旋光性与比旋光度
旋光度
平面偏振光通过含有某些光学活性的化合物液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。
旋转的度数，称为旋光度。
偏振光透过长1dm 并每1ml中含有旋光性物质1g的溶液，在一定波长与温度下测得的旋光度称为比旋度。
测定比旋度（或旋光度）可以区别或检查某些药品的纯杂程度，亦可用以测定含量。
比旋光度可以用[α]表示。
比旋光度仅决定于物质的结构，因此，比旋光度是物质特有的物理常数。
在实际工作中，常常可以用不同长度的旋光管和不同的样品浓度测定某物质溶液的旋光度α，并按下式进行换算得出该物质的比旋光度[α]。
[α] = α/ l* C
式中：C--溶液的浓度（g/mL）；l--旋光管长度（dm）。
若被测物质是纯液体，则按下式进行换算。
[α] = α/ l* ρ
式中：ρ--液体的密度。
因偏振光的波长和测定时的温度对比旋光度也有影响，故表示比旋光度时，还要把温度及光源的波长标出，将温度写在[α]的右上角，波长写在左下角，即。
溶剂对比旋光度也有影响，故也要注明所用溶剂。
例如某物质的比旋光度为：（C,1,CH3OH），这说明该物质的比旋光度为右旋98.3，测定时的温度为20℃，使用D钠光，溶剂为甲醇，溶液浓度为1%。
第5章 旋光异构
CHO [O]
H C OH
CH2OH
Ｄ－（＋）－甘油醛
COOH [H]
H C OH
COOH H C OH
CH2OH
Ｄ－（－）甘油酸
CH3
Ｄ（－）－乳酸
三、绝对构型和Ｒ、Ｓ表示法
相对构型以甘油醛为标准构型物有它的局限性，有 的旋光异构体的构型无法以甘油醛为标准来确定。
1951年后，随着X衍射技术的发展，可以直接测定对映体 结构中的原子或基团的空间排列位置，可得到它们的真实构型， 因此叫绝对构型。即Ｒ、Ｓ构型标记法。
CHO
CHO
H
C OH
H
C
OH
C H2O H
透视式
C H2O H
费歇尔投影式
费歇尔投影式规则：
1．翻转：构型改变；
2．旋转： ➢ 旋转180°及整数倍，构型不变； ➢ 旋转90°及奇数倍，构型改变；
3．基团交换： ➢ 任意两基团互换，构型改变； ➢ 三基团轮换，构型不变；
二、相对构型和Ｄ、Ｌ表示法
既无对称面，又无对称中心 有手性
【总结】
一种物质具有与镜象的不重合性，即手性，导致了旋光性。
物质的手（征）性是产生旋光性的充分和必要条 件。也就是说手性分子必然有旋光性。
有手性碳不一定具有旋光性； 有旋光性不一定具有手性碳。
二、对映体
乳酸是不对称分子，和它的镜象不能重合,组成了一组对映体
镜面
对映异构体的比旋光度数值相等，但符号相反。 对映异构体等量混合，不再显示出旋光性。称为“外消旋体” 。
质或光学活性物质。
使偏振光向右旋转的为右旋，记做＋ 向左旋转的为左旋，记做－
偏转角 旋光度
光源
Nicol
二氯甲烷比旋度
二氯甲烷比旋度
二氯甲烷是一种有机化合物，其比旋度是一个重要的物理常数，用于描述其旋光性。
比旋度，通常用符号[α]表示，单位为°。
二氯甲烷的比旋度为0°，这意味着它本身并不具有旋光性。
这个特性在化学和生物化学领域中有重要应用，尤其是在测定其他具有旋光性的物质的纯度和含量时。
比旋度的测量原理是基于物质的旋光性，即物质对偏振光的旋转能力。
当光通过一个含有旋光性物质的样品时，光线的偏振面会发生旋转，这个旋转的角度就是该物质的比旋度。
在化学结构上，二氯甲烷是一种对称分子，其中心原子与两个氯原子形成的键角相等，因此不具有手性，即它不具有旋光性。
这也是为什么二氯甲烷的比旋度为0°的原因。
因此，了解二氯甲烷的比旋度有助于我们更好地理解其物理和化学性质，以及在实验中如何正确使用它来测定其他物质的旋光性。
第六章 对映异构习题答案
第六章对映异构1、说明下列各名词的意义：⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对应异构体：⑷非对应异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体：答案：（1）旋光性：能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。
（2）比旋光度：通常规定1mol含1 g旋光性物质的溶液，放在1 dm (10cm)长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。
（3）对应异构体：构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。
（4）非对应异构体：构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。
（5）外消旋体：一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。
