第四章 对映异构 构造相同,但分子中原子在空间的排列方式不同的化合物称为立体异构体,这种现象称为立体异构。它是立体化学的主要内容之一。那么,什么叫立体化学?立体化学(stereochemistry)是一种以三度空间来研究分子结构和性质的科学。我们知道有机分子是立体的,所以在研究它时必须要有立体化学的观念。目前已发现许多有机化合物的结构和性质一定要从它们的空间排列来解释。 正由于有机分子是立体的,所以会因它们中的各原子在空间排列位置的不同而造成异构现象--立体异构。前面所讲的构象异构和顺、反异构都是立体异构。可是构象异构和顺、反异构不同,构象异构可借分子中单键的旋转而互变。因此很难分离出构象异构体,只能利用光谱分析、热力学计算、偶极矩测量以及 X-光或电子衍射证明它们的存在。而顺、反异构体的互变要通过键的断裂,比较困难,因此能得到纯的顺式异构体和反式异构体。 立体异构除了上面两种以外,这里我们介绍第三种,那就是对映异构(enantiomerism)。 例如:当我们进行 2-丁烯的水合反应时,分离到两种丁醇,它们的物理性质和化学性质基本上相同,只是在对偏振光的作用上有差异,一个使偏振光向右转(右旋体Dextrorotatory)一个使偏振光向左转(左旋体Levorotatory),转的度数基本上也相同。 H3C CHCHCH3 + H OHH+H3C CH2 C CH3HOH+H3CH2C COHHCH3左旋体右旋体[α]D25= -13.52O[α]D25= +13.52O 它们的结构如按照平面来书写,很难看出有什么两样,都是CH3CH2CH(OH)CH3,可是在空间排列上,它们是不同的,它们互成镜象不重合,所以不是一个化合物,是构型异构体。 由于这两个异构体互相对映,故称为对映体(Enantionmers).又因为它们中的一个要使偏振光向左转,另一个使偏振光向右转,所以也常称为旋光异构体(Optical isomers)。 旋光异构现象是用偏振光来鉴别的,那么什么是偏振光?化合物的旋光性又是怎样测得的? §1. 旋 光 性 一、平面偏振光和旋光性 光波是一种电磁波,它的振动方向与其前进方向垂直。 在普通光线里,光波可在垂直于它前进方向的任何可能的平面上振动。 中心圆点“O”,表示垂直于纸面的光的前进方向,双箭头表示光可能的振动方向。 如果将普通光线通过一个Nicol棱晶,它好象一个栅栏,只允许与棱晶晶轴相互平行的平面上振动的光线透过棱晶。这种通过Nicol棱晶的光线叫做平面偏振光(Plane-polarzed light)简称偏振光。 1.平面偏振光 2.旋光性 ...