fisher投影式次序规则 -回复
8 立体化学

CH3 * * C 2H 5
35
OH OH
C2 H 5 * OH
2. 对映异构体构型的命名
(1) D、L命名法
CHO H OH CH2OH D-(+)-甘油醛 HO CHO
D、L与 “+、-” CH2OH 没有必然的联系
H
L-(-)-甘油醛
规定:羟基在右边为右旋,称D型,羟基在左边为 左旋,为L型。
镜像不能重叠,称对映异构现象。
对映异构体(enantiomers):一个化合物的分
子与其镜像不能相互重合,称这两个分子为对映异构体。
13
手性:一个物体若自身与其镜像不能重叠。 手性分子(chiral molecules): 不能与自身镜像重合的分子。 非手性分子(achiral molecules) : 能够与自身镜像重合的分子。 手性分子是不对称分子;非手性分子 是对称分子。
CH3 HO C H
OH >
CH2CH3 >
CH3 > H
• 从次序最小的基团背后看上去
CH3 H OH Et
HO CH3 CH3 HO H CH2CH3
CH2CH3
(–)–2–丁醇
食指
H Et
中指 (R)–2–丁醇 拇指
38
• 其它三个基团由大到小为顺时针方向时 为R型;反时针时为S型
CH3 CH3CH2 OH
26
手性分子大都含有与四个互不相同的基团相连的碳
原子。
有左旋和右旋两种异构体,如何表示?
1.构型的表示法:
用分子模型可清楚
地表示出手性碳原
子的构型,但不方便。
27
(1)透视式
将手性碳表示在纸面上,用实线表示纸面上的键,用虚
有机化学 第四章对映异构

一、手性和手性分子
例如:乳酸分子
镜子 CO2H C HO H3 C H H CH3 CO2H C OH
存在实物和镜像关系,又不能重叠的一 对立体异构体,互为对映异构体(简称对映 体enantiomer)。
二、手性分子的判断 1.对称面:能将分子结构剖成互为实物和镜像
关系两半的平面(symmetrical plane, 符号为σ)。
C H3 Cl C2H5 H
对映异构体
对映异构体
费歇尔(Fischer)投影式 一个取代基保持不变,其余三个依次换 位,不改变构型。
C H3 H C2H5 同一化合物 Cl
固定甲基,其余 三个顺时针转
C H3 C2H5 Cl H
费歇尔(Fischer)投影式
将Fisher投影式的书写规定和注意事项可 归纳如下: 横向前,竖向后,含碳原子上下连。
CH2OH D-(+)甘油醛
羟基在右边即为D-型,在左边为L-型。 将其他手性化合物的Fischer投影式与甘油醛的比 较,若手性碳上的取代基写在碳的右边,就称该化 合物为D-型;反之,为L-型。
第二节 含手性碳化合物的对映异构
一、对映异构体的表示法
费歇尔(Fischer)投影式
Fischer投影式书写规则 :
1、“+”字交叉点代表*C;
2、主链碳直立,编号较小的一端朝上;
3、“横前竖后”
4、多个手性碳以重叠式进行投影。
COOH HO HO C H CH3
COOH
H CH3
COOH
OH
CHO H C OH HO C H CH2OH
HO H
CHO H HO OH H CH2OH
H OH
H OH HO H CH2OH CHO
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
高中化学--次序规则

