第二章立体化学基础精选课件PPT
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立体化学基础培训课件
在1951年以前，还没有找到合适的测定绝对 构型的方法，为了避免混淆，曾以甘油醛为标准 做了人为的规定。甘油醛具有如下的两种构型：
54
CHO HC OH
CH2OH D(+)－甘油醛
CHO HOC H
CH2OH L(-)－甘油醛
R
HC X R'
费歇尔投影式中，X在右边为D型，X在左边为L型。
55
这种人为规定的构型为相对构型，1951年 J.M.Bijvoet 测定了化合物的绝对构型，恰好与人为 规定的构型相一致，确定的相对构型就成为绝对构型 。 对于有一个以上的手性C原子化合物，就要看最 下边的手性C原子。
51
将手性碳上的四个基团中的任意两个对调，构型改变：
H
HOOC OH
CH3
(S)
H COOH COOH CH3 COOH CH3
H OH
构型改变
CH3
(R)
H OH
构型改变
COOH
(S)
52
53
（三）对映体的构型及其命名法 1．构型的D/L命名法
不对称碳原子连接的基团在空间真实排布的情 况称为该分子的绝对构型。
(C H 2)8
O
O
COOH
40
如一个碳原子连接四个不同的原子或基团时， 这个正四面体就不可能在任何地方被分成实物与镜 像的关系的两半，也就是没有对称面或对称因素。 成了不对称分子，就有了旋光性。这个碳原子所连 的四个不同的原子或原子团在空间就会有两种排列 方式，就成了两种异构体。
41
42
第二节 对映异构和非对映异构 一、含一个手性碳原子的化合物
COOH
COOH
COOH
COOH
H OH HO H H OH HO H H OH HO H HO H H OH
54
CHO HC OH
CH2OH D(+)－甘油醛
CHO HOC H
CH2OH L(-)－甘油醛
R
HC X R'
费歇尔投影式中，X在右边为D型，X在左边为L型。
55
这种人为规定的构型为相对构型，1951年 J.M.Bijvoet 测定了化合物的绝对构型，恰好与人为 规定的构型相一致，确定的相对构型就成为绝对构型 。 对于有一个以上的手性C原子化合物，就要看最 下边的手性C原子。
51
将手性碳上的四个基团中的任意两个对调，构型改变：
H
HOOC OH
CH3
(S)
H COOH COOH CH3 COOH CH3
H OH
构型改变
CH3
(R)
H OH
构型改变
COOH
(S)
52
53
（三）对映体的构型及其命名法 1．构型的D/L命名法
不对称碳原子连接的基团在空间真实排布的情 况称为该分子的绝对构型。
(C H 2)8
O
O
COOH
40
如一个碳原子连接四个不同的原子或基团时， 这个正四面体就不可能在任何地方被分成实物与镜 像的关系的两半，也就是没有对称面或对称因素。 成了不对称分子，就有了旋光性。这个碳原子所连 的四个不同的原子或原子团在空间就会有两种排列 方式，就成了两种异构体。
41
42
第二节 对映异构和非对映异构 一、含一个手性碳原子的化合物
COOH
COOH
COOH
COOH
H OH HO H H OH HO H H OH HO H HO H H OH
立体化学PPT课件
一、分子的对称因素和手性 （3）手性膦、手性氮与手性砜类化合物
一、分子的对称因素和手性
（4）含手性轴的化合物：分子的轴上原子
不是对称的被取代，而使分子具有手性。
一、分子的对称因素和手性
a. 丙二烯衍生物 （具手性轴）
C6H5
C6H5
C CC
a-C10H7
C10H7- a
CH3
CH3
C CC
H
H
反应停事件
O H
N
O
NH
O
O
(S)-thalidomide
O H
N
O
O
O NH
(R)-thalidomide
1984年荷兰药理学家Ariens极力提倡手性药物以单一对 映体上市， 抨击以消旋体形式进行药理研究以及上市。 他的一系列论述的发表，引起药物部门广泛的重视。
1992年，美国食品和医药管理局提出法规，申报手性药 物时，必须对不同对映体的作用叙述清楚。
2001年诺贝尔化学奖授予了3位美日科学家，表彰他们 在手性催化氢化反应和手性催化氧化反应领域所做出的 重大贡献。
目前，研究和发展新的手性技术，借此获得光学纯的手 性药物，已成为许多实验室和医药公司追求的目标。
构造： 分子中各原子间相互结合的顺序（连接顺序） 构型：原子或基团在空间的排列方式 构象：具有一定构型的分子由于单键旋转使分子内的 原子或原子团在空间产生不同的排列。 问题： 二甲基环己烷有多少构造异构体？ 1，3-二甲基环己烷是否存在构型异构体？ 其中顺式构型是否存在构象异构体？
同分异构
碳架异构
构造异构 官能团异构 位置异构
互变异构
构型异构 顺反异构
立体异构
南开大学高等有机化学课件-第二章立体化学原理
立体异构(Stereoisomer)是指具有相同构造而仅在某些
原子或基团的空间排列上不同的几种结构。它属于拓扑学
范畴，分析其相互关系时很重要。 如果两个立体异构之间的关系是一个物体与其不能重
叠的镜像之间的关系时，那么这两个结构就是对映异构体
