fischer投影式书写规则
第六章 旋光异构
旋光仪
比旋光度:旋光性物质的一个物理常数
在一定温度下，1mL含1g旋光物质的溶液，在 1dm的盛液管中，光源波长（λ）为589nm（ 钠光）时，测得的旋光度即为比旋光度。可用 下列公式计算：
•式中：α── 被测溶液的旋光度；
•L ── 是盛液管的长度（dm）；
•d ── 溶液的浓度(g/mL到)，如果所测 的物质为纯液体，d为该物质的密度；
三、手性碳原子
手性碳原子：与4个不相同的原子或 基团相连的碳原子叫做手性碳原子（ 不对称碳原子），用*标记。
手性碳原子
*
分子如果只含有一个
手性碳原子，它一定
是手性分子。
• 第三节 含有一个手性碳原子化合物的旋 光异构
一、对映体和外消旋体
1.对映异构体：互为实物与镜像关系，但不能 重叠的异构体，称为对映异构体（enantiomers ），简称为对映体，这种异构现象，称为对映 异构现象(enantiomerism)。
4COOH II
(2S,3S)
1COOH
1COOH
H 2 OH H 3 OH
σ HO 2 H
HO 3 H
4COOH
III
（2R,3S）
4COOH IV
对映体
非对映体
同一物质，内消旋体
•内消旋体:分子中含有多个手性碳原子，而分子 内部有一对称面，将偏振光的影响相互抵消而无 光学活性的化合物为内消旋体（mesomer），以 meso表示。内消旋体为纯净物。
二、费歇尔投影式
1.旋光异构体的平面表示方法
对映体可用模型、透视式和Fischer投影 式表示。一般多采用Fischer投影式。 Fischer投影式的投影规则为：把含手性 碳原子的主链直立，编号小的碳原子放在 上端，用十字交叉点代表手性碳原子，使 竖键上所连接的原子或基团伸向纸平面的 后方，横键上所连接的原子或基团伸向纸 平面的前方（横前竖后）。
第七章对映异构
2
有机分子的异构现象
通过前面的学习，可知有机化合物具有如下异构现象：
异构体（Isomers） 具有相同分子式的不同化合物
构造异构体 （Constitutional isomers） 化合物中原子的排列顺序不同
立体异构体 （Stereoisomers） 化合物中原子的排列顺序相同， 但是空间排布不同
（a）以 H 原子远离我们的眼睛,按照与碳相连的原子的原子 序数由大到小顺序进行排列,一个是顺时针方向,一个是逆时 针方向。
F H
Br Cl
Cl
H
Br
F
18
（b）交换一个异构体中任何两个原子或原子团，得到 其对映异构体，即得到的化合物原子或原子团在空间的排 列顺序与以前相反。
上面的例子说明，对映异构现象实质：是基团在空间 的不同排列所引起。但是原子或基团的不同排列与旋光 性有什么关系？如何确定每种异构体的空间排列？
H
H
其他的不存在对映异构现
H
A
象。
38
练习：判断下列化合物之间的关系：
1.
与
2.
与
3.