（6）内消旋体：分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。
2、下列化合物中有无手性C（用*表示手性C）（1）（2）（3）（4）答案：（1）*（2）无手性碳原子（3）**（4）3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。
答案：解：分子式为C3H6DCl的化合物共有5个构造异构体，其中3个有对应异构体。
（手性）：（无手性）Cl CH 2CH 3HD DH ClCH 2CH 3CH 2Cl CH 3HDDHCH 2ClCH 3CH 2D CH 3HClClHCH 2DCH 34、 ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6Cl 2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵ 从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C 3H 5C l3）的数目已由气相色谱法确定。
从A 得出一个三氯化物，B 给出两个， C 和D 各给出三个，试推出A ，B 的结构。
⑶通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C ，那么C 的构造式是什么？D 的构造式是怎样的？⑷有旋光的C 氯化时，所得到的三氯丙烷化合物中有一个E 是有旋光性的，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？ 答案：(1)Cl 2CHCH 2CH 3(1) CH 3CCl 2CH 3(2) ClCH 2CHClCH 3(3) ClCH 2CH 2CH 2Cl (4)(2) 解：A 的构造式：CH 3CCl 2CH 3 B 的构造式：ClCH 2CH 2CH 2Cl (3)(4)另两个无旋光性的为：CH 2ClCCl 2CH 3ClCH 2ClCHCH 2Cl5、指出下列构型式是R 或S 。
第五章旋光异构
COOH HO CH3H
按次序规则 OH > COOH > CH3 > H 反时针排列 S型
COOH H C OH CH3
CH3 Br H C2H5
基团顺序 Br > C2H5 > CH3 > H 顺时针排列R型
反时针排列S型
c、若最小的基团d不是处在距离我们最远的位置，则可通过任 意两个基团的两次交换，使之处于最远的位置，然后再根据 a→b→c 的走向判断其构型。
2、对称因素 物质分子能否与其镜象完全重叠（是否有手性），可 从分子中有无对称因素来判断，最常见的分子对称因素有 对称面和对称中心。 （1）、对称面 假设分子中有一平面，它可以把分子分成互为镜像的两 部分，该平面就是分子的对称面。
CH3 C Cl
1，1 二氯乙烷
对称面
对称面
H Cl
Cl C C H
CH3 COOH 在纸平面 180° CH3 COOH HO HH OH HO HH OH COOH CH3 3 COOH CH
（2）、任意固定一个基团不动，依次顺时针或反时针调换另 三个基团的位置，不会改变原构型。
CH3 H OH C2H5
H
C2H5
C 2H 5
= C2H5
OH CH3
= HO
H CH
•非对映体混合在一起,可以用一般的物理方法将它们分离出来. 对映异构体的数目： 分子中有两个手性碳原子，最多可产生四个旋光异构体，组 成两个外消旋体。对于含n个手性碳原子的化合物，最多有2 n个旋光异构体，可组成2 n-1个外消旋体。 2、两个相同手性碳原子化合物的旋光异构
以酒石酸为例，其分子式是：HOOCCHOHCHOHCOOH。 可能有下面四种构型： COOH COOH COOH COOH
《有机化学》第十章 旋光异构
第十章 旋光异构
【知识目标】 了解物质的旋光性及其有关概念（平面偏振光、旋光仪和比旋光度等）。 掌握有机化合物对映异构与分子结构的关系。 掌握含一个手性碳原子化合物的对映异构情况。 掌握有机化合物的R/S标记法。
【技能目标】 能够根据分子结构判断分子的手性和旋光性。
2
异构现象分类
在有机化合物中，异构现象大体上分为两大类。构造异构是指分子式相同，而分子中原子相互 连接的顺序不同所产生的异构现象，如前面章节所述的碳链异构、位置异构和官能团异构等；立体 异构是指分子式相同，分子中原子相互连接的顺序相同，但在空间的排列方式不同所产生的异构现 象，旋光异构属于立体异构的一种，它与物质的旋光性有关。
5
过 渡 页
1 物质的旋光性
2 对映异构现象 与分子结构的关系
3 含一个手性碳原子 化合物的对映异构
6 第一节 物质的旋光性
一、 平面偏振光和旋光性
（一）平面偏振光
光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直，如下图10-1所示。
第十章
光的前进方向与振动方向垂直
