第七章 对映异构
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第七章对映异构
D/L法） 了解立体选择性反应和立体专一反应的概念。
2
有机分子的异构现象
通过前面的学习，可知有机化合物具有如下异构现象：
异构体（Isomers） 具有相同分子式的不同化合物
构造异构体 （Constitutional isomers） 化合物中原子的排列顺序不同
立体异构体 （Stereoisomers） 化合物中原子的排列顺序相同， 但是空间排布不同
（a）以 H 原子远离我们的眼睛,按照与碳相连的原子的原子 序数由大到小顺序进行排列,一个是顺时针方向,一个是逆时 针方向。
F H
Br Cl
Cl
H
Br
F
18
（b）交换一个异构体中任何两个原子或原子团，得到 其对映异构体，即得到的化合物原子或原子团在空间的排 列顺序与以前相反。
上面的例子说明，对映异构现象实质：是基团在空间 的不同排列所引起。但是原子或基团的不同排列与旋光 性有什么关系？如何确定每种异构体的空间排列？
H
H
其他的不存在对映异构现
H
A
象。
38
练习：判断下列化合物之间的关系：
1.
与
2.
与
3.
与
解： 1. 一对对映异构体 2. 同一化合物 3. 同一化合物
39
判断对映异构体的方法
最直接的方法是建造一个分子和它的镜像的模型。观察镜像和 分子是否重叠？
是否有对称面、对称轴或对称中心。 寻找手性碳原子（手性中心）。 （但如果有两个或两个以上的手性碳原子有例外，内消旋体）
15
1) 手性中心、 不对称碳原子
（chiral center, asymmetric carbon)
Cl
H
2
有机分子的异构现象
通过前面的学习，可知有机化合物具有如下异构现象：
异构体（Isomers） 具有相同分子式的不同化合物
构造异构体 （Constitutional isomers） 化合物中原子的排列顺序不同
立体异构体 （Stereoisomers） 化合物中原子的排列顺序相同， 但是空间排布不同
（a）以 H 原子远离我们的眼睛,按照与碳相连的原子的原子 序数由大到小顺序进行排列,一个是顺时针方向,一个是逆时 针方向。
F H
Br Cl
Cl
H
Br
F
18
（b）交换一个异构体中任何两个原子或原子团，得到 其对映异构体，即得到的化合物原子或原子团在空间的排 列顺序与以前相反。
上面的例子说明，对映异构现象实质：是基团在空间 的不同排列所引起。但是原子或基团的不同排列与旋光 性有什么关系？如何确定每种异构体的空间排列？
H
H
其他的不存在对映异构现
H
A
象。
38
练习：判断下列化合物之间的关系：
1.
与
2.
与
3.
与
解： 1. 一对对映异构体 2. 同一化合物 3. 同一化合物
39
判断对映异构体的方法
最直接的方法是建造一个分子和它的镜像的模型。观察镜像和 分子是否重叠？
是否有对称面、对称轴或对称中心。 寻找手性碳原子（手性中心）。 （但如果有两个或两个以上的手性碳原子有例外，内消旋体）
15
1) 手性中心、 不对称碳原子
（chiral center, asymmetric carbon)
Cl
H
有机化学基础知识点对映异构体的概念和性质
有机化学基础知识点对映异构体的概念和性质有机化学基础知识点——对映异构体的概念和性质有机化学是研究有机化合物的合成、结构、性质和反应机理的学科。
在有机化学中，对映异构体是一个重要的概念。
对映异构体是指具有相同分子式和相同连接方式的有机化合物，在空间结构上不可互相重叠的立体异构体。
对映异构体的存在使得有机化合物的空间构型具有多样性，对于理解有机化合物的性质和反应机理具有重要意义。
对映异构体的概念可以通过手性的概念来理解。
手性是一个物体或分子无法与其镜像重叠的性质。
