对映异构)
第八章 对映异构）
[目的要求]：
1.了解平面偏振光的产生及旋光仪的构造；
２.掌握对映异构与分子结构的关系；
３.掌握对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体、手性、对称因素等立体化学中的基本概念；
４.掌握构型的表示及标定；
8.1物质的旋光性和比旋光度
8.1.1 物质的旋光性
在物理学中我们都知道，光波是一种电磁波，其振动的方向和它的前进方向相互垂直。有无数个平面经过光传播的直线，而普通的光都在所有这些平面上振动。
旋光性物质是指能使偏振光平面旋转的物质。当在某一平面中振动的偏振光通过旋光性物质时，它出来时就在另一个平面上振动。能使偏振光振动平面向右旋转称为右旋体，向左旋转则称为左旋体，如乳酸、葡萄糖等都是旋光性物质它们能使偏光振动的平面旋转一定的角度 。而水、酒精、乙酸等对偏光不发生影响，偏光仍维持原来的振动平面，因此它们都是一些非旋光活性物质。
8.1.2 比旋光度
我们知道，物质的旋光性是由有旋光性的化合物的分子所引起，因此旋光度的大小取决于光通过旋光管时碰到的分子的多少。例如光在20厘米上的旋光管中碰到的分子是在10厘米长的旋光管中的二倍。因此旋光度也是二倍。如果旋光性物质在溶液中，光所碰到的分子数将取决于浓度。在一定长度的旋光管中，光在2克/100ml 的溶液中碰到的溶质分子是1克/100ml 时的二倍，旋光度也将是二倍。由于物质的旋光度与它的浓度有关，因此为了能比较物质的旋光性能，我们必须修正旋光管长度和溶液的浓度差别，这样旋光度的大小和方向就是每一个别旋光性化合物的特性了。通常规定1ml 含1克旋光性物质的溶液，放在1Nicol棱棱
检偏镜
Nicol棱棱起偏镜光源
观察
偏振光旋转后的
偏振光I
分米长的旋光管（盛液管）中测得的旋光度称为该物质的比旋光度。比旋光度是旋光性物质特有的物理常数，用[α]λ20表示。t为测定时的浓度，λ为采用光的波长，钠光用D表示(λ:5890?,5869?)
例：肌由乳酸的比旋光度为[α]λ20=+3.8°
发酵乳酸则为[α]λ20=－3.8°
实际工作中，可用适当浓度C的溶液装在适当长度l的旋光管中进行测定，然后将测得的旋光度α换算为比旋光度[[α]，换算公式为：[α]λt=αtλ/ l*c
l:旋光管长度（分米）
c：溶液浓度（克/ml）
αtλ: t℃时，λ波长时浓度为c的溶液旋光仪上测得的旋光度
如所用样品为纯液体，浓度c用该液体的密度d代替之。另外，所测溶液的溶剂不同也会影响物质的旋光度。因此不用水时需注明溶剂名称。另外溶液中溶质的溶解缔结与溶剂的作用等都会影响其比旋光度的数字，甚至会改变其方向。
这一节我们学习了物质的旋光性，偏振光的定义，及旋光仪的简单工作原理和旋光度的表示方法。下一节，我们将讨论物质的旋光性与其分子结构的相互关系，也就是对映异构现象与分子结构的关系。
8.2、分子的手性和对映异构
对映异构现象与分子结构的关系
在我们所接触到的各种物质中，为什么有些物质具有旋光性，而有些则没有旋光性？为什么旋光性物质又存在着对映异构现象？从唯物辩证法的观点来说，我们知道，现象是本质的表现反映，而则是同类现象中的一般，共同的东西，我们认识的真正任务就是要通过现象认识事物的本质。有关物质的旋光性和对映异构现象以及它们与分子结构之间关系的理论（也就是旋光现象的本质）更在人们反复实践和比较过程中逐渐认识和不断完善的。
8.2.1 基本概念
手性一词首先由Lord Keluin于1893年提出，到60年代才普遍被接受。手性（来源于希腊暗字"cheir"手目前英文为chirality）定义：实物和镜像不能重合的性质称手性。
分子的对称性：当分子经过某一种对称操作后，其中每一点都恢复在与其原来所占据的相当的位置上，即分子重新复原。这种特殊操作称为对称操作，这样的分子称为对称分子。
8.2.2 手性和对称因素
对称因素 对称操作
σ（对称平面） 在一个平面上反映
I （对称中心） 通过一个中心倒反
Cn （对称轴） 围绕一个轴旋转 弧度
Sn （更迭对称轴） 于该轴的平面上反映
① 对称面（σ）
结论：具有对称面的化合物是非手性分子，它没有对映异构体和旋光性。
例： CH 3CHCl 2 （结合模型分析对称面）
如有一个平面可以把分子分割成两部分，而一部分正好是另一部分的镜象，这个平面就是分子的对称面（用σ表示）。
② 对称中心（i ）
结论：具有对称中心的化合物，是非手性的，它没有对映异构体和旋光性。
若分子中有一点p ，通过p 点画任何直线，如在离p 点等距离的直线两端有相同的原子，则p 点称为分子的对称中心。（用i 表示）
对于绝大多数分子，只要检查它是否有σ与i ，就可确定该分子是否有手性，对于某些特殊分子，检查其有否Sn 轴，没有Sn 州的分子必定有手性，有Sn 轴的分子必定是非手性的，
8.3 含一个手性碳原子的对映异构
C=C Cl
H Cl
H
3C COOH HO H 3COOH OH
a.R/S构型与物质的旋光性之间没有必然的联系.
b.R构型的对映体一定是S构型.
c.内消旋体中两个手性C原子,其中一个是R构型,另一个S构型.
d.一个手性C原子的构型为R或S所连的原子或基团在空间的相对位置次序有关.