(Enantiomer)，并且每一个结构都称为手征性的（Chiral)。 不是对映体的立体异构体是非对映异构体
光学纯度与对映体过量(Enantiomeric Excess, e.e.)数 值相等
ee =
[R] - [S] [R] + [S]
X 100%
测定旋光度随波长的变化，比在单一波长上测定旋光度
可提供更多的信息，对确定分子的手性非常重要，这种技
术叫旋光色散(Optical Rotatory Dispersion, ORD) 。 所得到的旋光度随波长的变化曲线被称为旋光色散曲线 (ORD Curve), 该曲线取决于分子的构型其吸收光谱，可用 于判别其构型与已知的相似分子构型的关系。
(Enantiomerically Pure or Homochiral)化合物。
而当某一种对映体的含量超过其另一种时成为富对映 体(Enantiomerically Enriched),它将有净的偏振光的偏离 值并称为旋光活性(Optically Active)的。
除了构造和构型以外，还有第三个重要的结构层次即
顺序规则
原子大小排序, 递降时序位排列顺时针 为RR-(rectus) 右, 顺 S-(sinister) 左, 逆
Fisher投影式
CH3 Ph H CH3 H H Ph CH3
锯架式
H CH3 H Br Ph
Newman投影式
有机化学精品课件之立体化学基础共55页
有机化学精品课件之立体化学基础
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春收长丝，秋熟靡王税。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春收长丝，秋熟靡王税。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
2 第二章 立体化学
COOH OH H OH H COOH (V) COOH HO HO H H COOH (VI) COOH OH H H HO COOH (VII) COOH H HO OH H COOH (VIII)
(V)、(VI)为内 消旋体的两种表示
内消旋体 两个相同的手性中心， (meso)： 构型相反。
（四〕 环状化合物的对映异构
[α]27 = +42.9° D
不含有任何对称要素的分子。 手性分子 CH3 非对称分子 (Chiral molecule) 不对称分子 C H 对映体 旋光活性 [α]27 = -42.9° D
（二）. 含有一个手性中心的分子
HO CH3 C COOH Ph CH3 HOOC C OH Ph
[α]5 = +52° D
二. 顺反异构 (Cis-Trans Isomerism) (一) 含＞C＝C＜化合物的几何异构 (二) 含＞C＝N-化合物的几何异构 (三) 环状化合物的顺反异构和旋光异构 三. 构象与构象分析 （一） 开链饱和体系的构象 （二 ）环状化合物的构象及其分析 四.反应过程中的立体化学简介 （一）区域选择反应和区域专一反应 （二）立体选择反应和立体专一反应
H
手性中心
连接
基团
相似 分子
仍旋光活性 相当于溴代丙酸
同位素
手性中心
CH3 * H* * Br * COOH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CH3 H D C 2H 5
[α]25 D
CH3 H C COOH Br
不同基团 旋光活性
= -0.56
金刚烷桥头C原子 1, 3, 5, 7位
手性中心－N原子： CH Ph 2 Ph * C H Cl N 2 5 CH3
(V)、(VI)为内 消旋体的两种表示
内消旋体 两个相同的手性中心， (meso)： 构型相反。
（四〕 环状化合物的对映异构
[α]27 = +42.9° D
不含有任何对称要素的分子。 手性分子 CH3 非对称分子 (Chiral molecule) 不对称分子 C H 对映体 旋光活性 [α]27 = -42.9° D
（二）. 含有一个手性中心的分子
HO CH3 C COOH Ph CH3 HOOC C OH Ph
[α]5 = +52° D
二. 顺反异构 (Cis-Trans Isomerism) (一) 含＞C＝C＜化合物的几何异构 (二) 含＞C＝N-化合物的几何异构 (三) 环状化合物的顺反异构和旋光异构 三. 构象与构象分析 （一） 开链饱和体系的构象 （二 ）环状化合物的构象及其分析 四.反应过程中的立体化学简介 （一）区域选择反应和区域专一反应 （二）立体选择反应和立体专一反应
H
手性中心
连接
基团
相似 分子
仍旋光活性 相当于溴代丙酸
同位素
手性中心
CH3 * H* * Br * COOH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CH3 H D C 2H 5
[α]25 D
CH3 H C COOH Br
不同基团 旋光活性
= -0.56
金刚烷桥头C原子 1, 3, 5, 7位
手性中心－N原子： CH Ph 2 Ph * C H Cl N 2 5 CH3