简单来说，手性就是“左手无法与右手重合”。
在有机化学中，手性主要表现为空间的非对称性。
一个手性化合物可以存在两种非对称的空间构型，分别称为对映体。
对映体的非对称碳原子被称为手性中心。
对映异构体的性质主要表现在光学性质和化学性质上。
首先是光学性质。
对映异构体表现出的光学活性是其最重要的性质之一。
光学活性是指对偏振光产生旋光现象的能力。
在化学性质中，对映异构体可以与其他化合物发生不对称反应，形成对映选择性的产物。
其次是化学性质。
对映异构体在与其他化合物发生反应时，由于立体结构不同，其反应性质也可能不同。
有时，一种对映体可以表现出比另一种对映体更强的活性或选择性。
这种差异使得对映异构体在药物合成、天然产物的结构确认等领域具有重要意义。
由于对映异构体的重要性，对映异构体的分离和鉴定成为有机化学的研究重点之一。
常见的对映异构体的分离方法包括手性柱层析、手性计算机辅助合成和手性液相色谱等。
鉴定对映异构体常常借助于一些化学工具和方法，如核磁共振和X射线晶体衍射技术。
总之，对映异构体是有机化学中的重要概念。
理解对映异构体的概念和性质对于深入研究有机化合物的结构和性质具有重要意义。
通过有效的分离和鉴定方法，可以更好地利用对映异构体的性质，用于药物合成、催化剂设计等领域的研究。
第七章 对映异构
第七章 对映异构异构：1. 构造异构（分子中原子团连接次序不同） 碳干异构官能团异构官能团位置异构2．立体异构（构造相同分子中原子在空间排步不同） 构型异物 ：顺反异构 对映异构 构象异构例：乳酸CH 3CHCOOHOHa —羟基丙酸 来源两种：1）肌肉乳酸 +3.802）乳酸发酵 —3.80都是乳酸，只是来源不同，分子式，构造式都相同。
一般的理化性质也都相同，不同的只是叫做旋光性的性质不同。
原因：二者的空间构型不同。
Cabcd a . b. c. d 不同的原子或原子团时（1） 二者不可能完全重合 （2）二者为镜物象关系 所以 二者的旋光性正好一左一右。
例： 左右手套为相互映像关系。
但二者并不等同，右手不能插入左手手套。
对应异构：构造相同，构型不同互成镜像对映关系的立体异构现象。
立体化学：从结构上说是分子中原子、原子团在空间排布，并这种排布对性质产生影响。
§ 1 物质的旋光性一．平面偏振光和旋光性：1． 光波及传播： 光波是电磁波，是横波。
其振动方向和前进方向垂直。
2． 光源研究物质旋光性用偏振光，不是在所有方向存在的光。
3． 平面偏振光（偏振光，偏光）尼科尔（Nicol ）棱镜象一个栅栏，只允许和棱晶晶轴平行的光通过，其他平面上的光被挡住，剩下的只在一个平面上振动的光。
偏振光：只在一个平面上振动的光。
3．物质的旋光性，旋光度（α）使偏光透过一些液体，有些物质对偏光不发生影响。
偏光仍维持原来的振动平面，但在有些物质就使偏光的振动平面旋转一定角度（α）旋光物质：能使偏振光的偏振面旋转一定角度的物质旋光性：旋转的性质叫旋光性旋光度：旋转的角度右旋体（+）：向右旋转的物质左旋体（—）；向左旋转的物质aË®¸î»Æ»«ÈéË®¸îÆÏÌÑÌÇ二. 旋光仪比旋光度atD1. 旋光仪：测物质旋光度的仪器光源起偏镜样品管检偏镜目镜2. 比旋光度：atDα随测定条件的变化而变化，与浓度，光，温度等都有关系atD不随条件变化，是物质的特征值，特有的物理常数。
对映异构体和手性的概念分子的手性和对称因素的关系手性碳原子
的拆分。
1．诱导结晶拆分
• 在外消旋体热饱和溶液中，加入一定量的左旋体或右旋体作
为晶种，当溶液冷却时，与晶种相同的异构体便优先析出。 滤出结晶后，另一种旋光异构体在滤液中相对较多，在加热 条件下再加入一定量的外消旋体至饱和，当溶液冷却时，另 一种异构体优先析出。如此反复操作，就可以把一对对映体
完全分开。
