当前课程知识点:有机化学 > 第五章 对映异构 > 5.4 环状手性化合物 > 5.4 环状手性化合物
这一节我们要研究环状手性化合物
通过前面的学习
我们知道对于环状化合物来说
比如说环己烷 它不是一个平面型的结构
那么对于这一类结构我们该如何分析呢
下面我们就给大家介绍一下环状化合物
它的旋光性的特点
在我们这一章中间重点分析
三元环和六元环的情况
首先我们看一下三元环的情况
例如一取代的环丙烷
对于含有一个取代基的三元环来说
分子中间存在一个通过这个取代基的
一个对称面
所以对于这种结构来说
它没有旋光性
或者我们说它没有手性
而如果是二取代的环丙烷
例如两个相同基团取代的环丙烷
当两个相同基团处在顺式的结构中
顺式的相对位置的时候
这个分子中间也是存在一个对称面
所以它也没有手性
而如果相同二取代的基团
处在反式的关系的时候
那么这个结构中间既没有对称面
又没有对称中心
所以这个结构是有手性的
它具有旋光性
而与此同时它一定存在着另外一个分子
和它之间是处于实物和镜像的关系
他们二者形成了一对对映异构体
这是二取代的环丙烷
而不同基团二取代的环丙烷
由于它取代基团的取向不同
它的手性情况也不同
首先我们看一下不同基团
二取代的一个顺形的情况
对于这个例子来说
它既没有对称面 也没有对称中心
所以它是有手性的
而且它一定存在着
一个和它处于实物和镜像关系的分子
它们之间组成一对对映异构体
而如果不同基团取代的
以反型结构来取代这个环丙烷也是类似
这个结构中间既没有对称面
又没有对称中心
所以它也是有手性的
所以它也存在一个与它
是处于实物和镜像关系的
另外一个有手性的分子
他们中间构成一对对映异构体
其他还有类似的多取代的一些基团
类似的相同基团多取代的环丙烷
大家也可以类似地进行分析
它是否具有手性
这是关于环丙烷的分析
那么我们还可以看一下
对于相同基团二取代的环己烷
我们也可以做一下类似的分析
我们先看一下这两个相同甲基
取代在环己烷的一位上
对于这个结构我们发现结构中间
存在着对称面
所以它没有旋光性
这是一个没有手性的分子
而对于第二个分子中间
它存在着一个对称面
也存在对称面
所以这个分子也没有手性
而对于第三个分子来说
它既没有对称面 也没有对称中心
所以这个分子是有手性的
我们再看这两个例子
对于这个相同基团处于顺式的
二取代这个结构
它是有对称面 所以他没有手性
而对于这个结构来说
这两个相同基团在1,3位取代
它们两者是处于反型的
这个结构中间既没有对称面
又没有对称中心
所以它有手性
它是一个有手性的化合物
好 我们再看另外两个例子
这是1,4-二取代的例子
1,4-二取代的顺型和1,4-二取代的反型
对于1,4-二取代的顺型结构中间
它有对称面 所以它没有手性
它有经过一号碳和四号碳对称面
而对于反形的二取代来说
它也同样有一个对称面
所以它也没有手性
所以我们可以用类似的方式
把其他的 包括不同基团取代的
二取代的环己烷
乃至于多取代的环己烷
它结构中间 通过它是否有对称面
是否有对称中心
我们就能判断出来这个化合物
到底有没有手性
我们在以上针对取代环己烷的分析时
通常我们把环己烷
看成一个平面的正六边形
而实际上对于环己烷来说
它最常见的构象是一个椅式构象
那么如果我们把环己烷
看成是一个椅式构象
从这个角度再分析它的旋光性
会得出什么样的结论呢
下面给大家做一个小的拓展
分析一下 从平面分析和构象分析
这两个角度我们同时来分析一下
取代环己烷它的一个旋光性情况
我们初步看一看
如果把这个六元环
看成是一个平面的六元环
确实结构中间我们能够看到
有一个对称面
所以我们认为这个结构它没有旋光性