《立体化学》课件
2023 WORK SUMMARY
《立体化学》课件
REPORTING
目录
• 立体化学简介 • 立体化学基本概念 • 立体化学中的反应 • 立体选择性反应 • 立体化学的应用 • 立体化学的未来发展与挑战
PART 01
立体化学简介
定义与特点
定义
立体化学是研究分子在三维空间中结 构的科学，主要关注分子的几何构型 、构象和旋转轴对称性等。
方式的分子。
顺反异构体的性质
顺反异构体在化学性质上存在差异 ，但在物理性质方面相似。
顺反异构体的合成
顺反异构体的合成是立体化学研究 的重要内容之一，通常采用烯烃的 加成反应进行合成。
PART 03
立体化学中的反应
亲核反应
总结词
亲核反应是试剂向反应物的负电性中心进攻 的反应，通常是由具有孤对电子的中性分子 或负离子进攻正电性较弱的碳原子。
对映异构体
对映异构体的定义
对映异构体是指具有相同 化学组成但旋光方向不同 的分子。
对映异构体的性质
对映异构体在物理性质上 几乎相同，但在旋光性和 生物活性方面存在差异。
对映异构体的分离
对映异构体的分离是立体 化学研究的重要内容之一 ，通常采用化学或物理方 法进行分离。
非对映异构体
非对映异构体的定义
生物学中的立体化学对 于理解生物大分子的结 构和功能至关重要。例 如，蛋白质的结构和折 叠方式决定了其生物活 性，而核酸的结构则与 其遗传信息的传递和表 达密切相关。
生物学中的立体化学有 助于深入了解生物大分 子的相互作用和调控机 制。
通过研究生物大分子的 立体结构和相互作用， 可以揭示其复杂的调控 机制，为疾病诊断和治 疗提供新的思路和方法 。
《立体化学》课件
REPORTING
目录
• 立体化学简介 • 立体化学基本概念 • 立体化学中的反应 • 立体选择性反应 • 立体化学的应用 • 立体化学的未来发展与挑战
PART 01
立体化学简介
定义与特点
定义
立体化学是研究分子在三维空间中结 构的科学，主要关注分子的几何构型 、构象和旋转轴对称性等。
方式的分子。
顺反异构体的性质
顺反异构体在化学性质上存在差异 ，但在物理性质方面相似。
顺反异构体的合成
顺反异构体的合成是立体化学研究 的重要内容之一，通常采用烯烃的 加成反应进行合成。
PART 03
立体化学中的反应
亲核反应
总结词
亲核反应是试剂向反应物的负电性中心进攻 的反应，通常是由具有孤对电子的中性分子 或负离子进攻正电性较弱的碳原子。
对映异构体
对映异构体的定义
对映异构体是指具有相同 化学组成但旋光方向不同 的分子。
对映异构体的性质
对映异构体在物理性质上 几乎相同，但在旋光性和 生物活性方面存在差异。
对映异构体的分离
对映异构体的分离是立体 化学研究的重要内容之一 ，通常采用化学或物理方 法进行分离。
非对映异构体
非对映异构体的定义
生物学中的立体化学对 于理解生物大分子的结 构和功能至关重要。例 如，蛋白质的结构和折 叠方式决定了其生物活 性，而核酸的结构则与 其遗传信息的传递和表 达密切相关。
生物学中的立体化学有 助于深入了解生物大分 子的相互作用和调控机 制。
通过研究生物大分子的 立体结构和相互作用， 可以揭示其复杂的调控 机制，为疾病诊断和治 疗提供新的思路和方法 。
第二章立体化学基础 (1)
练习：见教材
第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
★注意事项
(1) 水平线和垂直线的交叉点代表手性碳，位于纸平面上。
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOC COOH HOOC H
HH
H COOH
（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
N OH
HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
构型：是指分子结构中的原子或基团在空间排列的顺序。 对映异构和顺反异构都属于构型异构。
一、D/L 构型标记法 一个化合物的绝对构型通常指键合在手性中心
的四个原子或基团在空间的真实排列方式。
费歇尔(Fischer)人为地选定(＋)-甘油醛为标准物， 并规定其碳链处于垂直方向， 醛基在碳链上端的投 影式中，C2上的羟基处于右侧的为D-构型。其对映 体-羟基在左边的为L-构型。
二、 R/S 构型命名法
R/S构型命名法广泛应用于各种类型手性化合物构型命名。 R/S构型命名规则
1、首先确定与手性碳相连的四个原子或基团的优先次序。
2、将手性碳上的四个原子或基团中最小的 置于 远离我们视线的位置(即放在最远的位置)，
然后观察另外三个基团的优先次序（由大到小）。 如为顺时针方向排列为R构型； 反时针方向排列为S构型。
第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
★注意事项
(1) 水平线和垂直线的交叉点代表手性碳，位于纸平面上。
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOC COOH HOOC H