第九节 制备单一手性化合物的方法
一、由天然产物提取
• 手性化合物可以从天然植物、动物、微生物等中分离提取，
该方法原料来源丰富，价廉易得，生产过程相对简单，产品 光学纯度较高。
二、外消旋体的拆分
• 一个非手性化合物在非手性环境中引入第一个手性中心时，
通常都得到外消旋体，然后用物理或化学方法将外消旋体的 一对对映体拆分成两种纯净的旋光体，这一过程为外消旋体
第七章 立体化学基础
要点导航
1． 掌握同分异构体的分类、 分子模型的三种表示方法以及它 们之间的相互转换、对映异构体和手性的概念、分子的手性和 对称因素的关系、手性碳原子的概念及对映体的构型标记、外 （内）消旋体和非对映异构体的概念、苏型和赤型的概念、脂 环化合物的立体异构。
要点导航
2．熟悉对映体和非对映体的理化性质、不含手性碳原子化 合物的对映异构。 3．了解平面偏振光和比旋光度有关概念、对映体过量百分 率和光学纯度的概念、旋光异构与生理活性的关系、制备 单一手性化合物的方法、有机反应历程中的立体化学。
4．色谱分离
• 如果被分离的物质与固定相的吸附作用有差别，或与
流动相的溶剂化作用有差别，则几种物质可以利用色 谱的方法进行分离。色谱分离对映异构体可分为直接
分离法和间接分离法。
三、不对称合成
• 不对称合成泛指一类反应由于手性反应物、试剂、催化剂以
1．诱导结晶拆分
• 在外消旋体热饱和溶液中，加入一定量的左旋体或右旋体作
为晶种，当溶液冷却时，与晶种相同的异构体便优先析出。 滤出结晶后，另一种旋光异构体在滤液中相对较多，在加热 条件下再加入一定量的外消旋体至饱和，当溶液冷却时，另 一种异构体优先析出。如此反复操作，就可以把一对对映体
完全分开。
第九节 制备单一手性化合物的方法
一、由天然产物提取
• 手性化合物可以从天然植物、动物、微生物等中分离提取，
该方法原料来源丰富，价廉易得，生产过程相对简单，产品 光学纯度较高。
二、外消旋体的拆分
• 一个非手性化合物在非手性环境中引入第一个手性中心时，
通常都得到外消旋体，然后用物理或化学方法将外消旋体的 一对对映体拆分成两种纯净的旋光体，这一过程为外消旋体
第七章 立体化学基础
要点导航
1． 掌握同分异构体的分类、 分子模型的三种表示方法以及它 们之间的相互转换、对映异构体和手性的概念、分子的手性和 对称因素的关系、手性碳原子的概念及对映体的构型标记、外 （内）消旋体和非对映异构体的概念、苏型和赤型的概念、脂 环化合物的立体异构。
要点导航
2．熟悉对映体和非对映体的理化性质、不含手性碳原子化 合物的对映异构。 3．了解平面偏振光和比旋光度有关概念、对映体过量百分 率和光学纯度的概念、旋光异构与生理活性的关系、制备 单一手性化合物的方法、有机反应历程中的立体化学。
4．色谱分离
• 如果被分离的物质与固定相的吸附作用有差别，或与
流动相的溶剂化作用有差别，则几种物质可以利用色 谱的方法进行分离。色谱分离对映异构体可分为直接
分离法和间接分离法。
三、不对称合成
• 不对称合成泛指一类反应由于手性反应物、试剂、催化剂以
第七章对映异构1
酒石酸
COOH
３ 手性分子的判断
手性分子都具有对映异构体存在。
判断一个分子是不是手性分子，最直接的办法 就是，看这个分子能否和它的镜像重合。 画出分子的镜像，进行比较。 分子有无手性，也可以从它具有的对称因素来 判定。
对称面σ：对称面是一个假设的平面。如一个假设
的平面能够把分子分为互为实物与镜象关系的两部分， 这个平面就是这个分子的对称面。我们假设的这个平 面可以均等的分开一个原子或原子团。具有对称面的 分子不是手性分子，没有旋光性。
碳原子，或称为不对称碳原子。
OH CH3 C* COOH H
乳酸
COOH H C H H C* OH COOH
苹果酸
手性分子：具有手性的分子，有互为镜像但不