8.4 分子构型
8.4.1、构型的表示方法
投影原则：①横竖的交点为手性C原子。
②“横前竖后”。
③主碳链竖的排列，氧化态最高的C原子放在碳链的顶端。
使用投影式注意问题
①投影式在纸面上平移或转动180°，其构型不变。）
②投影式不能在纸面上旋转90°、270°。
③投影式不能离开纸面翻转180°。（模型）
④若将手性C原子上所连任何两个原子或基团相交换，将会使构型变为它的对映体。
即互换位置奇数次，得到的是对映体，互换位置偶数次，是到的是自身。
8.4.2、相对构型和绝对构型
8.4.3、构型的命名法
R、S构型系统命名法
这一方法最初是由R、S、Cahn（伦敦化学会），c.k.Ingold（伦敦大学学院）和V.Prelog（苏黎世，瑞士联邦工学院）于1950年提出，1970年被国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）所采用的。（Prelog是一个在立体化学领域上很有影响的化学家，他出生于南斯拉夫，23岁或博士学位，由于他在环壮化合物的构象和它们的活性之间的关系方面所作出的贡献，于1975年他和J.Conforrth共同获该年的诺贝尔化学奖。
R.S命名法包括二个步骤：
步骤1：遵循一套秩序规则（后面讨论），把与手性中心相连接的四个原子或原子团确定一个先后次序。
例：在CHClBrI中，连接在手性中心的四个原子都不同，先后次序只取决于原子序数，由序数越大的原子越优先，即按I①>Br②>Cl③>H④的次序。
步骤2：设想分子的取向是：把次序最后的基团指向离开我们的方向，然后观察其余基团的排列，按各基团优先性从大到小的次序来看，如果我们的眼睛按顺时针方向转动，这个构型标定为R（拉丁：rectus,右）；如果是逆时针方向，这个构型定为S（拉丁：sinister，左）。于是，下面的构型I和II是这样看的：
原子序优先性顺序规则的具体内容是什么呢？如何依据这些规则确定不同基因的原子序优先行性呢？这里介绍几条主要的规则，并举例说明如下：
（1）首先比较和手型碳原子相连接的原子的原子序，原子序数大者优先。对于同位素，
质量大者优先。
（2）当直接和手型碳原子相连的原子相同时，可再比较第二个原子；如果第二个原子有几个，只要其中一个原子序数最大则优先。当第二个原子又都相同时，则可再比较第三个原子，余此类推。
（3）双链和三链可分别看作两次和三次余有关之因素的结合。
括中元素表示他不再连有其它原子，因此，与连有其它原子的该元素比较，根据第二规则，则后者优先。
在有机化学中立体结构的表达经常采用的是Fiseher 式，式中横线指向纸平面后方。因此，当原子序优先性最低的基团处于竖线时，就可直接从式中另三个基团的排列方向读出构型，以C*①②③④为例，设四个基团的原子序优先性顺序为①>②>③>④，
但是当原子序优先性最低的基团处于横线时，这个基团④指向纸面前方，那么若要求从手型碳原子向它(C*－4)看去，就要翻转整个分子，才能得到正确的结果。否则的话，仍然对原来式子由前向后看去，所看到的①--②--③的空间排列方向，就必然和R/S 命名法规定的观察结果相反。因此，我们也可简便地对优先性顺序最低基团处于横线的Fischer 式进行直接观察，并将观察结果加以反转，就可得到正确的构型名称。
采用这个规则，可迅速确定有关手性化合物的构型，规则可描述为下面口诀“大小标记，一二三四。横向相加，左小减上，右小减下”符合规则，构型是R ，其余为S 。
例：（+）-2-氯丁烷
例：
小结
e.R/S 构型与物质的旋光性之间没有必然的联系.
f.R 构型的对映体一定是S 构型.
g.内消旋体中两个手性C 原子,其中一个是R 构型,另一个S 构型.
h.一个手性C 原子的构型为R 或S 所连的原子或基团在空间的相对位置次序有关. R/S 命名最大的优点是一个能够普遍应用的方法。
8.5、具有两个手性碳原子化合物的对映异构
Cl ＞C 2H 5＞CH 3＞H S
构型
C 2：OH ＞COOH ＞CHOHCOOH R 构型C 3：OH ＞COOH ＞CHOHCOOH R 构型
(2R,3R)-(+)-酒石酸
1.含有两个不同手性C 原子的化合物
① 2,3,4—三羟基丁酸 HOOCC *HOHC *
HOHCOOH 2,3,4-三羟基丁酸(P80.)
其中: Ⅰ和Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ是对映体；Ⅰ和Ⅲ，Ⅱ和Ⅳ为非对映异构体。
② 非对映异构体：不呈镜象对映关系的立体异构称为非对映异构体。
其性质： a. 物理性质不同。
b. 比旋光度也不同,旋光方向可能一样,也可能不一样.
c. 化学性质相似.
③ 随手性C 原子数目增多，其对映异构体的数目也增多。分子中有几个不相同的手
性C 原子时，可有2n 个对映异构。可组成2n-1个外消旋体。 2.含有两个相同手性C 原子的化合物
① 酒石酸 HOOC-CHOH-CHOH-COOH (幻灯片124号) (P81.)
② 内消旋体:由于分子中含有两个相同的手性C 原子,分子的两半部分互为物体与镜 象关系,从而使分子内部旋光性相互抵消的光学活性化合物为内消旋体.