HH
H COOH
（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
N OH
HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
构型：是指分子结构中的原子或基团在空间排列的顺序。 对映异构和顺反异构都属于构型异构。
一、D/L 构型标记法 一个化合物的绝对构型通常指键合在手性中心
的四个原子或基团在空间的真实排列方式。
费歇尔(Fischer)人为地选定(＋)-甘油醛为标准物， 并规定其碳链处于垂直方向， 醛基在碳链上端的投 影式中，C2上的羟基处于右侧的为D-构型。其对映 体-羟基在左边的为L-构型。
二、 R/S 构型命名法
R/S构型命名法广泛应用于各种类型手性化合物构型命名。 R/S构型命名规则
1、首先确定与手性碳相连的四个原子或基团的优先次序。
2、将手性碳上的四个原子或基团中最小的 置于 远离我们视线的位置(即放在最远的位置)，
然后观察另外三个基团的优先次序（由大到小）。 如为顺时针方向排列为R构型； 反时针方向排列为S构型。
人教版化学选修三第二章第二节《分子的立体构型》全课时课件
能形成配合物的 离子不能大量共 存。
回顾 Fe3+是如何检验的？
Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3 血红色
（4） 配合物的性质 配合物具有一定的稳定性， 过渡金属配合物远比主族金属配合物稳定
（5） 配合物的应用
a 叶绿素 在生命体中的应用 血红蛋白 酶 含锌的配合物 含锌酶有80多种 维生素B12 钴配合物 在医药中的应用 抗癌药物 配合物与生物固氮 固氮酶 王水溶金 H[AuCl4] 照相技术的定影 在生产生活中的应用 电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6] 镀银工业
Cu2+与H2O是如何结合的呢？
1、配位键
（1）定义提供孤电子对的原子与接受孤电 子对的原子之间形成的共价键。 注意： 配位键与共价键性质完全相同 （2）配位键的形成条件 一方提供孤电子对(配位体)
一方提供空轨道
常见的配位体 H2O NH3 X- CO CN SCN-
（3）配位键的表示方法
A B
电子对给予体→电子对接受体 H O H
2+ H2O H2O Cu OH2 H2O [Cu(NH3)4]2+的配位键
H 请你写出NH4+ 的表示法？
，
讨论 在NH3·BF3中，何种元素的原子提供孤电子 对，何种元素的原子接受孤电子对?写出 NH3·BF3的结构式 NH3中N原子提供孤电子对 BF3中的B原子提供空轨道接受孤电子对 H F H N B F
价层电子对互斥理论（VSEPR theory）
理论要点（根本依据）：对ABn型的分子或离子，中 心原子A上价层电子对之间相互排斥，尽可能趋向彼 此远离。价层电子对包括参与形成σ 键的电子对和中 心原子上未参与成键的孤电子对。
回顾 Fe3+是如何检验的？
Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3 血红色
（4） 配合物的性质 配合物具有一定的稳定性， 过渡金属配合物远比主族金属配合物稳定
（5） 配合物的应用
a 叶绿素 在生命体中的应用 血红蛋白 酶 含锌的配合物 含锌酶有80多种 维生素B12 钴配合物 在医药中的应用 抗癌药物 配合物与生物固氮 固氮酶 王水溶金 H[AuCl4] 照相技术的定影 在生产生活中的应用 电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6] 镀银工业
Cu2+与H2O是如何结合的呢？
1、配位键
（1）定义提供孤电子对的原子与接受孤电 子对的原子之间形成的共价键。 注意： 配位键与共价键性质完全相同 （2）配位键的形成条件 一方提供孤电子对(配位体)
一方提供空轨道
常见的配位体 H2O NH3 X- CO CN SCN-
（3）配位键的表示方法
A B
电子对给予体→电子对接受体 H O H
2+ H2O H2O Cu OH2 H2O [Cu(NH3)4]2+的配位键
H 请你写出NH4+ 的表示法？
，
讨论 在NH3·BF3中，何种元素的原子提供孤电子 对，何种元素的原子接受孤电子对?写出 NH3·BF3的结构式 NH3中N原子提供孤电子对 BF3中的B原子提供空轨道接受孤电子对 H F H N B F
价层电子对互斥理论（VSEPR theory）
理论要点（根本依据）：对ABn型的分子或离子，中 心原子A上价层电子对之间相互排斥，尽可能趋向彼 此远离。价层电子对包括参与形成σ 键的电子对和中 心原子上未参与成键的孤电子对。
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第二章 立体化学基础：手性分子
掌握：手性和手性分子以及手性碳原子的概念。对映体、 非对映体、外消旋体和内消旋体的概念和主要性质；对 映异构体命名方法（R/S）。
熟悉： 费歇投影式和透视式表示立体异构体的方法； 无手性碳原子的对映异构体。
