第一节_顺反异构
第十三章章 立体异构
第十三章立体异构学习目标掌握立体异构、顺反异构、旋光异构、构象异构的定义，产生顺反异构的条件和命名方法，手性分子的判断，旋光异构的表示方法和命名；熟悉构象异构的产生、表示方法及重叠构象、交叉构象、稳定构象、优势构象等基本概念。
了解顺反异构和旋光异构在性质上的差异及在医药上的应用。
有机化合物普遍存在同分异构现象，这是构成有机化合物种类繁多、结构复杂的原因之一。
分子的结构包括构造、构型和构象。
分子的构造是指有机化合物分子中的原子或原子团相互连接的顺序和方式。
分子的构型是指具有一定构造的分子中，由于原子在不同方向的连接所引起的原子或原子团在空间的排列方式。
分子的构象是指具有一定构型的化合物分子，由于单键的旋转或扭曲所产生的原子或原子团在空间排列方式。
分子组成相同，由于原子和原子间的连接方式不同而引起的异构现象称为构造异构。
前面各章介绍的碳链异构、位置异构、官能团异构、互变异构，都属于构造异构。
各种构造异构所形成的同分异构体之间，分子组成相同，但原子的连接方式不同。
分子组成相同，由于原子或原子团在空间的排列方式不同而引起的异构现象称为立体异构。
立体异构体的分子中，原子与原子间的连接方式相同，只是空间排列方式不同，这是与构造异构不同之处。
立体异构可分为构型异构和构象异构，构型异构又包括顺反异构和旋光异构。
同分异构的分类总结如下：分子的立体结构与其性质关系密切，同种化合物的不同异构体在性质上存在一定的差异，生理作用就可能不同。
学习立体异构方面的有关知识，对今后学习药学方面的专业课程十分必要。
第一节顺反异构一、 顺反异构在含有双键的有机物分子中，由于双键是由一个σ键和一个π键组成的，双键的旋转必然破坏π键，因此双键的旋转就受到了限制。
连在双键碳原子上的原子或原子团就会有不同的空间排列方式，即可以产生不同的构型。
例如：2-丁烯有两种不同的构型，可分别表示为：顺-2-丁烯 反-2-丁烯熔点-139.4℃ 熔点-105.4℃同理，在脂环化合物中的环内碳原子，由于受环本身的限制，不能绕碳碳单键旋转，当有两个或两个以上的成环碳原子所连的基团不同时，就会有不同的空间排列方式。
有机化学复习提纲
第三讲有机化合物的命名Outline1、普通命名法2、系统命名法3、各类有机化合物的命名（1）烃的命名（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、环烷烃）（2）卤代烃的命名（3）含氧化合物的命名（醇，酚、醚、醛、酮、醌、羧酸）（4）羧酸衍生物（酰卤、酸酐、酯、酰胺）和取代羧酸（卤代酸、羟基酸、酮酸、氨基酸）的命名优先次序原则：1、将直接连在双键碳原子上连个院子按原子序数大小为序排列。
大的优先，小的在后。
同位素原子以质量大的优先2、与双键碳原子相连的两个原子相同时，比较连在这两个原子上的其他原子，若第二个也相同则比较第三个，原子序数较大者优先。
3、与双键碳原子相连的基团有双键或三键是，可见其看作连接两个或三个相同的院子ZE命名：两个碳上的优先基团在双键同侧，Z型，异测E型单螺环烷烃的系统命名：双环桥环烷烃的系统命名：对映异构体构型的命名D、L命名：RS命名：1、将连在手性碳原子上的四个基团按次序规则排序，优先的在前；2、将次序最低的集团远离观察者，其他三个基团沿顺时针具有R构型，逆时针为s构型。
采用费歇尔投影式时，若次序最低的院子或基团处于垂直方向上，顺时针为r构型：若处于水平方向上，顺时针为s构型Objective requirements：1、掌握普通命名法2、掌握系统命名法3、掌握各类有机化合物的命名原则4、掌握优先次序原则5、熟悉常见基团的命名6、学会比较各类有机化合物命名的异同点7、了解碳原子的类型与命名之间的关系8、了解某些有机化合物的俗名第四讲立体化学基础第二章构象异构（第四节）第三章顺反异构（第一节）第五章立体化学基础（第一、二节）-------对映异构现象Outline第一节构象异构一、构象异构现象二、链烃的构象异构1、乙烷的构象异构2、丁烷的构象异构三、脂环烃的构象异构1、环己烷分子的构象异构2、一取代环己烷的构象异构3、二取代环己烷的构象异构第二节顺反异构一、顺反异构现象二、产生顺反异构的条件三、顺反异构的命名1、顺/反命名法2、Z/E命名法四、脂环化合物的顺反异构五、顺反异构体的性质1、理化性质2、生物学性质第三节对映异构一、对映异构体的旋光性1、平面偏振光和物质的旋光性2、旋光仪和比旋光度二、对映异构现象1、化合物的旋光性与分子结构的关系（1）手性和手性分子（2）对映异构体（3）分子的对称性2、含一个手性碳原子化合物的对映异构基本规则：1、手性碳原子上任意两个基团的位置经偶数次互换，构型保持不变；奇数次互换内发生了改变2.