环己烷的构象.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:31 大小:1.2MB 金币:10 举报 版权申诉
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【竞赛基本要求】【知识点击】但顺反异构体的两个双键碳原子上没有两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。(4)重键,如:像乳酸分子这样存在构造相同,但构型不同,彼此互为实物和镜像关系,相互对映而不能完全重合的现象,叫做对映异构体。(+)–乳酸和(-)–乳酸是互为镜像关系的异构体,称对映异构体,简称对映体。因其对映体的旋光性不同,因此又称旋光性异构体或光学异构体。在实验室合成乳酸时,得到的是等量的左旋体和右旋体混合物,这种由等量的对映体所组成的混合物称为外消旋体。因这两种组分比旋光度相同,旋光方向相反。所以旋光性正好互相抵消不显旋光性。CH3CH2NH2S-2-氨基苯乙酸S-2-氨基-3-巯基丙酸R-2-氯-1-丙醇OH(2)含两个相同手性碳原子的化合物2,3–二羟基丁二酸(洒石酸),因第三碳原子和第二碳原子上连接的4个原子或基团,都是–OH、–COOH、–CH(OH)COOH、–H,,所以洒石酸是含两个相同手性碳原子的化合物。它和含两个不相同手性碳原子的四碳糖不同,只有三种构型。因其中赤型特征的分子,有对称面和对称中心,这两个手性碳原子所连接基团相同,但构型正好相反,因而它们引起的旋光度大小相等,方向相反,恰好在分子内部抵消,所以不显旋光性。像这种分子中虽有手性碳原子,但因有对称因素而使旋光性在内部抵消,成为不旋光的物质,称为内消旋体。内消旋体和对映体的纯左旋体或右旋体互为非对映体,所以内消旋体和左旋体或右旋体,除旋光性不同外,其它物理性质和化学性质都不相同。由此可见,分子中有无手性碳原子不是判断分子有无旋光性的绝对依据。分子有旋光性的绝对依据是其具有手性。有些化合物,虽然不含有手性碳原子,但由于它有手性,也可以是光学活性物质。内消旋体和外消旋体是两个不同的概念。虽然两者都不显旋光性,但前者是纯净化合物,后者是等量对映体的混合物,它可以用化学方法或其它方法分离成纯净的左旋体和右旋体。正丁烷分子中,有三个C—Cσ键可以旋转,若选择C2—C3单键旋转,可产生四个极限构象:在环已烷的椅式构象中,12个碳氢键分为两种情况,一种是6个碳氢键与环已烷分子的对称轴平行,称为直键,简称a键。另一种是6个碳氢键与对称轴成109度的夹角,称为平键,简称e键。环已烷的6个a键中,3个向上3个向下交替排列,6个e键中,3个向上斜伸,3个向下斜伸交替排列。根据构象分析得知,当环上有不同取代基时,基团最大的取代基连在e键上最稳定,这种构象属于优势构象。对多取代基的环已烷,e键上连的取代基越多越稳定,所以e键上取代基最多的构象是它的优势构象。【例题2】写出下列化合物的立体异构,并指出异构体之间的关系(顺反异构、对映异构、非对映异构)。(1)1,3–二甲基环已烷(2)1,4–二甲基环已烷(3)3–氯–1–戊烯(4)4–氯–2–戊烯【分析】:先写出顺反异构体,再判断各异构体是否具有手性,有手性的分子存在对映体。【解析】:(1)因顺式结构中存在对称面,所以分子不具有手性;而反式异构体不存在对称面或对称中心,所以具有手性,故它存在对映异构体,所以共可写出三个立体异构。其中①与②③是顺反异构,②与③是对映异构。【例题4】写出1,2–二甲基环乙烯与HBr反应的产物,并标出分子中手性碳原子的构型。【例题6】化合物A,分子式为C8H12,有旋光性,催化加氢后得B,分子式为C8H18,旋光性消失。A在液氨与金属钠的作用下生成C,分子式为C8H14;在Lindlar催化剂作用下氢化,生成D,分子式亦为C8H14。请给出A,B,C,D的结构式及各步反应。【分析】:由A和B的分子式及氢化前后旋光性的变化,可推知A分子中必然有*C碳且两个基团的饱和性不同,而碳架相同。因此,A的可能结构有:【例题7】1964年Eaton和Cole报道了一种称为立方烷的化合物,它的分子式为C8H8,核磁共振谱表明其中的碳原子和氢原子的化学环境均无差别。若用四个重氢(氘)原子取代氢原子而保持碳架不变,则得到的四氘立方烷C8H4D4有异构体。(1)用简图画C8H4D4的所有立体异构体,并用编号法表明是如何得出这些异构体的。给出异构体的总数。(2)常见的烷的异构体通常有几种类型?画出的异构体是否都属于同种类型?(3)用五个氘原子取代立方烷分子里的氢原子得到五氘立方烷C8H3D5,其异构体有多少个?【分析】:根据立方烷的分子式C8H8及核磁共振谱,表明碳原子和氢原子的化学环境是相同的。若用四个重氢(氘)原子取代氢原子,则其结构构造的结果,有7种异构体。同理,C8H3D5有3种异构体。【解析】:(1)C8H4D4有7个异构体。(如图1)【例题8】薄荷醇是一种香料,结构如右图,它具有特殊的香气和口含有凉爽之感,广泛用于化妆品工业、食品工业和医药工业中。该结构有立体异构。异构体之间在香气强