普通光的振动平面
7 第一节 物质的旋光性
（一）对映体——互为物体与镜像关系的立体异构体。
含有一个手性碳原子的化 合物一定是手性分子，含有两 种不同的构型，是互为物体与 镜像关系的立体异构体，称为 对映异构体（简称为对映体）。
对映异构体都有旋光性， 其中一个是左旋的，一个是右 旋的。所以对映异构体又称为 旋光异构体。
第十章
‖
20 第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构
碳链异构 位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构
同分异构
顺反异构
立体异构
构型异构 对映异构（旋光异构）
实验旋光度的测定
光性能，通常用比旋光度
t
αD
来表示物质的旋光性，比旋光度是物质特
有的物理常数 。
2. 测定方法：
? 手性化合物的旋光度可用旋光仪来
测定。实验室常用目测或自动旋光
仪。
? 旋光度的测定可以用来判断手性化 合物的纯度及其含量测定
3.目测旋光仪
(1)基本构造
(2) 基本原理
从钠光源发出的光，通过一个固定的
其平均值作为零点（零点偏差值）。
4．旋光度的测定
换放盛有待测样品的测试管，按上述方 法测其旋光度值，重复两次，取其平均 值，由样品溶液的浓度计算比旋光度。
实验完毕，洗净测定管，再用乙醇洗净，
擦干存放。
注意镜片应用软绒布揩擦，勿用手触摸。
三、实验步骤
1 ．待测溶液的配制
用移液管准确移取 10mL 或20mL 甲醇
至圆底烧瓶中溶解样品，配成均匀透明 的溶液，备用。
? 2．装待测液
? 洗净测定管后，用少量待测液润
洗 2— 3 次，注入待测液，并使管口 液面呈凸面。将护片玻璃沿管口边缘 平推盖好 (以免使管内留存气泡 )，装 上橡皮填圈，拧紧螺帽至不漏水 (太 紧会使玻片产生应力，影响测量 )。
旋 ( 顺时针 ) 称为右旋体，用 (+) 表示；而其对
映体必使偏振面左旋 ( 逆时针 ) 相等角度，称为 左旋体，用 ( 一 ) 表示。
比旋光度 ：手性化合物旋光度与溶液浓度、
溶剂、测定温度、光源波长、测定管长度
有关。因此旋光仪测定的旋光度 α并非特
征物理常数，同一化合物测得的旋光度就
有不同的值。因此为了比较不同物质的旋
用软布擦净测定管，备用 (如有气泡， 应赶至管颈突出处） 。
医本有机化学第4章旋光异构
3
OH COOH H CH3 R OH HO CH3 S COOH H
有21=2个旋光异构体，1对对映体 等量的对映体的混合物构成外消旋体。
六 手性碳与旋光异构体数目的关系
（二）含二个不同手性碳原子的化合物 * * CH3-CH-CH-CH3 Cl Br CH3 CH3 CH3 CH3 H H Cl Cl H H Cl Cl H Br H H Br H Br Br CH3 CH3 CH3 CH3 2R,3S 2R,3R 2S,3R 2S,3S IV II III I 对映体 对映体 非对映体 有22＝4个旋光异构体，2对对映体,2个外消旋体
同一物
对映体
五
CHO H OH CH2OH
旋光异构体的命名
[O]
COOH H OH CH2OH
HNO2
1. D/L命名法（相对构型命名法）
COOH H OH CH2NH2
D-(+)甘油醛
NaNO2 + 2HBr
D-(-)甘油酸
COOH H OH Zn + HCl CH2Br
D-(+)异丝氨酸
COOH H OH CH3
（1）对称面(σ)
Cl C H C
H
Cl
具有对称面的分子无手性。
二 分子中常见的对称因素
（2）对称中心(i) 若分子中有一点P，通过P点画任何直线， 如果在离P等距离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。例如：
H H Br P Br COOH H H Br COOH H CH3 H H Br H H CH3
P
H H
H
有对称中心的分子没有手性。
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平面偏振光通过某些物质，偏振面发生了旋转，这个现象称为旋光现象。这些物质所 具有的这种性质称为旋光性。 1812年，贝乌特发现： 石英晶体能使平面偏振光光面旋转，有的晶体右旋，有的左旋，且旋光方向不同的晶体，其 晶形好像是物体与镜像的关系。 1848年，巴斯德发现不同晶形的酒石酸钠铵晶体，溶于水后有类似的性质。
07-03 旋光性与比旋光度 旋光化合物
手性化合物具有旋光性。
旋光化合物都有比旋光度。
07-03 旋光性与比旋光度
一、 旋光性
平面偏振光
07-03 光性与比旋光度
一、 旋光性
平面偏振光
07-03 旋光性与比旋光度
二、 比旋光度
旋光仪测出光偏转的角度a 比旋光度
[
t ]
c l
比旋光度：光源钠灯，浓度为1g/mL的旋光物质，在1 dm长的管内所测出的 旋光度，t = 温度， 波长