专题4.次序规则Sequence rule一、次序规则内容简介“次序规则”是对有机化合物分子中的取代基进行“优先”次序排序的规则.“次序规则”中优先次序的排列要点如下:1.各取代基中与母体相连的原子按原子序数大小排列,原子序数大的,为“优先”基团;若为同位素,则质量数大的为“优先”基团.如:Br>S>F>O>N>14C>12C>D>H;2.当直接与母体相连的原子相同时,就延伸下去,逐个比较次接原子,直至找到优先基团;【例】将下列基团按优先次序进行排列①—OH;②—CH2CH2Cl;③—CH(CH3)2;④—CH2CH3;【解析】利用“次序规则”对该组基团排序,为了方便解释,规则取代基中与母体直接相连的原子标号为1,写在该原子元素符号的右下角;接着与1号原子相连的中心原子标为2,其他以此类推;按此假定,上述基团中原子编号及编号原子所连原子如下:序号取代基1号原子及所连原子2号原子及所连原子①O1(H)②C1(C,H,H) C2(Cl,H,H)③C1(C,C,H) C2(H,H,H)④C1(C,H,H) C2(H,H,H)首先,比较各取代基中标号为1的原子的原子序数:①O、②C、③C、④C,其中O的原子序数最大,因此①—OH在上述四个取代基中是“最优基团”,即:①>(②、③、④);次之,在余下的取代基②、③、④中,标号1的原子都是C,此时将依次比较表中的:②C1(C,H,H)、③C1(C,C,H)、④C1(C,H,H)各原子组中的原子,由于原子组中排在第一个的都是C原子,此时看每组中排在第二的原子,由上表可知:③>(②、④);最后,比较②C2(Cl,H,H)、④C2(H,H,H),可知:②>④;综上:①>③>②>④;3.含有双键和三键的基团,可以认为连有两个或三个相同的原子;【重键化单】醛基中C=O中的C,可以看作以两个单键与2个O相连,同样,C=O中的O,也可看作以连个单键与2个C相连,括号中的原子表示双键展开为两个单键时连接的“虚原子”;【例】将下列基团按优先次序进行排列①—NO2;②—CHO;③—C≡N;④—C≡CH;⑤—CH=CH2;【解析】“重键化单”:①>②>③>④>⑤;4.“孤对电子”可以看成是原子序数为“零”的假想原子,其在取代基“优先”次序排序中是处于最末位;但其是否具有取代基的“定位作用”要根据分子的结构而定;取代基优先次序为:c>b>a>孤电子对;①在下列Troger氏碱中,由于环骨架的固定,化合物中氮原子上孤对电子充当“取代基”,有定位作用;②但在甲乙胺分子中,单原子上的孤对电子就不具备“取代基”的定位作用,因为在室温时,R-构型与S-构型甲乙胺之间的转换高达103~105次/秒,根本无法分离出单一的构型;5.Z-型优于E-型6.R-型优于S-型7.常见基团的优先次序二、次序规则应用1.用于判断分子的立体构型①烯烃分子Z/E 构型※顺反异构命名法⎩⎨⎧--表示异构体,用位于双键的异侧为反式两个相同的原子或基团表示异构体,用位于双键的同侧为顺式两个相同的原子或基团trans cis顺反命名法命名存在一个缺陷:若双键上两个碳原子上连有四个完全不同的原子或基团,就 无法命名,因此国际规定了标准的Z -E 命名法;※Z-E 命名法按“顺序规则”分别比较每个碳原子上连接的两个原子或基团:两个较优基团在π键平面同侧者为Z-型异构体,德语“Zusammen ”,意思是“在一起”; 在异侧者为E-型异构体,德语“Entgegen ”,意思是“相反,相对”;【例】现假设下图构型式中的基团的次序是a>b ,d>e :②手性中心R/S构型当一个原子与四个不同的原子或基团相连时,该原子就是为一个手性原子;※分子以楔形图表示时:※分子以Fisher投影式表示时:③确定极限构象名称构象是由于单键旋转导致分子中原子或基团在空间中的不同排列方式;构象用Newman投影描绘由于单键旋转而产生的、非键合基团之间的夹角称为扭转角,【θ】;扭转角θ0°±60°±120°±180°构象名称顺叠顺错反错反叠2.有机化合物命名以烷烃为例,给化合物命名可简但概括为三步骤:※选主链,确定有机化合物母体;※编号位,确定取代基的位置;※正确书写;①“次序规则”应用于“编号”若分子中两个不同取代基的为此都符合“最低系列”时,按“次序规则”顺序,“优先”基团后列出,如:异丙基>丙基;【Left is right】②“次序规则”应用于“正确书写”中国化学学会根据汉字特点,结合IUPAC命名法,规定含有多个取代基的烷烃在书写时有如下规则:“优先”基团后列出;如:异丙基>丙基>甲基;。
立体化学基础