能重叠的对映异构体存在。
注意：具有手性碳原子的分子不一定是手性分子， 没有手性碳原子的分子也不一定不是手性分子。
COOH H C* OH H C* OH
表示向左旋转。
左旋体(-)：使偏振光振动平面按反时针方向旋转 右旋体(+)：使偏振光振动平面按顺时针方向旋转
Nicol棱镜
旋光仪的工作原理
WXG-4圆盘旋光仪
t α ]λ 比旋光度 [ ：
在20℃温度下，以钠光为光源，则每毫升（ml） 含1克（g）旋光性物质的溶液通过1分米（dm）长的
盛液管时测出的旋光度称为该物质的比旋光度 。
COOH H
CH3 H H H CH3
COOH Cl
HOOC
有对称中心
不是对称中心
从以上分析可以看出，凡是分子中具 有对称面或对称中心的分子，都不是手性 分子，没有旋光性。我们将对称面与对称 中心称为对称因素，因此，凡分子中存在 有对称因素的分子都没有旋光性。 判断物质是否具有旋光性的依据是看 其分子中是否存在对称因素。
COOH
３ 手性分子的判断
手性分子都具有对映异构体存在。
判断一个分子是不是手性分子，最直接的办法 就是，看这个分子能否和它的镜像重合。 画出分子的镜像，进行比较。 分子有无手性，也可以从它具有的对称因素来 判定。
对称面σ：对称面是一个假设的平面。如一个假设
的平面能够把分子分为互为实物与镜象关系的两部分， 这个平面就是这个分子的对称面。我们假设的这个平 面可以均等的分开一个原子或原子团。具有对称面的 分子不是手性分子，没有旋光性。
碳原子，或称为不对称碳原子。
OH CH3 C* COOH H
乳酸
COOH H C H H C* OH COOH
苹果酸
手性分子：具有手性的分子，有互为镜像但不
能重叠的对映异构体存在。
注意：具有手性碳原子的分子不一定是手性分子， 没有手性碳原子的分子也不一定不是手性分子。
COOH H C* OH H C* OH
表示向左旋转。
左旋体(-)：使偏振光振动平面按反时针方向旋转 右旋体(+)：使偏振光振动平面按顺时针方向旋转
Nicol棱镜
旋光仪的工作原理
WXG-4圆盘旋光仪
t α ]λ 比旋光度 [ ：
在20℃温度下，以钠光为光源，则每毫升（ml） 含1克（g）旋光性物质的溶液通过1分米（dm）长的
盛液管时测出的旋光度称为该物质的比旋光度 。
COOH H
CH3 H H H CH3
COOH Cl
HOOC
有对称中心
不是对称中心
从以上分析可以看出，凡是分子中具 有对称面或对称中心的分子，都不是手性 分子，没有旋光性。我们将对称面与对称 中心称为对称因素，因此，凡分子中存在 有对称因素的分子都没有旋光性。 判断物质是否具有旋光性的依据是看 其分子中是否存在对称因素。
对映异构体及外消旋体
超过另一个对映体的数量。
测得样品的比旋光度 o.p. 纯对映体的比旋光度 100%
19
19
五、旋光异构与生理活性
• 氯胺酮是非巴比妥类中枢抑制剂，发挥麻醉或镇痛作用的是
其右旋体，而兴奋中枢产生精神症状的是其左旋体。
• 抗结核药物乙胺丁醇，D-型比L-型的活性强200倍以上，毒
性也比L-型小得多。
构型标记法。
13 顺序规则进行排序：a＞b＞c＞d
13
14
14
• 对映体D/L-构型或R/S-构型与旋光方向（左旋或右旋）之
间没有必然联系，旋15光方向需由实验确定。
15
三、对映异构体及外消旋体
• 使用微生物使葡萄糖或乳糖发酵产生乳酸时，不同的菌种，
可得两种不同的乳酸。
• 用化学合成法得到的乳酸，没有旋光性，这种乳酸是含等量
1．D/L-构型标记法
• 十九世纪末，费歇尔建议以甘油醛为标准来确定对映体的
构型。
11
11
• 局限性：无法与甘油醛结构相联系的化合物不能用此方法
标记构型；分子中有多个手性碳原子时，不能全面地反映 各手性碳的构型。由于习惯，目前在糖和氨基酸类物质中