凡是含有两个相同的不对称C 原子的化合物,都有三种立体异构体:一个是左旋 的, 一个是右旋的,一个是内消旋的。
③ 内消旋体和外消旋体
a.都不具有光学活性。
b.内消旋体是一种纯物质，不能分离成具有旋光性的化合物。
外消旋体是混合物，可分离出具有旋光性的两种物质。
8.6、异构体的分类
COOH C C CH 2OH 134COOH C C CH 2OH 14（Ⅰ）（Ⅱ）(2S,3S)(2R,3R)COOH C C CH 2OH H 14COOH C H C CH 2OH 14（Ⅳ）（Ⅲ）(2S,3R)(2R,3S)COOH C C COOH H 14COOH C H C COOH 124（Ⅰ）（Ⅱ）(2S,3S)
(2R,3R)COOH
C COOH COOH H C COOH H （Ⅳ）（Ⅲ）(2S,3R)(2R,3S)
构造异构(凡分子中原子互相连接次序不同而产生的异构现象)位置异构
碳干异构
官能团异构
CH3CH=CHCH2CH3CH2=CHCH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3
CH3
CH3CH2OCH3CH
3
CHCH3
OH
互变异构CH
3
CCH2COOEt CH3C=CHCOOEt
O OH
对映异构基本概念
第五章对映异构 本章要点： 1、概念：手性碳原子，手性分子，对映体，内外消旋体，…… 2、产生原因：根本原因、常见原因 3、构型表示：费歇尔投影式；D/L、R/S命名 4、对映异构体及数目判断 一、基本概念 1、旋光性——物质使平面偏振光旋过一定角度的特性；有左旋和右旋之分；物质具备旋光 性与否需要通过旋光仪进行测定。 2、旋光性物质——具有旋光性的物质，分左旋体（l或-）、右旋体（d或+）。 3、手性——实物与镜像关系，即只能重合不能重叠。 4、对映异构——构造相同的两个化合物，互呈“实物与镜像”关系，对映而不能重叠，它 们对平面偏振光的作用不同，生理活性也不同，称为对映异构体。因其旋 光性上的表现不同，又称旋光异构体。 5、对映异构体特征——构型上互为实物与镜像关系；旋光性上大小相等方向相反。 6、外消旋体——等量的左旋体＋右旋体，混合后体系失去旋光性（外因使然），是混合物。 7、内消旋体——分子内存在对称因素使分子不具有旋光性（内因造成），是纯净物。 8、手性碳C——sp3杂化，连接四个不同基团的碳原子。 9、手性分子——分子内无对称因素（要求掌握对称面），常常是“有且只有一个手性碳”的 分子；手性分子具有旋光性、存在对映异构体。 10、对称面(σ)——把分子分成实物与镜像关系的面，即平分分子的平面，把分子分成完全 相等的两个部分，可以有一个或多个。
手性、手性分子、旋光异构体、对映体： b c d a b c d 实物 镜像 两者对平面偏振光作用不同,称为旋光异构体；两者只能重合不能重叠，互为镜像关系，具有手性，是手性分子；因具有镜像关系，又称对映体 对称面σ举例（可以有多个）： C=C Cl H Cl H 对称面 对称面 C=C Cl H Cl H 对称面 Cl H Cl H 对称面 C 对 称面 二、分子具有手性的原因 根本原因——分子内无对称因素；常见原因——具有手性碳原子。 三、对映异构体的判断 手性分子具有对映异构体，故判断有否对映体只需判断是否是手性分子。 1、有且只有一个C ，一定是手性分子。 2、分子内找不到对称因素（掌握对称面），一定是手性分子。 注：有C 不一定是手性分子（内消旋体）； 无C 不一定不是手性分子（丙二烯型，两端碳所连原子或基团不同时；其余类型略）。
第六章对映异构体
第六章 对映异构习题 1、例说明下列各名词的意义。 （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）对映异构体：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，互称对映异构体。 （4）非对映异构体：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：一对对应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、下列化合物分子中有无手性碳原子（用*表示手性碳原子）。 （1）BrCH 2CHDCH 2Cl * （2） 无手性碳原子 （3） ** Br OH
C C C Cl Cl H (5) (6) C C C 3 H Cl H C C C 3 CH 3 Cl H (8) Cl （5）无对称面，无对称中心，手性 （6）无对称面，无对称中心，手性 （7）有对称面， 无手性 （8）有对称面， 无手性 （9）有对称面，无手性 （10） 手性 （11）手性 （12）手性原子，手性 3、写出分子式为C 3H 6DCl 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。 解：（1） （手性） （2） （无手性） （3） （手性） （4） （无手性）
（5） 4、（1）丙烷氯化已分离出二氯化合物C3H6Cl2的四种构造异构体，写出它们的构造式。 解： （2）从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C3H5Cl3）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。 解：A：CH3CClCH3 B ClCH2CH2CH2Cl （3）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？ 解： （4）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？
7 对映异构问题参考答案
7 对映异构问题参考答案 问题1 某纯液体试样在10cm 的盛液管中测得其旋光度为+30°，怎样用实验确证它的旋光度是+30°而不是-330°，也不是+390°？ 讨论：通过旋光度测定实验，可以利用物质旋光度αλt 与该物质质量浓度ρB 或管长l 成正比的关系确定。例如，物质质量浓度ρB 增大为原来的2倍，若测得其旋光度为+60°，则说明第1次测得的旋光度不是-330°。再使物质质量浓度ρB 减小为原来的1/2，若测得其旋光度为+15°，则说明第1次测得的旋光度不是+390°。因此最终确定测得其旋光度为+30°。对于纯液体，则可通过2次改变旋光管的长度进行测试即可确定。 问题2 构型相同的旋光化合物，它们的旋光方向就一定相同吗？反之又如何？构型与旋光方向之间有什么关系？ 讨论：两化合物构型相同时，它们的旋光方向不一定相同，反之亦然。手性化合物的旋光方向和构型是两个不同的概念。因此，手性化合物在构型上的联系才是本质的联系。 构型的命名是人为规定的，但是不论按照什么命名系统规定，都是为了表示分子中的原子在空间的排布方式。现在所涉及的问题都是绝对构型，实际上也就是分子的真实立体结构。