第三章有机化合物的立体结构

第三章 有机化合物的立体结构和命名 有机物的构造、构型和构像 分子的对称性和手性 有机化合物的立体异构

构型异构、旋光异构、对映异构、非对映异

构、差向异构的关系 有机化合物的命名规则

第一节、有机化合物的结构 结构(structure) ——分子中原子间的排列次序，原子相互间

的立体位置、化学键的结合状态以及分子中电子的分布状况等各项内容的总和。 分子的性质不仅取决于其元素组成，更取决于分子的结构。 “结构决定性质，性质反映结构”,这是有机化学教与学的 主线。

构造——分子中原子间相互连接的顺序叫做分子的构造，反应分子中原子互相连接的方式和次序的式子被称为构造式。

构造式能够反应构造异构体

构造式的表示方法2-甲基丙醇的表示方法

:H H H H-C-C-C-O-H H H H-C-H H

H H H H C C C O H HH C HH H

路易斯式书写麻烦

短线式较麻烦

CH 3CHCH 2OH CH 3或 (CH 3)2CHCH 2OH

OH键线式较为常用

缩简式较为常用

分子式：C3H7OH H H H 构造式： H C C C OH H H H 构造简式： CH3CH2CH2OH 键线式(line-formular): OH H OH H H C C C H H H H CH3CHCH3 OH OH

第二节、有机化合物的异构 1、有机化合物的异构现象碳架异构体

位置异构体

构造异构体( 结 构 异 构 体 ) 同 分 异 构 体

官能团异构体 互变异构体 价键异构体 构型异构体几何异构体 旋光异构体 交叉式构象

立体异构体 电子互变异构体

构象异构体 重叠式构象

分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体, 也叫结构异构体。

构造异构体：因分子中原子的连结次序不同或者键合性质 不同而引起的异构体。※ 碳架异构体：因碳架不同而引起的异构体。CH3 C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3

※ 位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而 产生的异构体。 OHC3H8O CH3CH2CH2OH CH3CHCH3

※ 官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体。

C2H6O

CH3OCH3

CH3CH2OH

※ 互变异构体: 因分子中某一原子在两个位置迅速移动而 产生的官能团异构体。 O OHC3H6O H3C C CH2 H CH3 C CH2

※价键异构体：因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同时也改变了分子的几何形状，从而引起的异构体hv hv

构造简式并非万能，有些异构体如立体异构，就无法表示。 因此必需有更加精确的表示方法

大黄蜂

第三节、立体异构立体化学：研究有机物分子的三度空间结构即立体结构及其 对化合物物理性质和化学反应的影响。 立体异构：分子组成与构造相同，但原子在空间的排列方式 不同的化合物称为立体异构。顺反异构 立体异构 对映异构 构象异构 构型异构

旋光性是识别对映异构体的最重要的方

法

(1)旋光性及比旋光度光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。

平面偏振光

如果让光通过一个象栅栏一样的 Nicol 棱镜 (起偏镜)就不 是所有方向的光都能通过，而只有与棱镜晶轴方向平行的光 才能通过。这样，透过棱晶的光就只能在一个方向上振动， 象这种只在一个平面振动的光，称为平面偏振光，简称偏振 光或偏光。

那么，偏振光能否透过第二个Nicol 棱镜 (检偏镜) 取 决于 两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；否则不能通过。

如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装入两种不同 的物质。亮

α 丙 酸

暗 亮

乳酸

结论： 物质有两类： (1)旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质， 叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。 (2)非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做 非旋光性物质。 旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度， 以“α”表示。

顺时针 右旋，以 “ d ” 或 “ + ” 表示。 其旋光方向 逆时针 左旋，以“ l ” 或 “ ” 表示。

旋光仪(polarimeter)

但旋光度“α”不是一个常量，它受温度、光源、浓度、 管长等许多因素的影响，为了便于比较，就要使其成为一 个常量，故用比旋光度[α]来表示：

[ ] D

t

L c

式中： α 为旋光仪测得试样的旋光度

C为试样的质量浓度，单位 g/mL;若试样为纯液体则为密度。 l 为盛液管的长度，单位 dm 。 t 测样时的温度。 λ为旋光仪使用的光源的波长(通常用钠光，以D表示。)

旋光性的表示方法: 旋光性--能旋转偏正光的振动方向的性质叫旋光性

旋光性物质(或叫光活性物质)--具有旋光性的物质. 右旋物质--能使偏正光的振动方向向右旋的物质. 通常用 “d” 或 “+” 表示右旋. 左旋物质--能使偏正光的振动方向向左旋的物质. 通常用 “ l ” 或 “-” 表示左旋. 旋光度-- 偏正光振动方向的旋转角度.用“ ”表 示. 在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性(有些手 性分子旋光度很小);而非手性分子则没有旋光性.

对映体是一对相互对映的手性分子 ,它们都有旋光性,两者的旋光方向相反,但旋光能力是相同的.

0.5克胆甾醇溶于20ml氯仿中，装入1分米长的测量管中，得旋 光度为-0.76度，(1)求比旋光度。(2)将溶质增加到1克， (3)增加溶液20ml,(4)测量管增加一倍-30.4,-0.38,--1.52,--0.38

如何确定一个+60的右旋体不是-300的左旋体？ 将浓度或者长度减半