仍较普12遍采用。
12
2．R/S-构型标记法
• 考虑D/L-构型标记法的局限性，1970年IUPAC建议采用R/S-
第五节 含一个手性碳原子化合物的构型
8
8
一、手性碳原子
• 连有四个互不相同取代基的碳原子称为手性碳原子，又称为
不对称碳原子，用“*” 标识。
9
9
• 手性碳原子是手性原子的一种，此外还有手性氮原子、手性
磷原子、手性硫原子等。
10
10
测得样品的比旋光度 o.p. 纯对映体的比旋光度 100%
19
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五、旋光异构与生理活性
• 氯胺酮是非巴比妥类中枢抑制剂，发挥麻醉或镇痛作用的是
其右旋体，而兴奋中枢产生精神症状的是其左旋体。
• 抗结核药物乙胺丁醇，D-型比L-型的活性强200倍以上，毒
性也比L-型小得多。
构型标记法。
13 顺序规则进行排序：a＞b＞c＞d
13
14
14
• 对映体D/L-构型或R/S-构型与旋光方向（左旋或右旋）之
间没有必然联系，旋15光方向需由实验确定。
15
三、对映异构体及外消旋体
• 使用微生物使葡萄糖或乳糖发酵产生乳酸时，不同的菌种，
可得两种不同的乳酸。
• 用化学合成法得到的乳酸，没有旋光性，这种乳酸是含等量
1．D/L-构型标记法
• 十九世纪末，费歇尔建议以甘油醛为标准来确定对映体的
构型。
11
11
• 局限性：无法与甘油醛结构相联系的化合物不能用此方法
标记构型；分子中有多个手性碳原子时，不能全面地反映 各手性碳的构型。由于习惯，目前在糖和氨基酸类物质中
仍较普12遍采用。
12
2．R/S-构型标记法
• 考虑D/L-构型标记法的局限性，1970年IUPAC建议采用R/S-
第五节 含一个手性碳原子化合物的构型
8
8
一、手性碳原子
• 连有四个互不相同取代基的碳原子称为手性碳原子，又称为
不对称碳原子，用“*” 标识。
9
9
• 手性碳原子是手性原子的一种，此外还有手性氮原子、手性
磷原子、手性硫原子等。
10
10
第7章 对映异构
手征性的宇宙
丰富多彩的自然界尽管可以发现一些漂亮的对称体，但 现代科学已经揭示出，自然界通常不存在镜像对称，从亚原 子水平到宏观水平，宇宙在所有的水平上都是不对称的。许 多类似于这种不对称是如何产生的，某一水平上的手征性如 何引起另一水平上的手征性之类的问题还远远没有解决。
蝴蝶的四翅 （每侧两个） 左右对称
“横前竖后”
使用费歇尔投影式应注意的问题：
1）基团的位置关系是“横前竖后” 2）如果任意改变两个基团的位置奇数次，则变成其对 映体；改变偶数次则为同一化合物；
2、构型的标记
1）D-L标记法
规定： -OH在手性碳的左侧——左旋（L） -OH在手性碳的右侧——右旋（D） 局限性：只能标记含-OH手性碳的分子
3、对含两个手性碳原子化合物的旋光性 1）对含多个不同手性碳原子的化合物
CHO R H R H
(i)
CHO HO HOຫໍສະໝຸດ (ii)CHO H OH CH2OH
(iii) (iv)
CHO H HO OH R H S CH2OH
OH OH CH2OH
H S S HO H S R H CH2OH
(2R,3R)-(-)-赤藓糖 (2S,3S)-(+)-赤藓糖 (2S,3R)-(+)-苏阿糖 (2R,3S)-(-)-苏阿糖
逆时针——"S"（Sinister的字头, 指左的意思）
逆时针 顺时针
S
R
举例：
COOH C H C2 H5 OH
H5 C2 HO
COOH C H
练习：
(S)
(S)
对费歇尔投影式的简单观察方法：
（1）小左右，逆时针为R，顺时针为S （2）小上下，逆时针为S ，顺时针为R 例如：
第七章 对映异构
第七章 对映异构
构造异构
同分异构
立体异构