旋光方向和旋光度是它们显示出来的物理性质。化合物的任何性质都是由它们的组成和结构决定的，这是化学思维中的一条最重要的基本原理。因此，旋光度和旋光方向，必然是由化合物的结构决定的。 问题3 请用实例解释非对映异构现象，说明非对映异构与对映异构的异同。 讨论：以氯代苹果酸为例进行讨论，其Fischer 投影式如下： H OH H Cl HO H Cl H H OH Cl H HO H H Cl COOH COOH COOH COOH COOH COOH COOH COOH (1)(2) (3) (4) 对映体对映体m.p 173℃ 173℃167℃167℃D 20[α]-7.1°+7.1° -9.3° +9.3° (±) m.p 145℃ m.p 157℃ 外消旋体外消旋体非对映体 对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。对 映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向（旋光性能）等不同。 不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。或者符合如下3点就属于非对映体：⑴构造式相同，⑵不是物像关系，⑶空间关系不同。例如分子中有两个以上手性中心时，就有非对映异构现象。 非对映异构体的特征： 1 物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。 2 比旋光度不同。 3 旋光方向可能相同也可能不同。 4 化学性质相似，但反应速度有差异。
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）能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。（2）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）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）(答案）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）一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。 （6）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：⑴ （手性） ⑵（无手性） ⑶（手性） ⑷（无手性） ⑸ 4. ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C3H6Cl2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（C3H5Cl3）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)
第六章对映异构练习及答案讲述
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）能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。 （2）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）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）(答案）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应体。 （5）一对对应体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。 （6）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： ⑴ （手性）⑵（无手性）⑶（手性） ⑷（无手性）⑸ 4. ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C3H6C l2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（C3H5C 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) H C *OH C H3 C H2C H3
对映异构习题参考答案
第七章习题答案 7.1 解：（1）手性和手性碳： 实物与其镜像不能完全重合的特征称为手性；具有四面体结构（即sp 3）的碳原子，当连接有四个不同的原子或原子团时形成手性中心，这个碳原子称为手性碳原子。 （2）旋光度和比旋光度：偏振光通过旋光性物质时使偏振光的振动平面偏转了一定角度，这个角度叫旋光物质的旋光度，用α表示；旋光度与测定时的条件，如溶液的浓度、盛液管的长度、温度以及所用光的波长等因素有关。1mL 含1g 旋光性物质的溶液，放在长1dm 的盛液管中测得的旋光度称为该物质的比旋光度。比旋光度是旋光性物质特有的物理常数，通常用[]t λα表示。 （3）对映体和非对映体：旋光异构体中互为实物与镜像关系且又不能重合的一对异构体称为对映体；旋光异构体中不是互为实物与镜像的一对异构体叫非对映体。 （4）内消旋体和外消旋体：分子中含两个或偶数个相同的手性碳原子，它们对称地排列时，分子中存在对称面使分子的上部与下部互为实物与镜像的关系，无旋光性，称为内消旋体，常用meso -表示；一对对映体的等量混合物称为外消旋体。外消旋体“±”或“dl ”表示。内消旋体和外消旋体都没有旋光性，但它们的组成是不同的，内消旋体是单一化合物，外消旋体是混合物，可进行外消旋体的拆分。 （5）构型与构象：构型是表示原子或基团在空间的排列；构象是指分子由于可以绕σ单键键轴自由旋转，从而引起分子中的各原子或原子团在空间的不同排列形成特定的几何形状。 （6）左旋与右旋：旋光性物质使偏振光的振动平面顺时针旋转为右旋，用“＋”或“d ”表示；逆时针旋转为左旋，用“－”或“l ”表示。 7.2 解：第一次观察：[]乙醇）(7.30.1.0.322.220 +=? 05+= D α ，第二次观察： []乙醇） (7.35.0.0.311 .120o D +=? 05+=α。两次观察的结果说明，同一化合物的比旋光度是一定的。 7.3 解： * * (1) CH 3CH 2CH C CH 2CH 3CH 3 3 CH 3(2) (3)(4) O CH 3 ***H CH 3 H H (6) * *HOOCCH 2CHCHCOOH C 6H 5 C 6H 5 无 7.4 解：（1）（R ）-3-溴-1-戊烯 （2）（2R ，3R ）-2-甲基-1,3-二氯戊烷
第七章对映异构