与
解： 1. 一对对映异构体 2. 同一化合物 3. 同一化合物
39
判断对映异构体的方法
最直接的方法是建造一个分子和它的镜像的模型。观察镜像和 分子是否重叠？
是否有对称面、对称轴或对称中心。 寻找手性碳原子（手性中心）。 （但如果有两个或两个以上的手性碳原子有例外，内消旋体）
15
1) 手性中心、 不对称碳原子
（chiral center, asymmetric carbon)
Cl
H
第4章对映异构
构造异构
同分异构 构型异构 立体异构 构象异构 对映异构 顺反异构
对映异构—— 构造式相同的化合物分子构型与其镜像不 不能完全重合而引起的异构现象。该分子 称为手性分子，其实物与镜像互为对映异 构体（简称对映体）。 3 ■对映体在性质上，表现为旋光方向不同和生理活性不同。
一、 平面偏振光和旋光性
（四）对映异构体的构型命名法 1、D/L标记法
OH CH2OH–CH * –CHO ① D/L和(+)/(-)之间 有什么关系吗？ CHO CHO ②D-型的都是右旋 H OH HO H 吗？ CH2OH CH2OH ③应用：糖类、脂 类、氨基酸。 D-(+)-甘油醛 L- (-)-甘油醛 与C*相连的键不断，则构型不变。 CHO COOH COOH [O] [H] H OH H OH H OH CH2OH CH2OH CH3 D-(+)-甘油醛 D-(+)- 甘油酸
一对对映 体等量混合 ，混合物无 旋光性，此 混合物叫外 消旋体。用 “dl”或“± ”表示。
23
（一）外消旋体
一对对映体的等量混合物称为外消旋体，外消旋体 无旋光性，通常用（±）表示，物理性质有所改变。 乳酸的一些物理常数 名称 (+)-乳酸 (-)-乳酸 (±)-乳酸 熔点/℃ 比旋光度 26 26 18 +3.8 -3.8 0 pKa 3.76 3.76 3.76 溶解度 ∞ ∞ ∞
7
比旋光度 （Specific Rotation）
[]：比旋光度；t：温度；：光波长；c：样品浓 度，单位g/ml；l:样品管长度，单位dm。
（＋）表示右旋； （－）表示左旋
t [
cl
[]：单位浓度、单位液层厚度的旋光性物质的旋光度。
糖的构型及其画法
一、单糖的结构表示单糖结构式的三种方法:Fischer 投影式、Haworth 投影式与优势构象式 1、葡萄糖(Fischer 投影式)D,L 表示相对构型结构式中,位号最大、离羰基最远的手性碳原子的羟基在右侧为D 型;羟基在左侧的为L 型。
CHO OH H H HO OH H OHHCH 2OH 5D-葡萄糖CHO OH H H HO OH H HHO2OH5L-葡萄糖2、Fischer 投影式不能表示单糖在水溶液中的真实存在形式,因此有了Haworth 投影式。
Haworth 投影式中,C4位羟基在面下为D 型,在面上则为L 型单糖成环后形成了一个新的手性碳原子,形成一对端基差向异构体,有α、β二种构型。
端基碳上的羟基与C4羟基在同侧称α型,异侧β型O OHHH OH HHOHCH 2OH O HOHHOH HOHCH 2OHβ-D-葡萄糖 α-D-葡萄糖3、虽然Haworth 式表示方法较Fischer 式有所改进,但它仍然就是一种简化了的方式,尚不能完全表达糖的真实存在状态。
经实验证明葡萄糖在溶液或固体状态时其优势构象就是椅式当C 4在面上,C 1在面下,称C1式(通常绝大多数单糖的优势构象就是C1式) 当C 4在面下,C 1在面上,称1C 式O123451C 式O12345C1式对于β-D型与α-L型葡萄糖,当优势构象为C1式时,C1-OH 在环的面上,处于横键上,1C式时,在竖键O O对于α-D型与β-L型葡萄糖,当优势构象为C1式时,C1-OH 在环的面下,处于竖键上,1C式时,在横键OO竖键与横键的具体写法:1、横键与环上的键隔键平行;2、横键与竖键在环的面上面下交替排列。
例:(E)-2,3,5,4′-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷HOHOOOHOOHOHOHOH单糖的绝对构型如何测定1、GC法将单糖与手性试剂反应,(相当于在糖中引入一个新的手性中心)然后通过GC比较与标准单糖D与L型单糖衍生物的比移值,比移植相同的即为构型相同,反之亦然。