顺反异构 构型异构
立体异构
构象异构
对映异构
一、物质的旋光性
• 平面偏振光：
光线通过尼科尔Nicol棱镜，变为只在一个平面振动 的光，称为平面偏振光。
Nicol棱镜
对映异构现象：
图.7.3 左右手互为镜像，不能重叠
图7.2 互为镜像的一对对映体
图 7.4 2-羟基丁烷的一对对映异构体
CH3 C H
sp杂化
CH3 C C H
CH3 C H C C
CH3 H
CH3 但若为 H C C C
CH3 CH3
则无旋光性
比如，抗菌素菌霉素：
HC C CH C CH CH CH CH2COOH
2.螺环化合物：
用环状结构代替丙二烯手性化合物中的一个或两个双键 得到的化合物也具有手性
H3C H P132 H H3C
内消旋体 非对映体
对映体
内消旋体：没有旋光性，分子内部手性碳原子旋光能 力相互抵消； 外消旋体：两种分子间旋光能力相互抵消。 有手性碳原子的化合物不一定具有手性
氯霉素分子中有两个手性碳原子,有四个对映异构体 CH2OH H OH 有抗菌作用的仅是 D-(-)-苏式氯霉素
O Cl2CHCNH H
NO2
图7.14 2-丁酮在镍的催化作用下加氢还原为等量的 (R)-2-丁醇和 (S)2-丁醇
2、 第二个手性中心的产生：
CH3 H CH3 H H CH3 Cl H Cl2 H H CH3 Q: * CH3CH2CH2CH3 Cl 外消旋体 A: No. Cl2 * * CH3CHCHCH3 Cl Cl Cl2 Cl CH3 CH3 Cl Cl (2S,3R)-2氯丁烷 (内消旋体) 有无旋光性? 71 Cl H (2S,3S)-2氯丁烷 比例 29
构造异构
同分异构
立体异构
顺反异构 构型异构
立体异构
构象异构
对映异构
一、物质的旋光性
• 平面偏振光：
光线通过尼科尔Nicol棱镜，变为只在一个平面振动 的光，称为平面偏振光。
Nicol棱镜
对映异构现象：
图.7.3 左右手互为镜像，不能重叠
图7.2 互为镜像的一对对映体
图 7.4 2-羟基丁烷的一对对映异构体
CH3 C H
sp杂化
CH3 C C H
CH3 C H C C
CH3 H
CH3 但若为 H C C C
CH3 CH3
则无旋光性
比如，抗菌素菌霉素：
HC C CH C CH CH CH CH2COOH
2.螺环化合物：
用环状结构代替丙二烯手性化合物中的一个或两个双键 得到的化合物也具有手性
H3C H P132 H H3C
内消旋体 非对映体
对映体
内消旋体：没有旋光性，分子内部手性碳原子旋光能 力相互抵消； 外消旋体：两种分子间旋光能力相互抵消。 有手性碳原子的化合物不一定具有手性
氯霉素分子中有两个手性碳原子,有四个对映异构体 CH2OH H OH 有抗菌作用的仅是 D-(-)-苏式氯霉素
O Cl2CHCNH H
NO2
图7.14 2-丁酮在镍的催化作用下加氢还原为等量的 (R)-2-丁醇和 (S)2-丁醇
2、 第二个手性中心的产生：
CH3 H CH3 H H CH3 Cl H Cl2 H H CH3 Q: * CH3CH2CH2CH3 Cl 外消旋体 A: No. Cl2 * * CH3CHCHCH3 Cl Cl Cl2 Cl CH3 CH3 Cl Cl (2S,3R)-2氯丁烷 (内消旋体) 有无旋光性? 71 Cl H (2S,3S)-2氯丁烷 比例 29
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H S-2-氯丁烷
直接根据Fischer投影式命名的简便方法介绍：
COOH 中 H OH 大 CH3 小 R-(-)-乳酸 CH2Cl 中 HOCH2 HO
COOH H
CH3 S-(+)-乳酸 H
最小基在横 键上，纸面 走向与实际 走向相反.