第七章对映异构 ●教学基本要求 1、了解物质产生旋光性的原因以及对映异构和分子结构的关系； 2、掌握手性、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等概念； 3、掌握构型R/S的表示方法； 4、了解不含手性碳原子化合物的对映异构。 ●教学重点 手性、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等概念；构型R/S的表示方法。 ●教学难点 手性、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等概念；构型R/S的表示方法；不含手性碳原子化合物的对映异构。 ●教学时数： ●教学方法与手段 1、讲授与练习相结合； 2、传统教学方法与与现代教学手段相结合； 3、、启发式教学。 ●教学内容 同分异构包括构造异构（也称结构异构）和立体异构。构造异构是指分子中原子或官能团的连接顺序或方式不同而产生的异构，包括碳链异构、官能团异构、位置异构和互变异构。立体异构是指分子中原子或官能团的连接顺序或方式相同，但在空间的排列方式不同而产生的异构，包括构象异构、顺反异构和旋光异构（也称对映异构）。顺反异构和旋光异构又叫做构型异构，它与构象异构的区别是：构型异构体的相互转化需要断裂价键，室温下能够分离异构体；而构象异构体的相互转化是通过碳碳单键的旋转来完成的，不必断裂价键，室温下不能够分离异构体。 其中构象异构和顺反异构前面已讲。这里我们介绍第三种，那就是对映异构（Enantiomerism）。 第一节物质的旋光性
1.1 平面偏振光和旋光性 1、平面偏振光 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尼可尔（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棱晶的光线即只在某一平面上振动的光称为叫做平面偏振光（Plane-polarzed light）简称偏光。 2、旋光性 若让偏光通过某些物质（如水、乙醇、氯仿）时，其振动平面不发生改变，而当通过另一些物质如乳酸、葡萄糖等时，其振动平面会发生旋转。物质的这种能使偏振光的振动平面发生旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光性物质，也称光学活性物质。 旋光性物质能使偏振光旋转
第六章 对映异构习题答案教学文案
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C 3H 6DCl 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 3 H D D H Cl CH 2CH 3 CH 2Cl CH 3 H D D H CH 2Cl CH 3 CH 2D CH 3 H Cl Cl H CH 2D CH 3 4、 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 3 ClCH 2ClCHCH 2Cl 5、指出下列构型式是R 或S 。 答案：
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 3 H D D H Cl CH 2CH 3 CH 2Cl CH 3 H D D H CH 2Cl CH 3 CH 2D CH 3 H Cl Cl H CH 2D CH 3 4、 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 3 ClCH 2ClCHCH 2 Cl 5、指出下列构型式是 R 或S 。 答案： R 型 S 型 S 型 S 型
第七章-旋光异构习题
第七章旋光异构习题 一、下列化合物各有多少个旋光异构体？为什么？ (1) CH3CH2CH(OH)CHClCH3 (2) (CH3)2CHCH2CH(CH3)COOH (3) C6H5CHBrCH2CH(OH)CH2CH(NH2)COOH (4) CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO (5) CH3CH2CHClCHClCH2CH3 二. 下列化合物哪些存在旋光异构体？ 三. 用R / S标记法，标明下列化合物中手性碳原子的构型： 3 3 (7)(8) CH3 H NH2C 2 OCH3 H3C H CH3 O CH3 H Br CH3 Cl H C H NH2 N COOH H OH 2 CH3 H OH CH(CH3)2 H2N H 1. 2. 3. 4. 5. 6. 四. 标记出下列化合物的构型是R还是S，并指出B～E的表示方法及它们与化合物A的关系。 五. 根据R / S标记法写出下列化合物的Fischer投影式： CH2OH H Cl CH3 H Cl COOH HO H H OH COOH H OH HO H H OH CH2OH H OH HO H H OH HO H 2 OH CH3 C2H5 C C C CH3 CH 3 (1)(2)(3) (4) (5) CH3 C2H5 H Cl H Cl H3C C2H53 H3 H3 H CH3 H H CH3 Cl A B C D E
1. CHClBrF (S) 2. C 6H 5CHClCH 3 (S) 3. CH 3CHClCHClCH 3 (2R , 3R) 4. C 6H 5CH(CH 3)CH(OH)CH 3 (2S , 3R) 5. HOOCCH(OH)CH(OH)COOH (2R , 3S) 六. 写出3﹣甲基戊烷进行一氯代反应的可能产物，并指出哪些是对映体，哪些是非对映体，哪些不具有手性？ 七. 指出下列各对化合物的相互关系（相同构型，对映体，非对映体，内消旋体）： 八. 化合物A ，分子式为C 6H 10，具有旋光性。A 与硝酸银的氨溶液作用生成白色沉淀，催化加氢后得到无旋光性的B 。试推出A 、B 的构造式。 九. 有两种烯烃A 和B ，分子式均为C 7H 14。它们都有旋光性，且旋光方向相同，分别催化加氢后都得到C ，C 也有旋光性。试推出A 、B 、C 的构造式。 十. 化合物A 分子式为C 6H 11Cl ，具有旋光性，能使溴水褪色，与氢氧化钠的乙醇溶液加热反应生成B ，B 无旋光性，B 经臭氧氧化后还原水解生成的产物之一是2﹣甲基丙二醛，试推测A 、B 的构造式并写出各步反应。（上完第八章卤代烃后完成此题） 十一. 选择题： 1. 化合物（+）和（—）甘油醛的性质不同的是（ ）。 A. 熔点 B. 相对密度 C. 折光率 D. 旋光性 2. 具有旋光异构体的化合物是（ ）。 CH 3 Br H H H 3C H CH 3Br H H CH 3 CH 3 2CH 3 H NH 2NH 2 3 H CH 2CH 3COOH H OH H OH H HO COOH H HO COOH 3 H OH COOH H CH 3和 和 和 和 C Cl Br 25 C Br C 2H 5 和 3 3 和 1. 2.3. 4. 5. 6.