有机合成 不对称合成
分子的手性是存在对映体的必要和充分条件。 具有旋光性的分子必定是手性分子。
6.3 含一个手性碳原子化合物的对映异构
一、手性碳原子
6.4 构型的表示法、构型的确定和构型的标记
6.4.1 构型的表示法
1. 立体结构式
COOH
COOH
COOH
H
OH
CH 3
乳酸
H C OH CH 3
楔形式
C OH
H
CH 3
透视式
优点： 形象生动，一目了然 缺点： 书写不方便
2.Fischer 投影式：
COOH
COOH
H
OH
COOH
HO
H
OH H
被反应停夺去 胳膊的孩子们
联邦德国汉堡大学的兰 兹博士研究发现，反应停中 一种构型有致畸作用，而另 一构型有镇静作用。
反应停的两种手性分子结构
两个分子的结构从平面上看一模一样，但在空间上完 全不同，它们构成了实物与镜象的关系，也可以比作左右手 的关系，所以叫手性分子。对于手性药物，一个异构体可能 是有效的，而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。很明 显，研究光学异构现象对于科学研究以及人类健康有着重要 意义。
R、S命名规则：
1． 按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。 2． 把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置， 观察其余三个基团由大→中→小的顺序，若是顺时针方向， 则其构型为R（R是拉丁文Rectus的字头，是右的意思）， 若是反时针方向，则构型为S（Sinister,左的意思）。
第五章 立体化学基础：手性分子
COOH H OH CH3
COOH
。 离开纸面翻转
HO
H CH3
立体异构体的几种表示方法：
CHO H HO C C OH H HO CHO OH H CH2OH HO H CH2OH OHC CH OH 2 H CHO OH H HO H OH
H CH2OH
透视式
Fischer投影式
锯架式
Newman投影式
第三节
一、偏振光和旋光性
旋 光 性
尼科尔棱晶：只允许与棱晶晶轴平行的平面上振动 的光线透过。 平面偏振光：只在一个平面上振动的光称为平面偏 振光。
物质能使偏振光的振动平面旋转的性质称为旋光性。 手性分子均具有旋光性。
二、旋光度与比旋光度 （一）旋光度(α)：物质使偏振光振动平面旋转的 角度。 左旋体：使平面偏振光振动平面向左旋转，用(-) 表示。
第二节
费歇尔(Fischer)投影式
1
CO2H
HO H
C2
CH3
3
CO H 2
HO H
(+)-乳 酸
Fischer 投影式的书写规则： 1. 横线和竖线的交叉点表示手性碳； 2. “横前竖后”，主链在竖线上，编号较 小的基团在上端；
CH3
课堂练习：试根据模型写出Fischer投影式。
在符合“横前竖后”规则的前提下,亦可得到不同 Fischer投影式。
问题：脚, 耳朵, 鼻子, 螺丝钉是否具有手性？
答案：脚、耳朵、螺丝钉有手性
二、手性分子和对映体
镜子
乳酸 CH3CHCOOH OH
1. 不能与其镜像重合的分子称为手性分子 (chiral molecule)。
IUPAC系统命名法(完善版)
CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3CH(CH 3)21-丁烯-3-炔HCC C C 3H 7-nC CHCH 2C 3H 7-n1234563,4-二丙基-1,3-己二烯-5-炔C 2H 5CH 312341231-甲基-3-乙基环己烷1，1，4-三甲基环己烷CH 3CH 31234561，6-二甲基环己烯IUPAC 命名法系统命名法1。
烷烃命名法则：a. 选择取代基较多的最长的连续碳链为主链，命名时称为某基某烷。
b 。