投影式不离开纸平面旋转180或其整数倍，构型不变，若旋转90或其整数倍，转变为其对映异构体3、若固定投影式的一个基团不动，其余三个基团按顺时针或逆时针方向旋转构型保持不变3、对映体的表示方法对映体的标记（1）相对构型命名法-----D/L标记法（2）绝对构型命名法-----R/S标记法三、含两个或两个以上手性碳原子化合物的对映异构1、含两个不同碳原子化合物的对映异构含有不同手性碳原子分子具有旋光异构体数目为2的n次方个（n为手性碳原子数目），对映体为2的n-1次方对2、含两个相同碳原子化合物的对映异构只有3个旋光异构体四、对映异构体的性质Obejective requirements：1、构象异构现象（1）掌握同分异构的概念及分类（2）掌握环己烷的构象异构及稳定性的排列（3）熟悉链状化合物的构象异构（4）了解含两个以上取代基环己烷的构象异构2、顺反异构现象（1）掌握顺反异构产生的条件，学会判断分子是否具有顺反异构、（2）掌握顺反异构体的表达方式（3）掌握顺反异构体的命名，顺反命名法和Z/E命名法。
几何异构也称顺反异构名词解释生物化学
几何异构也称顺反异构名词解释生物化学几何异构和顺反异构是生物化学中常见的名词，它们在分子结构和构象方面起着重要作用。
几何异构指的是分子中存在两个或两个以上的双键，且这些双键的连接方式不同，从而使得分子构象排列不同，产生几何异构体。
而顺反异构则是指分子结构中存在两个或两个以上的取代基团，这些取代基团的排列顺序不同，导致分子构象和性质的差异。
在生物化学中，几何异构和顺反异构对分子的稳定性、活性和反应性都有显著影响。
下面，我将从几何异构和顺反异构的概念、在生物体内的作用、相关实验方法以及未来研究方向等方面展开深入讨论。
一、几何异构和顺反异构的概念1. 几何异构几何异构是指分子中的化学键的连线方式不同，导致构象排列不同的现象。
在生物化学中，例如脂肪酸、生物酯等有机分子中，存在着多个双键，这些双键的空间排列方式会产生不同的几何异构体。
几何异构体的存在会影响分子的构象稳定性和生物活性。
2. 顺反异构顺反异构是指分子结构中的取代基团排列方式不同，导致分子的构象和性质发生变化的现象。
在生物化学中，例如蔗糖、核酸等大分子化合物中，存在着多个取代基团，这些基团的排列方式会形成不同的顺反异构体。
顺反异构体的存在对分子的空间构象和反应性有着重要的影响。
二、几何异构和顺反异构在生物体内的作用1. 生物活性几何异构和顺反异构对生物分子的活性有着显著影响。
在人体内，许多生物活性物质的活性和生物效应都与其构象密切相关。
脂肪酸的生物活性和对细胞膜的影响，部分取决于其空间构象的稳定性和排列方式。
对几何异构和顺反异构的研究有助于深入理解生物分子的活性和生物效应。
2. 药理学在药理学研究中，几何异构和顺反异构的存在也具有重要意义。
生物药物的活性和毒性往往与其构象和空间排列相关。
研究几何异构和顺反异构对生物药物的影响，有助于合理设计和改进药物结构，从而提高药物的有效性和安全性。
三、几何异构和顺反异构的实验检测方法1. 分子模拟技术通过分子模拟技术，可以模拟和预测几何异构和顺反异构体的构象和稳定性，为生物化学研究提供重要参考。
环烷烃的异构
2、加溴
+ Br2 hv
+ Br2
+ Br2
BrCH2CH2CH2; HBr
+ HBr
H3C
CH3CH2CH2Br
CH3CH2CHCH3
Br
4、氧化
三元环对氧化剂相对稳定，例如，环丙烷不能使高锰 酸钾溶液退色。含三元环的多环化合物氧化时，三元环可 以保持不变。
O
O
O2 +
O
例题：某烃A，分子式为C5H10，不能使Br2-CCl4溶液 褪色，在光照下与Br2 作用，只得到一种产物B，分子式 为C5H9Br，此化合物与KOH-EtOH溶液加热回流得化合物 C（C5H8）。请推测A，B，C的结构式。
(A)
(B)
Br
(C)
第三节 环烷烃的来源和用途（自学）
补充环烷烃的实验室合成：
CH3
CH3
顺 -1,4-二 甲 基 环 己 烷
CH3
CH3
反 -1,4-二 甲 基 环 己 烷
例题：用CCS命名法命名下列化合物：
(A)