第七章对映异构
第七章立体化学 Chapter 5 Stereochemistry-Enantiomerism 异构体的分类 构造异构 碳链（碳架）异构 官能团位置异构 官能团异构 互变异构 构型异构 构象异构 顺反异构 光学异构 同分异构 立体异构 立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次序相同，但在空间的排列方向不同而引起的异构体。 立体化学的任务：研究分子的立体形象及与立体形象相联系的特殊物理性质和化学性质的科学。 对映异构和立体异构的区别与联系： 相同点：原子在空间的排布方式； 不同点：对映异构体打断键才能相互转换；立体异构体σ键的旋转相互转换 5.1物质的旋光性与手性 一、平面偏振光和旋光性的物质 光是一种电磁波，光波的振动方向与其前进方向垂直。普通光在所有垂直于其前进方向的平面上振动。 暗 1、平面偏振光：指只在一个平面上振动的光，简称偏光（plane polarized light）。
2、偏光与物质旋光性的关系 （1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。 （2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做 非旋光性物质。 旋光度：旋光性物质使偏振光的振动平面旋转一定的角度。用希腊文α表示。 影响旋光度的因素 (a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; (d) 测定温度; (e) 所用光的波长 右旋体：使偏振光的振动平面向右旋转的物质，右旋—— (+)； 左旋体：使偏振光的振动平面向左旋转的物质，左旋 ——(－)。 其旋光方向 顺时针 右旋，以 “ d ” 或 “ + ” 表示。 逆时针 左旋，以“ l ” 或 “ ” 表示。 但旋光度“α”受温度、光源、浓度、管长等许多因素的影响，为了便于比较，常用比旋光度[α]来表示。 3、旋光度与比旋光度的关系 比旋光度(specific rotation)——是指在一定温度，和光源的条件下，把1mL 含有1克旋光性物质放在1dm 的盛液管中，所测得旋光度，就叫做比旋光度，用[α]表示。 比旋光度表示：盛液管为1分米长，被测物浓度为1g/ml 时的旋光度。 实际测量时，可用溶液测量其旋光度，再用下式计算其比旋光度： []ρ ααλλ ?=l t t 式中： λ——测量时所采用的光波波长； t ——测量时的温度； α——由仪器测得的溶液的旋光度； l ——盛液管的长度,单位为dm(1dm=10cm)； C ——溶液的浓度,单位为g.mL -1。 表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的波长以及所使用的溶剂。 例如，在温度为20°C 时，用钠光灯为光源测得的葡萄糖水溶液的比旋光
对映异构)
第八章 对映异构） [目的要求]： 1.了解平面偏振光的产生及旋光仪的构造； ２.掌握对映异构与分子结构的关系； ３.掌握对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体、手性、对称因素等立体化学中的基本概念； ４.掌握构型的表示及标定； 8.1物质的旋光性和比旋光度 8.1.1 物质的旋光性 在物理学中我们都知道，光波是一种电磁波，其振动的方向和它的前进方向相互垂直。有无数个平面经过光传播的直线，而普通的光都在所有这些平面上振动。 旋光性物质是指能使偏振光平面旋转的物质。当在某一平面中振动的偏振光通过旋光性物质时，它出来时就在另一个平面上振动。能使偏振光振动平面向右旋转称为右旋体，向左旋转则称为左旋体，如乳酸、葡萄糖等都是旋光性物质它们能使偏光振动的平面旋转一定的角度 。而水、酒精、乙酸等对偏光不发生影响，偏光仍维持原来的振动平面，因此它们都是一些非旋光活性物质。 8.1.2 比旋光度 我们知道，物质的旋光性是由有旋光性的化合物的分子所引起，因此旋光度的大小取决于光通过旋光管时碰到的分子的多少。例如光在20厘米上的旋光管中碰到的分子是在10厘米长的旋光管中的二倍。因此旋光度也是二倍。如果旋光性物质在溶液中，光所碰到的分子数将取决于浓度。在一定长度的旋光管中，光在2克/100ml 的溶液中碰到的溶质分子是1克/100ml 时的二倍，旋光度也将是二倍。由于物质的旋光度与它的浓度有关，因此为了能比较物质的旋光性能，我们必须修正旋光管长度和溶液的浓度差别，这样旋光度的大小和方向就是每一个别旋光性化合物的特性了。通常规定1ml 含1克旋光性物质的溶液，放在1Nicol棱棱 检偏镜 Nicol棱棱起偏镜光源 观察 偏振光旋转后的 偏振光I
第六章 对映异构
第六章对映异构 1. 举例说明下列各名词的意义： ⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对映异构体：⑷非对映异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体 答案: （1）能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。 （2）通常规定1mL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）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，互称对映异构体。 （4）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）一对对映体的右旋体和左旋体等量混合物叫外消旋体。 （6）分子内由于含有相同的手性碳原子，并存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。 2. 判断下列化合物哪些具有手性碳原子（用*表示手性碳原子）,哪些没有手性碳原子但有手性. （1）（2）（4）（5） 答案: （1） （2）无手性碳原子 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：⑴（手性） ⑵（无手性）
⑶（手性） ⑷（无手性） ⑸ 4. ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C3H6Cl2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（C3H5Cl3）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) (2) A：CH3CClCH3 B ClCH2CH2CH2Cl (3) (4) 另两个无旋光性的为：CH2ClCHClCH2CCl和 CH3CCl2CH2Cl
对映异构