编号:遵循最低系列原则，由距离支链最近的主链一端开始编号(取代基位次最小） C 。
写名称（1)取代基名称写在母体（某烷）之前，按字母顺序排列（2）用汉字“二、三、四…"标明相同取代基有多少,用逗号分开不同位次，一个碳上有两个或以上相同基团，位次号应重复标出，阿拉伯数字和汉字间用短横线隔开；2—甲基- 3 –乙基己烷2。
烯烃、炔烃命名1） 选择含不饱和键的最长碳链为主链 2） 主链从最靠近不饱和键一端编号3）命名时标明取代基和不饱和键的位次，如不饱和键在1，2位，可不标明如碳原子数大于10,须用十一碳烯（炔),十二碳烯（炔)不能用十一烯 分子中同时有碳-碳双键或碳-碳三键时 称为烯炔,命名时 ： ①选择同时含C=C 及C ≡C 的最长碳链作为主链 ②离不饱和键最近的一端（双键或叁键)开始编号如C=C 及C ≡C 处于相同位次，则首先满足C=C 位次最小3. 环烃命名:成环碳原子数，环某烷 环上的支链作为取代基，数个取代基要编号（取小位次）较优基团后置（较大编号),较小基前置（较小编号)环烯烃则把1,2位次留给双键 ，最先遇到C=C 及取代基4。
芳烃的命名A 。
芳环上连有多个烷基时，以芳基为母体，并遵循“最低序列"和“优先基团后列出”的原则命名。
B 。
当复杂基团或不饱和基团与芳环相连时, 则以芳环作取代基.HOCH2CH2NH2OHCCH2CH2CH2COOH HO3S COOH OCl OH CH3OCH2COOHC。
第五章 立体化学
四、判断对映体的方法
有三种方法可以用来判断一个分子是否 存在对映体: 1.建造一个分子和它的镜像的模型，如果 两者不能重合，就存在对映体。 2. 如果分子有对称面，那么它和其镜像 就能重合，就不存在对映体。 3.如果一个分子有一个手性碳原子，它就 具有对映异构现象，有一对对映体。
第二节 费歇尔(Fischer)投影式
D-(-)-甘油酸
D-(-)-乳酸
D.L命名法的使用有一定的局限性,它只适用与甘油醛结构 类似的化合物.目前，仍用于糖类和氨基酸的构型命名
二、 R.S构型命名法
R/S 构型标记法分为两步：
(1) 按次序规则确定与手性碳相连的四个原子 或基团的优先次序（或称为“大小” 次序）
3
CH3 C H4 Br1
对称面
内消旋酒石酸分子
问题：内消旋体是否显旋光性？为什么？ 答案：不显旋光性。因为内消旋体有一对 称面，互为对称的两部分对偏振光的影响 相互抵消，使整个分子不表现旋光性。
第六节 构型命名
一、D.L命名法 规则：以甘油醛为标准，Fischer投影式中C* 上羟基处于右侧的为D-构型;反之为L-构型
CH3 H C6H5
S构型
CH3
Br
HO H
S构型
C6H5
COOH HO H
R构型
COOH H3C Cl C6H5
R构型
CH2OH
问题：判断下列手性碳的R、S构型。
R
HO COOH C H
R
H H
CO2H OH OH CH3
CH3
R
R-乳酸
2R,3R-2,3-二羟基丁酸
实物与镜像不重合
不含 对称中心 对称面
CO2H H HO C C OH H HO H
第三章立体化学基础
2、D/L命名法 这是与（+）—甘油醛比较得出的，故用 这种方法标记的构型叫相对构型。 当一个光活性化合物在发生反应时，只 要不对称中心的键不发生断裂，分子的空 间构型就保持不变。例如：
CHO H OH CH 2OH D-(+)-甘油醛 [O] H COOH [H] OH CH 2OH D-(-)-甘油酸 H CH 3 D-(-)-乳酸 OH COOH
COOH
OH
H
OH
CH3
CH3
例如：(+)- 酒石酸
COOH H HO C C OH H
H HO COOH OH H COOH
透视式
COOH
Fischer投影式
例如： COOH
H C OH Fischer 投影式 HO
CH3
COOH H CH3
CHO H C CH3 Fischer 投影式 H CHO NH2 CH3
H3 C C2 H5 H OH
-OH >-CH2CH3 >-CH3 > H
R-2-丁醇
（3）若手性碳连有含重键的基团时，则可 看作多次与同一原子相连。例如：