但是它真实结构是这么一个椅式的结构
从椅式结构中间有两个取代基
是1,2顺形的二取代
那么其中一根键在a键
另外一根键在e键上
从这个结构中间我们能够很明确分析出来
它既没有对称面 也没有对称中心
那么它是否具有手性呢
我们不需要这么快给它下结论
如果仅从这个构象来说
我们应该分析出来
它应该是一个有手性的构象
但是实际上对于环己烷来说
它不仅存在着这种椅式的构象
它还存在着另外一种椅式构象
它可以从这种椅式构象
经过构象的一个翻转
变成另外一个椅式的构象
这两种椅式构象中间
都是一个a键 一个e键
那么它的含量是完全相同的
也就是说对于1,2-二甲基
取代的环己烷来说
它是有50%的这种构象
以及50%的另外一种构象来组成的
对于前面这个构象我们分析出来
它既没有对称面 又没有对称中心
所以它是有手性的
而后面的构象我们也能分析出来
它也是既没有对称面
也没有对称中心
它也应该是有手性的
也就是实际上它的真实的
是有两个都有旋光性的构象来组成的
而这两个构象的含量都是各占50%
它是一比一的关系
那么这时候就让我们想起来
如果这两者之间是实物和镜像的关系
也就是这两者各占50%
而这两者的旋光度的值是相同
它的符号是相反
如果它两者组成了一个外消旋体
那么整体对外来说
它应该是没有旋光性的
这是我们要分析 要达到的一个目的
那么实际上要告诉大家的是
这个构象和这个构象之间
的确是实物和镜像的关系
我们从这个角度还看得不是很清楚
我们把这个构象我们换一个角度来分析
就可以看出来
我们首先让这个构象围绕它的C3轴
旋转120度
那么这样子实际上就看得出来
这时候画出来是这种结构
那么从这个角度我们就能很明显地看出来
这个构象实际上跟它
就是一个实物和镜像的关系
也就是说这个构象
右边的构象和左边的构象之间
就是一个实物和镜像的关系
实际上也就是说对于1,2-二甲基
取代的环己烷
它是由一对对映异构体
以各占50%的形式来组成的
他组成了一对外消旋体
所以总体来说它也没有旋光性
那么也就是说这个例子我们就告诉大家
我们用平面分析得出的结论
它是没有旋光性
而利用构象分析我们也得出结论
1,2-顺式二取代的环己烷也没有旋光性
我们构象分析和平面分析
得出结论是一样的 殊途同归的
所以我们今后可以做这么一个简化
只要遇到这种六元环的结构
我们可以用比较简单的平面分析
也就是说把六元环
看成一个平面型的一个结构
平面上的正六边形的结构来分析
从而来替代这种复杂的构象分析
大家好 我是来自清华大学
基科23班的孙梦真
高中就读于四川省绵阳南山中学
大家好 我是来自清华大学化学系
基科23班的钦可
高中就读于西安的西北工业大学附属中学
钦可 李老师在课上讲了
对1,2-二氯环己烷手性的分析
你觉得有没有问题呢
我觉得她好象没有对环己烷进行构象分析
嗯 不如我们来看一下
好 假设我们画出它的构象式
这个看起来像是一个手性分子呀
我们画一下它的镜像来看怎么样
它的镜像还是顺式的1,2-二氯环己烷
嗯 但这样看来
如果它们在溶液中是等量存在的
就不会体现出旋光性对吗
对 老师讲过 外消旋体是没有旋光性的
实际上可以证明对于所有的环状化合物
如果用平面分析是没有手性的
那么有构象分析你会得到
一对一对的外消旋体
但是如果在平面上有手性的化合物
你用构象分析则不会成双成对
所以说对于环状化合物
用平面分析代替构象分析
分析它的手性是可行的
而且省了不少事呢
对于环状手性化合物的讨论就到这里
以上就是关于环状化合物旋光性的分析
谢谢大家
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题