?48? 第六章 对 映 异 构 学习要求： 1． 掌握立体异构、光学异构、对称因素（主要指对称面、对称中心）、手性碳原子、手性分子、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。 2． 掌握书写费歇尔投影式的方法。 3． 掌握构型的D 、L 和R 、S 标记法。 4． 掌握判断分子手性的方法。 5． 初步掌握亲电加成反应的立体化学。 异构现象是有机化学中存在着的极为普遍的现象。其异构现象可归纳如下： 对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。 对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向（旋光性能）不同。 例如，丁二烯水合得到两种2-丁醇 在空间的排列上，可以看出他们是不相同的。 可见，这两个异构体是互相对映的，互为物体与镜像关系，故称为对映异构体。对映异构体中，一个使偏振光向右旋转，另一个使偏振光向左旋转，所以对映异构体又称为旋光异构。 同分异构碳干异构位置异构官能团异构构型异构 CH 3CH 3CH 2-C-CH 3H OH CH 3CH 2-C-CH 3H OH bp 99.5℃ d 0.806399.5℃0.8063旋光性 右旋 左旋CH 323右旋-2-丁醇左旋-2-丁醇镜子
?49? 为什么要研究对映异构呢？因： 1．天然有机化合物大多有旋光现象。 2．物质的旋光性与药物的疗效有关（如左旋维生素C 可治抗坏血病，而右旋的不行）。 3．用于研究有机反应机理。 §6—1 物质的旋光性 一、平面偏振光和物质的旋光性 1．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。 在光前进的方向上放一个（Nicol ）棱晶或人造偏振片，只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱晶，而在其它平面上振动的光线则被挡住。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 2．物质的旋光性 能使平面偏振光振动平面旋转的物质称为物质的旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质（也称为光活性物质）。 光源（1 ）光的前进方向与振动方向（2）普通光的振动平面图 6-1 光的传播 A A'C 普通光平面偏振光晶轴Nicol 棱晶A' A'C
有机化学课后答案第三章
第三章 对映异构 1． 写出下列化合物的所有立体异构体，指出各异构体间的关系，并用R/S 表示手性碳的构 型。 (1) (I) (II) (III) (IV) (2R , 3S ) (2S , 3R ) (2R , 3R ) (2S , 3S ) (2) (I) (II) (III) (2S, 3R ) (2S , 3S ) (2R , 3R ) (3) (I) (II) (S) (R ) (4) (I) (II) (S) (R ) 3B C C H 3 H r l 3 B l H 3 H r C 3 H H H H C H 3H H 3 H H H C 6H 5C O C 6H 5 O H H C 6H 5 C O C 6H 5 H O H C H 3C H (C H 3)2 O H H C H 3 C H (C H 3)2 H O H
(5) (6) (7) H O O H3 ) (R)) (S H3 C O O H O O H ) (S) (S H O O H3 H 3 H 3 C2H5 H C l H C l C H3 H C l C2H5 C l H C l H C H3 C l H C2H5 H C l C l H C H3 H C l C2H5 C l H H C l C H3 C l H C2H5 H C l C l H C H3 C l H C2H5 C l H H C l C H3 H C l C2H5 H C l H C l C H3 C l H C2H5 C l H C l H C H3 H C l S R S S S S S S S R R R R R R R R S S S S R R R
第六章 对映异构练习及答案
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）能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。 （2）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）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）(答案）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应体。 （5）一对对应体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。 （6）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C 3H 6DCl 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： ⑴ （手性） ⑵ （无手性） ⑶ （手性） ⑷ （无手性）⑸ 4. ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6C l2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) H C *OH C H 3C H 2C H 3
第八章对映异构练习
第八章 对映异构 Ⅰ 学习要求 1. 掌握旋光性、旋光度、比旋光度、手性、手性碳原子、手性分子、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。 2. 掌握物质的旋光性与其分子构形的关系，能够正确判断一个化合物是否具有旋光性。 3. 掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的旋光异构体Fischer 投影式的书写及相互关系的确定。 4. 熟练掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的旋光异构体构型（D 、L 或R 、S ）的标记、命名及书写。 5. 了解外消旋体拆分的一般方法。 6. 了解亲电加成反应的立体化学。 Ⅱ 内容提要 一. 旋光性物质和比旋光度 1. 旋光性物质：在偏振光通过某物质时，能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质。 2. 比旋光度：旋光能力的大小用旋光度α和比旋光度[]t λα表示。旋光度是指旋光性物 质使偏振光的振动平面旋转的角度；比旋光度则是规定在一定温度下，使用一定波长的光 源，物质的浓度为g ·mL — 1，盛液管的长度为1dm ，温度为常温时测得的旋光度。比旋光度与旋光度的关系为： 比旋光度是旋光物质的一个物理常数。比旋光度按右旋（顺时针旋转）和左旋（反时针旋转）分别用（+）和（﹣）表示。 二. 分子的手性与旋光异构 1. 手性分子：物质的分子与其镜象不能完全重叠，它们之间相当于左手和右手的关系，把这种特征称为物质的手性。具有手性的分子称为手性分子，手性分子具有旋光性，具有旋光性的分子一定是手性分子。 2. 对称面：能将分子分成互为镜象两部分的平面称为分子的对称面。 3. 对称中心：从分子中任何一原子或原子团向分子的中心做连线，延长此连线至等距离处，若出现相同的原子或原子团，该点称为分子的对称中心。对称面和对称中心统称对称因素。不具有对称因素的分子是手性分子，或者说手性分子不具有对称因素。 4. 手性碳原子：连有四个不同原子或原子团的碳原子有不对称性，称为手性碳原子或不对称碳原子，用“C*”表示，是分子的不对称中心或手性中心。手性是指整个物质的性质，手性中心是指其中某一原子的性质。 []l C t ?α= αλ
