有機化合物的同分異構現(xiàn)象全

1、有機化合物的同分異構構造異構是指分子式相同，而分子中原子相互連接的次序不同的一種異構現(xiàn)象，包括碳胳異構、位置異構和官能團異構。構造相同，但分子中原子在空間的排列方式不同引起的異 構現(xiàn)象稱為立體異構 （stereoisomerism ）。分子中原子在空間的不同排列方式形成了不同的 構型或構象，所以立體異構又分為構型異構與構象異構。例如順-2- 丁烯與反-2- 丁烯這種順反異構即屬于構型異構，丁烷的不同構象和環(huán)已烷的不同構象都屬于構象異構構型異構不僅包括順、反異構，對映異構也屬于構型異構，對映異構的分子式相同，構造也相同，只是 構型不同。現(xiàn)在可以把異構現(xiàn)象歸納為：官能團異構 位置異構同分異構 b

2、cd,觀察者從排在最后的原子或原子團d的對面看，如果ab-c按順時針方向排列，其構型用R表示。如果a b c按反時針方向排列，則構型用S表示。R.S分別為拉丁文 Rectus與Sinister 的字首，意為 右”與 左”。這種判斷R或S構型的方法可比喻為觀察者對著汽車方向盤的連 桿進行觀察，排在最后的d在方向盤的連桿上，a、b、c三個原子或原子團則在圓盤上。COOHCOOHCH3HOHR-OHCH3S-BrClCH3CH3ClBrCHQHCHQHR-S-HQChqOHCOHR-CH 2QHch2qhS-ClBrIHClBrR-S-綜上所述，含有兩個不相同的手性碳原子的化合物，具有4種對映異構體

3、，含有三個不相同手性碳原子的化合物，具有 23=8種對映異構體，依此類推，含有 n個不相同的手性碳 原子的化合物，其對映異構體的數(shù)目為2n,它們分別組成2n-1個外消旋體但當化合物分子中含有相同的手性碳原子時，由于內消旋體的存在 對映異構體的總數(shù)目小于2n.學習了以上內容之后，有必要對密切關聯(lián)的幾個重要概念進行小結：（1） 手性是判斷化合物分子是否具有對映異構（或光學異構）必要和充分的條件，分子 具有手性，就一定有對映異構，而且一定具有旋光性。（2） 判斷化合物分子是否具有手性，只需要判斷分子是否具有對稱面和對稱中心，凡是 化合物分子既不具有對稱面，又不具有對稱中心，一般就是手性分子。（3）

4、含有一個手性碳原子的分子必定是手性分子，含有多個手性碳原子的化合物分子 不一定是手性分子，這種化合物可能有手性，也可能不具有手性（如內消旋體），（4）盡管對映體與對映異構體這兩個概念有時相互通用，但嚴格講二者應該有所區(qū)別,對映體僅指互為鏡象的兩種異構體，而對映異構體則不僅僅包括對映體，還包括非對映體， 內消旋體和外消旋體等，所以對映異構體的含義比對映體要廣。5含多個手性碳原子化合物的對映異構5.1 含兩個不相同手性碳原子的化合物以2, 3，4-三羥基丁醛為例，其分子中含有二個互不相同的手性碳原子，在空間有 四種不同的排列，即有四種對映異構體，其構型分別如下：HHOCHOOHHCH2OH同理（n

5、）與（川）或（n）與（w） -H與-OH的左右排布不同，每并可組成兩個外消旋體，即:HHOCOOHOHHCOOH（I）和（n）、（川）與（W）分別組成了兩對對異映體，（I）與（川）或（I）與（W）不呈鏡 象對映關系，這種不呈鏡象對映關系的立體異構體為非對映體， 也是非對映體。若用 A B表示兩個手性碳原子的構型，隨著 個手性碳原子會出現(xiàn) R與S兩種構型，可以組合成兩對對映體,5.2含有兩個相同手性碳原子的化合物2 ,3-二羥基丁二酸（酒石酸）分子中含有二個相同的手性碳原子，用投影式可以寫出F面四種構型：(I )和(II )是對映體，一個是右旋酒石酸，另一個為左旋酒石酸，等量混合組成外消 旋酒石

