 异 构
（5）
（6）
（7）
（8）
（5）：2R，3S，4R，5R （6）：2S，3R，4S，5S
（7）：2S，3S，4R，5R （8）：2R，3R，4S，5S
同步测试参考答案
对 映 异 构
（9）
（10）
（11）
（12）
（9）：2R，3R，4S，5R （10）：2S，3S，4R，5S
（11）：2S，3R，4S，5R （12）：2R，3S，4R，5S
同步测试参考答案
对 映 异 构
（13）：2R，3S，4S，5R （14）：2S，3R，4R，5S
（15）：2S，3S，4S，5R （16）：2R，3R，4R，5S
（13）
（14）
（15）
（16）
同步测试参考答案
对 映 异 构
（1）
（2）
（3）
（4）
A可能的结构如下：
（1）R-3-甲基-1-己炔 （2）S-3-甲基-1-己炔
（3）R-4-甲基-1-己炔 （4）S-4-甲基-1-己炔
四、推断题
同步测试参考答案
对 映 异 构
B可能的结构如下：
（1）R-4-甲基-2-己炔 （2）S-4-甲基-2-己炔
（1）
（2）
同步测试参考答案

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