了解： 外消旋体的拆分方法和手性分子的生物作用。 立体化学：从三维空间揭示分子的结构和性能。
顺—丁烯二酸
HC-COOH HOOCC-H
反—丁烯二酸
2021/3/2
7
H C-CH3 H C-COOH
HC-CH 3 HOOCCH-
异巴豆酸（顺式）
巴豆酸（反式：次序规则 •（A）原子序数大的，相同原子序数（同位素）， 原子量大的在前。
（B）多原子取代基，由游离价原子依次比较。
2021/3/2
10
（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
NOH HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
2021/3/2
11
一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
这种左右手互为镜像关系，彼此又不能重合的现象 称为手性。 自然界中有许多手性物。有许多化合物分子具有手性。
练习：见教材
2021/3/2
18
第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
HCOH
H C CI HCOH
H
COOH
E—1.2—二氯乙烷
二氯甲烷
内消旋酒石酸
有对称面的分子不存在对映体，为非手性分子。
2021/3/2
17
四、判断对映体（手性分子）的方法 1、直接方法：比较分子和其镜像是否重合
2、有没有对称面
3、有没有手性碳原子：有一个的肯定是，多个的 不一定（有的是内消旋化合物,如内消旋酒石酸）
2021/3/2
6
2. 不能自由旋转的原子上连有不相同的的原子或原子团。
三. 顺反异构的类型：
根据产生的顺反异构现象的不同结构因素，又可分为含碳碳 双键化合物；脂环化合物；碳氮双键和氮氮双键化合物的顺 反异构。
（一）含碳碳双键化合物的顺反异构：
1.顺—反构型命名法：
H C-COOH H C-COOH
5
H C-COOH 熔点 溶解度 H C-COOH 130℃ 易溶于水
HC-COOH287℃ 难溶于水 HOOCC-H
分子式相同,结构式也相同，但是它们结构式中原子或原子 团在空间的排列方式不同。这样的立体异构称为顺反异构。
二.产生顺反异构的条件：
1. 分子中存在着限制碳原子（或氮原子）自由旋转的因素， 如双键或环结构。
凡是连有4个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳 原子(chiral carbon atom),也可称为手性中心。
一个手性碳原子所连的4个不同原子或基团在空间具 有2种不同的排列方式，它们是彼此成镜像关系，又 不能重叠的一对立体异构体，互为对映体，统称为手 性化合物。
•有一个手性碳的化合物必定是手性化合物，有一对对映体。
分子式相同，结构式不相同的化合物叫同分异构体。
分子式相同，结构式也相同，只是分子中原子或原子团在空间 的排列顺序不同，这种现象叫立体异构。
2021/3/2
1
2021/3/2
2
一．构造异构：分子中原子或原子团互相连接的顺序不同。
1．碳链异构（碳骨架异构）： 碳链的骨架不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和
CH3 CH3-C=C2H
2．位置异构：取代基或官能团在碳链上的位置不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和 CH3CH＝CHCH3
丁烯
2－ 丁烯
3．官能团异构：官能团不同。
CH3-CH2-OH 和 CH3-O-CH3
2021/3/2
3
4．互变异构：
一种官能团异构体改变其结构成为另一种官能团异构体，互 相迅速的变换，形成两种异构体的动态平衡，这是官能团异 构体的一种特殊表现形式。
二．立体异构：
1．顺反异构（几何异构）：
分子中原子或原子团在空间的排列方式不同。
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2．对映异构（旋光异构，光学异构）：
分子具有手性。
前两者又叫构型异构
3．构象异构（旋转异构）： 单键的旋转 。
第一节 顺反异构
一．顺反异构的概念：
丁烯二酸（HOOC—CH = CH—COOH。
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二、手性分 子和对映体
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球棍模型
乳酸分子a和b的关系正如人的左右手的关系： 互为镜像又不能重合。因此a和b代表不同的分 子，均具有手性，均属手性化合物，互为对映
异构体，简称对映体（enantiomers).
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两个乳酸分子中有一个碳原子(C2)所连的四个基团 (COOH,OH,CH3,H)均不相同。
Z—2—氯— 1—溴丙烯 E—2—氯— 1—溴丙烯