6、酸。(III)與(IV)也呈現(xiàn)鏡象關系，但不是對映體，因將( 山)在紙面旋轉180, 即可以得到(IV)，說明(III)與(IV)是同一構型，即同一個化合物，在(III)或(IV)的分子中 央都可以找到一個對稱面，上半部正好是下半部的鏡象。實驗證明化合物川，不表現(xiàn)出旋光性，這種由于分子中存在對稱面的而使分子內部旋光性互相抵消的化合物，稱為內消旋體，用meso表示。應當指出的是，內消旋體也是對映異構體的一種，現(xiàn)在我們更加明確了對映異構與旋光性之間的關系，旋光性是對映異構的最重要的特征，一種化合物有旋光性， 則一定具有對映異構， 但對映異構體并不一定具有旋光 性(如內消旋體，外消旋體)。從酒石酸分

7、子可以看出，含二個相同手性碳化合物具有左旋體、右旋體與內消旋體三種異構體。6不含手性碳原子化合物的對映異構除含手性碳原子的化合物之外，其它任何手性分子同樣具有對映異構現(xiàn)象。6.1含有碳原子以外的手性原子的化合物任何具有四面體構型的原子，當它所連接的四個原子或基團各不相同時，這個中心原子就是手性原子。如含硅、含鍺的化合物中，含有一個手性硅原子或手性鍺原子則分子即是手 性分子，就存在一對對映體。CH2CH3HO3S二- CHl SH CH 2CH(CH 3)2CH2CH3U廠 CH SHCH =二汁 SO3HCH(CH3)2例如： 氮原子、磷原子和砷原子上連有四個不同的基團，也能形成手性分子，如季

8、銨鹽、 季轔鹽和叔胺的氧化物等就可能拆分出對映體。例如：CH3I C6H5+N CH2C6H5CH3ch2ch=ch2C6H5 BrC6H4OHCsHsCHzf C6H5ICH2=CHCH2HOC6H4CH3CH3O_N_C6H5C2H56.2不含手性原子的手性分子一些不含手性原子的化合物分子，由于不具有對稱面和對稱中心，也是手性分子，同樣具有對映異構。6.2.1含手性軸的分子（1 ）丙二烯型化合物在丙二烯型化合物中，只要累積雙鍵兩端的碳原子上各連有不同基團時就具有手性，就 能分出對映異構體。CH3CH3H CCC HCH3CH3但當一端碳原子上或兩端碳原子上均連有相同的基團，則能找出一個或二

9、個對稱面,不具有對映異構。如：CH3CH3C CCHCH3具一個對稱面HCH 3.C CCHCH3具二個對稱面（2 ）單鍵旋轉受阻的化合物單鍵旋轉受阻的化合物如聯(lián)苯類化合物，若缺乏必要的對稱性，就可能具有手性。普通的聯(lián)苯分子，兩個苯環(huán)容易圍繞單鍵旋轉，如果苯環(huán)鄰位連有位阻大的基團，使苯環(huán)繞單鍵的旋轉受到阻礙， 使兩個苯環(huán)不能處在同一平面，而互成一定角度，當每個苯環(huán)的鄰位都連有不同基團時，分子就沒有對稱面和對稱中心，就是手性分子。如下面化合物就有對映異構。CO2H NO2CO2H yNO2NO2 CO2HC02H NO2BrCOOHBr coohV/1J tvNO2 11NO2與丙二烯型化合物一

10、樣，一個苯環(huán)上兩個鄰位或兩個苯環(huán)的各自鄰位連有相同基團 時，則可以找到分子的對稱面，該分子就不是手性分子。za bQpa b在手性的丙二烯型分子與聯(lián)苯型分子中，假想有一根軸， 分子中的取代基圍繞這根軸呈不對稱分布，因此將這種 軸稱為手性軸。622含手性面的分子假定分子中有一平面，該分子在平面兩邊呈不對稱排列，從而使分子具有手性，這 種平面稱為手性面。（1）把手化合物把手化合物又稱柄型化合物。對苯二酚與長鏈二醇生成的環(huán)醚，當環(huán)上有較大的取 代基而醚環(huán)又較小時，苯環(huán)的自由旋轉受到限制，使分子具有手性，可以拆分得到對映體。 如：CH 2 )io |O.zOBr(CH 2) ioBr0、 一0Br(CH2)8O . OCOOHI(CH2)8一OJOHOOC（2）.由于分子扭曲而具有手性面的分子 如果在菲的4,5位引入基團如甲基，由于甲基的擁擠使整個分子不能處于同一平面, 即分子發(fā)生了扭曲，使整個分子失去對稱性，因此具有手性，可以拆分得到對映體。如：CH3 CH3CH3 CH37碳環(huán)化合物的對映異構例1 : 2 羥