Cl大 HOCH2
Cl
键上,纸面 走向与实际
CH2Cl 走 向 相 同 ,
S-2,3-二氯丙醇
R-2,3-二氯丙醇
顺时针为R型, 逆时针为S型。
直接根据Fischer投影式命名的简便方法介绍
Problem 6: Give the names of the following compounds。(by R/S nomenclature)
有相等的距离。实物与镜像的关系叫对映关系。
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
CH H
CH3
HC H
CH3
OOHH
HH
CC HH 所有基团都重合 CCHH3 3
乙醇分子模型的重叠操作
对于某些分子,两个互为实物与镜像关系的分 子不能重合,如乳酸。
CO2H
CO2H
CO2H
NH2
NH2
H CH3
NH2 H
CH3 H
CO2H
CH3
H
NH2
CH3
即:固定*C上某个基团,其它三基团顺序轮换,不 改变其构型。
Problem 3: 下列Fischer式是否表示同一化合物?
COOH
CH2OH
H
OH
HO
H
--
CH2OH
COOH
镜 像
1
2
关
旋转180℃后可重叠
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
四、判断对映体的方法
1、看分子和它的镜像能不能重合。如果 不能重合,就具有对映异构现象。
2、寻找对称面和对称中心。如果分子没 有对称因素(对称面和对称中心),就 具有对映异构现象。
旋光异构:R和S的判定

R和S的确定:
将手性碳原子所连的四个基团(a b c d)按次序规则排列,如:a>b>c>d,然后将次序最小的基团d放在观察者最远处。
其他三个基团a、b、c 指向观察者,若a→b→c(由大到小是顺时针的方向,则构型为R;反之,为S。
)
在有机化学中,我们常用fischer投影式书写,怎样从fishcher式直接判断R 、S构型呢?还记得横前竖后吗?
●当次序最小的基团处于竖线时,就可以直接从另三个基团的排列方向判断R 、S构型。
●次序最小的基团处于横线上时,即在纸面前方。
观察者应从纸后面往前看,因此,从另三个基团判断,如R应改为S,如S应改为R。
●大多数化合物在 fishcher投影式中都属于后一种情况,应特别注意。
● R 、S构型是指手性原子的构型与对映体的旋光方向无直接联系。
旋光方向是由旋光仪测得。
R构型可以是右旋,也可以左旋;外消旋体写成(±)-、(RS)-、dl-。
●在反应过程中,一个手性分子从R转化到另一分子的R 型,并不一定表示构型未变。
而一个分子从R型转化到另一分子S型,也不能认为构型一定发生翻转。
Chapter-2 立体化学

O CH2
HO2C 3 (CH2)n
21 O CH2
Rp
导向原子
3 CO2H
1
Fe 2 PPh2 导向原子
Sp
12
2
2015-10-15
2.2 几组立体化学名词
(1) cis和trans
除 双 键 有 cis/trans 异 构 体 外 , 两 个 烯 键 之 间 的 单 键 C(sp2)−C(sp2)也有s-cis和s-trans之分。
15
Ph
H
CH3
H
CH3
Br
赤式
Br
CH3
H
H
CH3
OH
苏式
Br
CH3 H
H CH3
Ph
Br
Ph
CH3 H
CH3 H
赤式
Ph
H
CH3
H
CH3
Br
16
H CH3
Ph
H CH3
N(CH3)2 O
O
N(CH3)2
H
CH3
H
CH3
Ph
赤式
Br
H
Me
H
Me
Br
Me H
H
Br Me
Br
Br
Me
H
H
Me
Br
苏式
CHO
14
在Fischer投影式中, 将不同的基团写在竖键上, 凡是相同基 团位于同侧的是赤式, 相同基团位于异侧的为苏式。
Y XW XW
Z
Y WX WX
Z
Y WX XW
Z
Y XW WX
Z
赤式dl对
苏式dl对
赤式和苏式各有一对对映体, 赤式和苏式互为非对映体。 若Y=Z时, 赤式为内消旋体, 苏式仍含一对对映体。
第四章 对映异构