CH3
CH3
C(CH3)3 (B)
解 ：(A) 1,1- 二甲基环丙烷 (B) 叔丁基环癸烷
碳环可以简写成相同大小的正多变型，每一个定点 表示一个亚甲基。还上有取代基式，在相应的位置上写 出取代基的编号。
第一节 环烷烃的异构和命名
一、环烷烃的异构
1、构造异构 环烷烃由于环的大小及侧链的长短和位置不同而产生构造
异构体。 最简单的环烷烃含有三个碳原子，它没有异构体；含有四
个碳原子的环烷烃有两个异构体；含五个碳原子的环烷烃有五 个构造异构体。
2、立体异构
构造相同，分子中原子在空间的排列方式不同的化合物互 称为立体异构体。
第二章立体化学基础PPT课件
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。
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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。
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 )BC r-H (小 ) (大 )BC rH (小 ) (大 )CC -l C 3 (小 H ) (小 )H 3 C C C (大 l)
Z—2—氯— 1—溴丙烯 E—2—氯— 1—溴丙烯
(大 )C3 -H C -H (小 )
(2) 横键代表朝向纸平面前方的键，竖键代表朝向纸平面 后方的键。 “横前竖后‘’
(大 )C3 -H C -H (小 )
(大 )(C 3 )2H C C -H C 2 C H -3 (小 H )(小 )C3 -H C 2 -C - H CH 3 )2 (大 ()C
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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 H3CC--H
HC-C2H HC-C2H
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。
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★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。
2．位置异构：取代基或官能团在碳链上的位置不同。
顺反构象异构体
顺反构象异构体A组F2）分子中的四个原子都在一个平面上，i．二氟二氯（N由于几何形状的不同，它有两种同分异构体，如右图所示。
这种原子排布次序相同，几何形状不同的异构体被称为几何异构体，在下列化合物中存在着几何异构体的是A CHCl＝CHClB CH2＝CCl2C CH2＝CHCH2CH3D CH3C≡CHii．NH2有两种同分异构体，是哪两种？为什么C2H2无同分异构体？2iii．因有机物分子中碳碳双键（）不能旋转而产生的同分异构体叫顺反异构体。
某些顺反异构体在光的照射下可以相互转化，例如顺式丁烯二酸反式丁烯二酸人和高等动物眼睛里的光敏细胞中含有镶嵌在视蛋白中的单顺式视黄醛，在光的作用下可转化为全反式视黄醛：单顺式视黄醛全反式视黄醛由于全反式视黄醛分子的侧链是“直”的，导致其脱离视蛋白，并由此引起人和动物的视觉。
（1）视黄醛分子的顺反异构体共有A 4种B 8种C 16种D 32种（2）1mol视黄醛分子与H2充分发生加成反应时要消耗mol H2。
（3）将视黄醛链端的－CHO还原为－CH2OH即得维生素A。
以下关于维生素A的叙述中正确的是A 人体缺乏维生素A时易患夜盲症B 维生素A是易溶于水的醇B 侧链上的碳原子都在同一平面上D 所有碳原子都在同一平面上B组iv．下列化合物中，有顺、反异构体的是A C6H5CH＝CH2B C6H5－NH－OHC C6H5CH＝N－OHD C6H5－NH－NH2v．1，2，3，4，5，6－环己六醇的所有异构体（包括顺反、旋光）共有A 7个B 8个C 9个D 10个vi．下列化合物中哪一个，其偶极短显然不等于零。
A B CD Evii．分子式为CH10的烃的同分异构体中，属于顺反异构的结构式是，具有对5映异构的结构式是。