高分子化学 第七章
第七章(P、199) 2.解释与区别下列诸名词:配位聚合,络合聚合,插入聚合,定向聚合,有规立构 聚合。 配位聚合:配位聚合就是指单体分子首先在活性种空位上配位,形成 络合物,而配位活化后的单体在金属－烷基之间插入增长。配位与插入反复进行的聚合过程。故又称作络合引发聚合或插入聚合。配位聚合就是离子过程,也称为配位离子聚合。 络合聚合:配位聚合与就是同义词,其含义一方面就是指引发剂有配位或络合能力,另一方面指聚合过程中伴有配位或络合反应,但配位一词更为确切。 插入聚合:配位聚合与插入聚合就是同义词,其含义就是指单体就是通过插入的方式来完成增长的。 定向聚合:也称有规立构聚合,指形成立体规整聚合物的聚合反应。 有规立构聚合:指形成有规立构聚合物为主的聚合反应。任何聚合过程或聚合方法,只要形成形成有规立构聚合物为主,都就是有规立构聚合。 3.区别聚合物的构型与构象。简述光学异构与几何异构。聚丙稀与聚丁二烯 有几种立体异构体？ 构型与构象:⑴、构型就是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。要改变构型必须经过化学键的断裂与重组,构型不同的异构体有旋光异构体与几何异构体。⑵、构象就是原子绕C-C单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。 光学异构与几何异构:⑴、光学异构体就是指由构型所产生的异构现象,就是由手性中心所产生的,有R(右)与S(左)型,也称对映异构或手性异构。
⑵、 几何异构就是由分子中双键或环所产生的,有Z(顺式)与E(反式)构型。 聚丙稀与聚丁二烯的立体异构体:⑴、 丙稀有三种立体异构体,即:全同立构聚丙烯。间同立构聚丙烯与无规立构聚丙烯。⑵、 聚丁二烯可能有四种立体异构体,即:顺式-1,4,反式-1,4,、全同-1,2,间同-1,2-聚丁二烯。 5. 下列哪些单体能够配位聚合,采用什么引发剂？形成怎样的立构规整聚合 物？有无旋光活性？写出反应式。 ⑴ 、 丙稀能进行配位聚合,引发剂可选用()Cl AlEt TiCl 23,,-δγα,形成全同立 构聚丙烯,由于分子中仅有假手性中心,所以聚合物无旋光性。 ⑵ 、 异丁烯能进行配位聚合,无定向可言,仅考虑速率,引发剂可选用 34AlEt TiCl -,两甲基相同,无立体异构现象,也无旋光性。 ⑶ 、 丁二烯能进行配位聚合, Ziegler-Natta 型、π-烯丙基型与烷基锂型引 发剂都可选用,选用34AlEt TiCl -,顺式-1,4占95％,选用 ()134<-Ti Al AlR TiCl ,反式-1,4占91％,形成的聚合物就是几何异构体, 没有旋光性。选用()()[]陈化103=-V Al AlR acac V ,间规-1,2占92～96％, 选用()()未陈化3656AlR H CNC Cr -,等规-1,2占97～100％。也无旋光性。 ⑷ 、 胺基丙酸不能进行配位聚合。 ⑸ 、 戊二烯能进行配位聚合, 与丁二烯相似。除1,4-加成、1,2-加成外, 还有3,4-加成。 ⑹ 、 环氧丙烷能进行离子开环聚合,引发剂可选用甲醇钠等低活性引发
对映异构基本概念说课材料
第五章 对 映 异 构 本章要点： 1、概念：手性碳原子，手性分子，对映体，内外消旋体，…… 2、产生原因：根本原因、常见原因 3、构型表示：费歇尔投影式；D/L 、R/S 命名 4、对映异构体及数目判断 一、基本概念 1、旋光性——物质使平面偏振光旋过一定角度的特性；有左旋和右旋之分；物质具备旋光 性与否需要通过旋光仪进行测定。 2、旋光性物质——具有旋光性的物质，分左旋体（l 或 -）、右旋体（d 或 +）。 3、手性——实物与镜像关系，即只能重合不能重叠。 4、对映异构——构造相同的两个化合物，互呈“实物与镜像”关系，对映而不能重叠，它 们对平面偏振光的作用不同，生理活性也不同，称为对映异构体。因其旋 光性上的表现不同，又称旋光异构体。 5、对映异构体特征——构型上互为实物与镜像关系；旋光性上大小相等方向相反。 6、外消旋体——等量的左旋体＋右旋体，混合后体系失去旋光性（外因使然），是混合物。 7、内消旋体——分子内存在对称因素使分子不具有旋光性（内因造成），是纯净物。 8、手性碳C ——sp 3杂化，连接四个不同基团的碳原子。 9、手性分子——分子内无对称因素（要求掌握对称面），常常是“有且只有一个手性碳”的 分子；手性分子具有旋光性、存在对映异构体。 10、对称面(σ)——把分子分成实物与镜像关系的面，即平分分子的平面，把分子分成完全 相等的两个部分，可以有一个或多个。 手性、手性分子、旋光异构体、对映体： d b d 实物 镜像 两者对平面偏振光作用不同,称为旋光异构体；两者只能重合不能重叠，互为镜像关系，具有手性，是手性分子；因具有镜像关系，又称对映体
第八章 立体化学
第八章 立体化学 1． 解释下列各名词，举例说明： （1）旋光活性物质 （2）右旋体 （3）手性原子 （4）手性分子和非手性分子 （5）对映异构体 （6）非对映异构体 （7）外消旋体 （8）内消旋体 2． 回答间题： （1）对映异构现象产生的必要条件是什么？ （2）含手性碳原子的化合物是否都有旋光性？举例说明。 （3）有旋光活性的化合物是否必须含手性碳原子？举例说明。 3．一个酸的分子式是C 5H 10O 2，有旋光性，写出它的一对对映异构体，并标明R..S.。 4．下列化合物中，哪个有对映异构体？标出手性碳原子，写出可能的对映异构体的投影式，并说明内消 旋体和外消体以及哪个有旋光活性。 （1） 2-溴-1-丁醇 （2）α，β-二溴丁二酸 （3）α，β-二溴丁酸 （4）α-甲基-2-丁烯酸 （5）2，3，4-三氯已烷 （6）1，2-二甲基环戊烷 （7）1，1-二甲基环戊烷 5．樟脑、薄荷醇以及蓖麻酸具有下列结构，分子中有几个手性碳原子？有几个光活异构体存在？ O HO 樟脑薄荷醇 蓖麻酸CH 3(CH 2)5CHOHCH 2CH=CH(CH 2)7COOH 6.下列各对化合物是对映体还是非对映体或是同一化合物？ CH 3 H Br Cl CH 3 H Cl Br CH 3 H Br Cl CH 3 Cl H Br (1) (2) CH 3 H H Br CH 3CH 3 CH 3 CH 3 CH 3CH 3 CH 3 Cl Cl Cl Cl H H Br H H Br H H Br (3) (4) CH 3 CH 3CH 3 CH 3 CH 3 Cl Cl H H Br H H Br (5) (6) H 3C CH 3H 3C CH 3CH 3 (7)(8) H 3C CH 3 H 3C CH 3H 3C H 3C 7.(1)有比旋光度+3.820 的乳酸转化成乳酸甲酯 CH 3CHOHCOOCH 3,[α]D 20 =-8.250 ,(一)-乳酸甲酯的绝对构型是什么? (2)下列反应中,构型有无变化?试为原料及产物指定D/L 和R/S.