-CHO < H,O,O
H3C CHO H CH2OH
-COOH O,O,O
< -CH2SH H,H,S (S>O)
-CHO>-CH2OH>-CH3>H
Fischer规定D-(+)甘油醛的Fischer投影式如下：
CHO H OH CH2OH HO CHO H CH2OH
D-(+)甘油醛
L-(-)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。
大学有机化学第八章立体化学(对映异构)
3. 楔型式转化为 Fischer 投影式
方法：将纸面上竖直向上的基团和伸向纸面后方的 基团写在 Fischer 投影式的竖线上，上下关系不变；
其余两个基团写在横线上，左右关系不变。
COOH C OH
H3C
COOH
H H 3C
OH
H
COOH C OH
HO
COOH C
H H 3C
H CH3
COOH
COOH COOH
COOH H HO C CH 3
H OH CH3 CH3 OH H
COOH C H3C H OH
-
(2) 二者的关系：互为镜像（实物与镜像关系，或者 说左、右手关系）。二者无论如何也不能完全重叠。
与镜像不能重叠的分子，称为手性分子
对映异构体
分子的构造相同，但构型不同；形成实物与镜象、相 似而不能重合的两种分子，称为对映异构体(对映体) 对映体：成对存在，旋光能力相同，但旋光方向相反 二者能量相同（分子中任何两原子的距离相同）
H Cl H H Cl
Cl H H Cl Cl H H Cl
360° /4
Cl H
Cl
相同
S4
判断分子是否手性的依据：
※ 凡具有对称面、对称中心的分子，都是非手性分子。 ※ 有无对称轴，对分子是否有手性无决定作用。 一般：※ 当分子中只有一个C* ，分子一定有手性。 ※ 当分子中有多个手性中心时，要借助对称因素。无对称 面，又无对称中心的分子，必是手性分子。
实验事实：
CH3 CH COOH
OH α 羟基丙酸 ( 乳酸 ) 来 源 旋光性 。 + 3.82 。 3.82 。 0
从肌肉中得到的肌肉乳酸 葡萄糖发酵得到的乳酸 酸牛奶中得到的乳酸
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fischer投影式书写规则
fischer投影式书写规则就是横前竖后，横前竖后只是针对a、b、r2、r3来说的，在b、c、r4、r5中就是bc在前，r4、r5在后。
这样是无法按照fischer来画出结构式的。
fischer投影式是为了区分r、s构型而想象出来的方法，为只是区分r、s构型。
1、某一个化合物的费歇尔投影式只能在纸平面上平移，投影式不能离开纸平面翻转°，否则一对对映体的投影式便能相互重叠。
2、费歇尔投影式在平面内旋转°，不发生改变分子的构型。
而且只有旋转°，才不
发生改变基团的前后关系。
若将其中一个费歇尔投影式在纸平面上转动°后，获得的投影
式和另一投影式相同，则这两个投影式则表示同一构型。
3、如果未特别指出，不能在纸平面上旋转90°或°（奇数倍），否则会改变投影式
的构型。
若将其中一个费歇尔投影式在纸平面上（顺时针或逆时针）旋转90°后，两个投影式表示两种不同构型，二者是一对对映体。
4、若将其中一个费歇尔投影式的手性碳原子上的任一两个原子或基团互换偶数次后，获得的投影式和另一投影式相同，则这两个投影式则表示同一构型。
5、在投影式中，固定任一基团不动，其余三个基团按顺时针或逆时针顺序依次交换
位置，其构型不变。
费歇尔投影式认定构型：
1、d、l构型
年，费歇尔使用(+)-甘油醛为标准物，并人为地规定在费歇尔投影式中第二号碳原子
c2上的羟基，坐落于右侧的为d构型，坐落于左侧的为l构型。
所以，d/l构型又称作相
对构型。
2、r、s构型
在楔形投影式观察法中，将排序最后的原子或基团放到距观察者最北的边线，余下三
个原子或基团排序确认手性碳构型：按顺时针方向排序为r-构型；按逆时针方向排序为
s-构型。
相似地，晓得一个化合物分子的费歇尔投影式，可以利用它去确认手性碳化合物
的r、s构型。