viii．如果不考虑环形化合物，下列分子的构造异构体和几何异构体是多少？（1）C3H5Cl，（2）C3H4Cl2，（3）C4H7Cl，（4）C5H10？ix．写出CH8的所有构造异构体和几何异构体？4x．下面化学式分别能画出几种构造异构体：（1）CH12，（2）C3H7Cl，（3）C3H6Cl2，（4）5C4H8Cl2，（5）C5H ll Cl，（6）C6H14，（7）C7H16xi．用纽曼投影式面出乙烷的重叠式构象和交叉式构象，并回答下列问题：（1）乙烷的重叠式构象和交叉式构象是乙烷仅有的两种构象吗？（2）室温下乙烷的优势构象是哪一种？为什么？（3）温度升高时构象会发生什么变化？xii．用纽曼投影式画出下列化合物的交叉式构象，并比较其稳定性：（1）CH3CH2－CH2CH3（2）(CH3)2CH－CH2CH3xiii．将下列透视式改写成相应的纽曼投影式：xiv．下列化合物是否有顺反异构体？若有，试写出它们的顺反异构体。
第6章 烯烃_亲电加成_自由基加成 讲课用的
亲电加成 亲核加成
缺电子试剂对富电子碳碳双键的进攻，分二步。
C C + E Nu
亲电试剂
slow
C C E
+
Nu
-
Nu C C E
fast
亲核试剂
亲电试剂：本身缺少一对电子, 又有能力从反 应中得到电子形成共价键的试剂。 例：H+、
Br+、lewis酸等。
反应分两步进行：
第一步，亲电试剂对双键进攻形成碳正离子 。
实例三
H2 C
3
C CH3
2
1
CH2
2-甲基-3-环己基-1-丙烯
3-cyclohexyl-2-methyl-1-propene
双键在环上，以环为母体， 双键在链上，链为母体，环为取代基。
二、物理性质
H 3C H
:
b.p. m.p.
H CH3
H3C H3C
H H
0
1oC -105.6oC
0.33 0 /10-30 c.m
2. 氢化热
C C + H H 435 Cat. C C H H 2×414=828
264 (611-347)
ΔH=∑断裂-∑生成=（264+435）-828=-129 kJ· -1 mol 由此可见，催化加氢是一个放热反应。
1mol不饱和化合物氢化时放出的热量称为氢化 热，亦是氢化反应中的反应热。
烯烃的稳定性
双键碳上烷基数目越多的烯烃越稳定; 顺反异构体中反式比顺式稳定。
[烯烃加氢反应的应用] ： 由烯烃制备烷烃; 推测分子中碳碳不饱和键的数
目; 研究烯烃的相对稳定性.
二、亲电加成反应(Electrophilic addition)
烯1
第三章 烯烃和炔烃 第一节 烯烃(alkene)一、烯烃的结构以H 2C=CH 2为例： 6C 1S 22S 22P 2 SP 2杂化 1.平面分子，C=C 双键是由一个σ键和一个π键组成。
2.键参数 键长(pm) 键能(kJ.mol-1) 键角 构型C=C 134 610.3 120° 平面分子 C —C 154 346.9 109.5° 正四面体3.π电子云以分子平面对称，不能沿C —C σ键键轴自由旋转，产生顺反异构。
4.π电子云流动性大，易极化，故π键易断裂而发生化学反应。
极化：由于外电场作用而引起键的极性变化的现象。
极化度：极化的难易程度。
取决于成键原子电子云流动性，流动性越大，极化度越大，越易发生化学反应。
5.单烯烃的通式：CnH2n+2 二、同分异构和命名H 3CHC CHCH 3H 2C CHCH 2CH 3H 2C CCH 3CH3C C3HH 3C HHCH 3H 3CH构造异构顺反异构碳链异构官能团位置异构（属构型异构）烯烃的同分异构1-丁烯(1-butene)(2-methyl-1-propene)2-甲基-1-丙烯2-丁烯顺-2-丁烯（Z-2-丁烯）反-2-丁烯（E-2-丁烯）三、命名1．母体：选择含有双键在内的最长碳链为主链，按主链上碳原子数称为某烯。
2．编号：首先使双键位次最小，然后使取代基的位次最小，将双键的位次写于母体前，再将取代基的位次、数量和名称写于母体前。
C C HHHH120°σσσσσπSP 2杂化肩并肩重叠2Pz3．顺反异构的命名(1)顺反命名法顺反异构产生的条件(1)分子中存在着限制碳原子自由旋转的因素，如双键或环的结构。
(2)不能自由旋转的碳原子连接的原子或原子团必须是不相同的。
顺反命名法：两双键碳原子上所连接的相同基团处于双键同侧的为顺式(cis)；处于双键异侧的为反式(trans)。
如上例。
(2)Z/E 命名法：两双键碳上所连接的优先基团处于双键同侧的为Z(Zusammen)构型；处于双键异侧的为E(Entgegen)构型。