小
Cl
H S-2,3-二氯丙醇
大
最小基在竖 HOCH2 Cl 键上，纸面 走向与实际 CH2Cl 走向相同. R-2,3-二氯丙醇
—C —O
N C —C ≡N 看作 —C — N N C
Question 4:
1.比较 —C(CH3)3 与 —C≡CH的优先次序.
2.比较
与 —C≡CH的优先次序。
常见基团的先后次序：
—I >—Br > —Cl > —SO3H >—SH > —F >—O—C—R > —OR O >—OH > —NO2 > —NR2 > —NHR > —NH2 > —CCl3 > —CO2H > — C —NH2 > —C—H > —CH2OH > —C≡N > O O >—C≡CH >—C(CH3)3 >—CH=CH2 >—CH(CH3)2 >—CH2CH2CH3 > —CH2CH3 > —CH3 > —D > —H > （孤对电子）；
-CH2CH2CH3 > -CH2CH3 > -CH3 -CH2CH2CH3 <-CH-CH3 CH3
H C C C C C H
H
(3) 遇到双键或叁键时，则当作两个或三个单键看待。(重键化单) —CH=CH2 看作 —CH —CH2 C O —C=O H 看作 H C C C C —C≡CH 看作 —C — C—H C C
CO2H HO H H OH CO2H （1）
(2S,3S)-酒石酸 [α]D-12° mp: 170 ℃
Z-型双键 > E-型双键； R 构型 > S 构型
1. 1-氯-1-溴乙烷
2. (+)-2-氯丁烷
(－)-甘油醛
Br>Cl>CH3>H R构型
Cl>C2H5>CH3>H R构型
OH>CHO>CH2OH>H
S构型
Cl
直接利用Fischer投影式命名：
Cl
还原为立体式 C2H5 H CH3 C2H5 CH3
Cl
H H F Cl
P H
F
H
具有对称中心的化合物和它的镜象能 够重合，因此不具有手性.
Question 1 :下列化合物哪些是手性的？指出它们 所含的手性碳原子。
1. CH2Cl2 2. CHCl3 3.CH3-CHCl-CH2CH3
4. CH3-CH-CH2CH3
CH2CH3 H 6. CH3
5. CH3-CH-CH-CH2CH3
OH OH CH3 7. H
CH3
实际上，如果一个碳原子连结四个不同的基团，该部位就是一个产生手性 的中心。这样的碳叫手性碳，也叫不对称碳。手性碳是产生手性的最普遍 因素。绝大多数旋光体都与手性碳有关。
四
对映异构体结构的表示方法
COOH
1、立体结构式
COOH
锲形式
乙醇
CO2H
CO2H * C
H
CH3
H
H3C
C*
H
CH3
OH
HO
乳酸
* CH3CH2CHCH2OH
CH3
2-甲基-1-丁醇
CH2OH
H3C C H C2H5 H5学中的几个基本概念
物质的旋光性
——欲知旋光性，先说偏振光 Nicol棱镜 (偏振片) 偏振光
CH3
D-，R-
CH2SH
D-，S-
D/L 法和 R/S 是两种不同的构型表示方法，二者间无直 接逻辑联系，D和R以及L和S有时一致，有时不一致。
六、外消旋体、内消旋体、非对映体
1. 含有1个手性碳原子的化合物具有1对对映体(21个) COOH H CH3 熔点： ℃ 比旋光度： OH HO CH3 COOH H
第七章
旋光异构
本章重点讲授：
对映体和手性——理解 2.对映体和旋光性——理解 3.旋光性与分子结构的关系——理解 3.手性分子的分类及情况分析——掌握 4.旋光异构体的性质与不对称合成——理解
1.