2,3-二羟基丁酸 O
3 2
CH3CHCHCOH HO OH 4种组合 = 4个立体异构体
C-2 R C-3 R
R S
S R
S S
7-54
2,3-二羟基丁酸 O
3 2
CH3CHCHCOH HO OH
4 种组合 = 4 个立体异构体 这些立体异构体间的关系如何?
C-2 R C-3 R
R S
4-40
Fischer投影式的规则 H
Br
Cl
F
(3)再将所有取代基在相应的位置标明。
4-41
Fischer 投影式 CO2H
水平键朝外,垂直键 朝后 如何写出交叉构象分 子,其键的取向与 Fischer投影式不符合 的 Fischer 投影式?
CH3
4-42
Fischer 投影式
将其构象变成重 叠式以符合 Fischer 投影式的 要求。
一个分子能够分隔成互为镜像的两半。 2-氟-1-氯-1-溴乙烯有对称面
4-32
4-33
4-34
对称中心
如果从分子的中心画 一条直线到一个元素, 从这一点向相反方向延
长到等距离时会找到相 同的元素,那么这分子 就具有对称中心。
4-35
对称中心
4-36
四、对映异构体的表示方法 ——Fisher投影式 对映异构体的命名 ——R/S命名
4-24
含有一个手性中心的例子
CH3
苧烯:手性中心可以是环 的一部分 连接手性中心的基团是: —H —CH2CH2 —CH2CH= —C=
*
H
C CH3
CH2
4-25
含有一个手性中心的例子
H
D C T 手性是同位素取代产生的结果 CH3
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fisher投影式次序规则-回复
Fisher投影式次序规则是一种常用于化学反应机理的推断方法。
该规则可以帮助化学家确定反应中键的形成和断裂顺序,进而推导出反应的机理步骤和反应路径。
本文将一步一步详细解释Fisher投影式次序规则的原理和应用。
首先,我们先了解一下Fisher投影式的表示方法。
Fisher投影式通过将化学结构的立体构型以二维平面方式表示出来,可以清晰地展示分子中的原子和键的排列方式。
在Fisher投影式中,立体中心和手性碳(拥有四个不同取代基团的碳原子)用十字形来表示,水平实线表示键或键的平面投影,垂直实线表示键(或键的平面投影)从起始点伸出平面向观察者方向延伸,垂直虚线表示键(或键的平面投影)从起始点伸出平面远离观察者方向延伸。
有了这样的表示方式,我们可以根据键的形成和断裂规则来推断反应的机理。
Fisher投影式次序规则的基本原则存在以下几点:
1. 键的形成优先于键的断裂。
在反应中,当一个键形成时,要优先考虑它在Fisher投影式中的形成顺序,进而判断哪些键在该步骤中被形成,并考虑可能的反应路径。
2. 键的形成通常是受最大的正电荷或负电荷吸引,或者是为了使反应质子
化或解质子化,从而实现电子的重新排列。
在确定反应机理时,我们需要注意这些电荷变化和电子重新排列的可能性。
3. 键的断裂通常是由于原子或基团之间的较弱键能够容易地断裂或者是
由于另一个反应物的作用下破裂。
在分析反应过程时,我们可以考虑哪些键在反应的这一步骤中被断裂,并从而推测可能的反应顺序和机理步骤。
接下来,我们将通过一个具体的例子来说明Fisher投影式次序规则的应用。
假设我们要研究氨与甲醛发生加成反应的机理。
我们可以首先画出氨和甲醛的Fisher投影式:
H H H
\ /
N C=O
/ \'
H H H
从Fisher投影式中可以看出,氨中的氮原子与甲醛中的羰基碳原子之间没有直接的键。
根据Fisher投影式次序规则的原则,我们可以推测反应首先发生键的形成,以构建氮和碳之间的新键。
根据第一个原则,我们可以将氨的氮原子和甲醛的羰基碳原子之间的键形成视为一个可能的反应步骤。
经过键形成后,Fisher投影式可以调整为:
H H
\ /
N
/ \
C H
O
在新的Fisher投影式中,我们可以清楚地看到新形成的氮碳键。
现在,根据第二个原则,我们可以推测在该步骤中,氮原子上的负电荷被羰基碳原子上的部分正电荷吸引,从而实现了新键的形成。
接下来,根据第三个原则,我们可以考虑其他键的断裂。
在这个例子中,我们可以为了形成氮碳键,推测甲醛中羰基氧原子上的碳氧键断裂。
这样,我们可以更新Fisher投影式为:
H H H
\ /
C N
/ \
H O H
至此,我们完成了整个反应的推断。
根据Fisher投影式次序规则,我们可以得出氨与甲醛发生加成反应时,氮与羰基碳之间形成了新的键,同时甲醛中的碳氧键断裂。
这个简单的示例展示了Fisher投影式次序规则的应用。
总结起来,Fisher投影式次序规则是一种有用的工具,可以帮助我们推断化学反应中键的形成和断裂顺序,从而推导出反应的机理步骤和反应路径。
通过逐步分析Fisher投影式中键的形成和断裂规则,我们可以揭示出反应中的关键步骤,并进一步理解和解释化学反应的机理。