(大 )C 3 -C H -H (小 ) (大 )C 3 -C H -( H 小 ) (大 )(C 3 ) 2H C C -C 2 H C 3 H (小 - H )(小 )C 3 -H C 2 - C -H C3 H ) 2 (大 )(C
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•有多个手性碳的一般有多对对映体，最多可达2n。
性质：物理性质几乎相同，化学性质大部分相同。 不同：旋光性；生理活性
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三、对称面和非手性分子
对称面(planes of symmetry):指将分子结构剖成互为实物 与镜像的两半的面。
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CI H
CC
H CI
CI
COOH
（C）当与双键碳相连的为不饱和基团时，分别 看作2次或3 次相连。
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（2） Z E构型命名。
如果二个大基团处在双键同侧就称为Z型；若二个大基 团处在双键异侧就称为E型。
(大 )B C -r( H 小 ) (大 )B C H r( 小 ) (大 )C C -lC 3 ( 小 )H ( 小 ) H 3 C C C (大 )l
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3.当分子中双键数目增加时，顺反异构体的数目也增加。
HC --C3H HC --C3H H 3CC --H
HC --C2H HC --C2H HC --C2H
C-H C -H
C -H
H 3C-H C- HC --C3H HC --C3H
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOCCOOHHOOCH
HH
H COOH
掌握：手性和手性分子以及手性碳原子的概念。对映体、 非对映体、外消旋体和内消旋体的概念和主要性质；对 映异构体命名方法（R/S）。
熟悉： 费歇投影式和透视式表示立体异构体的方法； 无手性碳原子的对映异构体。
了解： 外消旋体的拆分方法和手性分子的生物作用。 立体化学：从三维空间揭示分子的结构和性能。
顺—丁烯二酸
HC-COOH HOOCC-H
反—丁烯二酸
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H C-CH3 H C-COOH
HC-CH 3 HOOCCH-
异巴豆酸（顺式）
巴豆酸（反式：次序规则 •（A）原子序数大的，相同原子序数（同位素）， 原子量大的在前。
（B）多原子取代基，由游离价原子依次比较。
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（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
NOH HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
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一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
这种左右手互为镜像关系，彼此又不能重合的现象 称为手性。 自然界中有许多手性物。有许多化合物分子具有手性。
练习：见教材
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第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
HCOH
H C CI HCOH
H
COOH
E—1.2—二氯乙烷
二氯甲烷
内消旋酒石酸
有对称面的分子不存在对映体，为非手性分子。
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四、判断对映体（手性分子）的方法 1、直接方法：比较分子和其镜像是否重合
2、有没有对称面
3、有没有手性碳原子：有一个的肯定是，多个的 不一定（有的是内消旋化合物,如内消旋酒石酸）
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2. 不能自由旋转的原子上连有不相同的的原子或原子团。
三. 顺反异构的类型：
根据产生的顺反异构现象的不同结构因素，又可分为含碳碳 双键化合物；脂环化合物；碳氮双键和氮氮双键化合物的顺 反异构。
（一）含碳碳双键化合物的顺反异构：
1.顺—反构型命名法：
H C-COOH H C-COOH
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H C-COOH 熔点 溶解度 H C-COOH 130℃ 易溶于水
HC-COOH287℃ 难溶于水 HOOCC-H