立体异构
几何异构
构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同。
因共价键旋转受阻而产生的立体异构。
有对映异构体的分子称为手性分子（ Chiral molecule ），或称分子具有手性 (chirality). 乙醇 没有对映体，因此是非手性分子。 与4个不同基团相连的碳原子称为手性碳原 子 ( 常用 *C表示 ), 正是这种碳原子使乳酸分子产 生了手性。 *C 只是手性原子 ( 又称手性中心 ) 的 一种。 OH C H
检偏镜
+900
左旋？右旋？
立体化学中的几个基本概念
旋光度
立体化学中的几个基本概念
比旋光度 —— 是一物理常数 = [a ]×L×C
[a]D =
t
L× C
t：测定温度(℃) D: 光源(钠D线，589nm) L：旋光管长度(1dm) C：溶液浓度(1g·ml-1or kg·L-1), 纯液体为密度 通常还要注明溶剂
CO2H
H
COOH
五、 对映异构体构型的命名
1、构型的D/L命名法
选择甘油醛作为标准，并人为地规定它的构型。
CHO H OH CH2OH D-(+)-甘油醛 HO
CHO H CH2OH L-(-)- 甘油醛
COOH H2N H R L-氨基酸
规则：在严格的Fischer投影式中，C*上取代基处 于右侧为D-构型；处于左侧为L-构型。
立 体 异 构
构象异构
因单键“ 自由” 旋转而产生的立体异构。
H H CH3 H CH3 H CH3 H CH3 H H H CH3 CH3
旋光异构
因分子中手性因素而产生的立体异构。
Br CH3 C C2H5 Cl Br H5C2 CH3 C Cl Cl CH3 C Br C2H5
对映异构又叫光学异构或旋光异构。它是一类与物 质的旋光性质有关的立体异构。
D-(-)-乳酸 53
-3.82°
L-(+)-乳酸 53
+3.82°
外消旋体
一对对映体的等量混合物。是一种
特殊的混合物。常用(±)或 dl 表示。
Question ： 外消旋体是否显旋光性？为什么？
答：不显旋光性。因为一对对映体的等量混合物 其旋光性正好相互抵消。 外消旋体的其他物理性质也有差异。
2、构型的R/S命名法（IUPAC命名法） 方法：次序规则排次序，方向盘上定构型。
(1) 把手性碳上所连的四个原子或基团根据顺序规则排出大、 中、小、最小。(2) 把最小的基放在方向盘的连杆上，其它三 个基就在方向盘上。(3) 再观察这三个基的大、中、小走向， 顺时针为R，反时针为S。
a－>b－>c顺时针:
H
CH3
或：
OH
H HO
CH3
COOH
H CH3 H
COOH
HO
OH
CH3
2、Fischer投影式
H2N
NH2
H2N
2-氨基丙酸对映体的投影式
Fischer投影式书写规则（投影规则） (1)“横前竖后”：把与*C结合的横向的两个键摆向自 己(纸平面的前方)，竖向两个键向外(纸平面的后方)。
（这一条必须遵守！）
Q: Give the names of the following compounds。 (by R/S nomenclature)
COOH 2 H 3 COOH Cl
2
3
HO
H
(2R,3S)-2-羟基-3-氯丁二酸
Question ： D/L 法和 R/S 有什么联系吗？ COOH H NH2 H COOH NH2
在大多数情况下，可根据分子中是否存在手性碳原 子来判断分子是否有手性。
1、对称面(m)：假如有一个平面可以把分子切开成两 部分，而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就 是分子的对称面。具有对称面的分子与其镜像能够重 合，因而无手性。
丙酸分子 的对称面
分子的对称面
具有对称面的分子为非手性分子
2.对称中心 若分子中有一点P，通过P点画任何直线， 如果在离P点等距离的直线两端有相同的原子或基团， 则点P称为分子的对称中心，简称为对称心。
(2) 一般将主碳链放在竖直线上，把命名时编号最小 的碳原子放在上端。
将这样固定下来的分子模型中各个原子或基团投 影到纸面上, “ 十”字交叉点相当于 *C，它位于纸面上。 按此方式得到的Fischer投影式为最严格的Fischer 式，用D/L法命名时必须用这种Fischer式。
旋光性与分子结构的关系
只有一个振动平面的光 与棱镜晶 轴平行的 振动平面
晶轴 b a c d
普通光
有无数个振动平面，振动平面与光的前进 方向相垂直
立体化学中的几个基本概念
立体化学中的几个基本概念
旋光仪工作原理示意图:
光源
起偏镜 盛液管
旋光物质 旋光度不旋光物质 —与浓度C有关 —与长度l有关
刻度盘 观察 目镜 亮 暗 +1800
镜面
实物与镜像
若实物与其镜像能够完全重合，则实物与镜像所 代表的两个分子为同一个分子。 OH OH C H H H C H