分子式相同,结构式也相同，但是它们结构式中原子或原子 团在空间的排列方式不同。这样的立体异构称为顺反异构。
二.产生顺反异构的条件：
1. 分子中存在着限制碳原子（或氮原子）自由旋转的因素， 如双键或环结构。
凡是连有4个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳 原子(chiral carbon atom),也可称为手性中心。
一个手性碳原子所连的4个不同原子或基团在空间具 有2种不同的排列方式，它们是彼此成镜像关系，又 不能重叠的一对立体异构体，互为对映体，统称为手 性化合物。
•有一个手性碳的化合物必定是手性化合物，有一对对映体。
分子式相同，结构式不相同的化合物叫同分异构体。
分子式相同，结构式也相同，只是分子中原子或原子团在空间 的排列顺序不同，这种现象叫立体异构。
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一．构造异构：分子中原子或原子团互相连接的顺序不同。
1．碳链异构（碳骨架异构）： 碳链的骨架不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和
CH3 CH3-C=C2H
2．位置异构：取代基或官能团在碳链上的位置不同。
CH3CH2－CH＝CH2 和 CH3CH＝CHCH3
丁烯
2－ 丁烯
3．官能团异构：官能团不同。
CH3-CH2-OH 和 CH3-O-CH3
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4．互变异构：
一种官能团异构体改变其结构成为另一种官能团异构体，互 相迅速的变换，形成两种异构体的动态平衡，这是官能团异 构体的一种特殊表现形式。
二．立体异构：
1．顺反异构（几何异构）：
分子中原子或原子团在空间的排列方式不同。
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2．对映异构（旋光异构，光学异构）：
分子具有手性。
前两者又叫构型异构
3．构象异构（旋转异构）： 单键的旋转 。
第一节 顺反异构
一．顺反异构的概念：
丁烯二酸（HOOC—CH = CH—COOH。
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二、手性分 子和对映体
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球棍模型
乳酸分子a和b的关系正如人的左右手的关系： 互为镜像又不能重合。因此a和b代表不同的分 子，均具有手性，均属手性化合物，互为对映
异构体，简称对映体（enantiomers).
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两个乳酸分子中有一个碳原子(C2)所连的四个基团 (COOH,OH,CH3,H)均不相同。
Z—2—氯— 1—溴丙烯 E—2—氯— 1—溴丙烯
(大 )C 3 -C H -H (小 ) (大 )C 3 -C H -( H 小 ) (大 )(C 3 ) 2H C C -C 2 H C 3 H (小 - H )(小 )C 3 -H C 2 - C -H C3 H ) 2 (大 )(C
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•有多个手性碳的一般有多对对映体，最多可达2n。
性质：物理性质几乎相同，化学性质大部分相同。 不同：旋光性；生理活性
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三、对称面和非手性分子
对称面(planes of symmetry):指将分子结构剖成互为实物 与镜像的两半的面。
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CI H
CC
H CI
CI
COOH
（C）当与双键碳相连的为不饱和基团时，分别 看作2次或3 次相连。
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（2） Z E构型命名。
如果二个大基团处在双键同侧就称为Z型；若二个大基 团处在双键异侧就称为E型。
(大 )B C -r( H 小 ) (大 )B C H r( 小 ) (大 )C C -lC 3 ( 小 )H ( 小 ) H 3 C C C (大 )l
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3.当分子中双键数目增加时，顺反异构体的数目也增加。
HC --C3H HC --C3H H 3CC --H
HC --C2H HC --C2H HC --C2H
C-H C -H
C -H
H 3C-H C- HC --C3H HC --C3H
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOCCOOHHOOCH
HH
H COOH