專業(yè) 有機化學第 6 章 對映異構

1、第第六六章章 對映異構對映異構 教學要求教學要求1了解物質(zhì)的旋光性與分子結構的關系了解物質(zhì)的旋光性與分子結構的關系2掌握對映異構體的構型表示及掌握對映異構體的構型表示及RS命名法。命名法。3掌握手性、對映體、非對映體、內(nèi)消旋體、掌握手性、對映體、非對映體、內(nèi)消旋體、 外消旋體等概念；掌握判斷分子手性的方法外消旋體等概念；掌握判斷分子手性的方法 4掌握掌握Fischer投影的規(guī)則以及投影的規(guī)則以及Fischer投影式與投影式與 鋸架式、鋸架式、Newman式的轉(zhuǎn)化。式的轉(zhuǎn)化。5、初步掌握親電加成反應的立體化學。、初步掌握親電加成反應的立體化學。6-1 異構體的分類異構體的分類 具有相同分子式，但

2、具有不同結構的化合物具有相同分子式，但具有不同結構的化合物稱為同分異構，它分為兩大類。稱為同分異構，它分為兩大類。、構造異構：、構造異構： 具有相同的分子式，而分子中各原子結合的具有相同的分子式，而分子中各原子結合的順序不同的異構體。它分為四種：順序不同的異構體。它分為四種： 1、碳胳異構：碳鏈不同。、碳胳異構：碳鏈不同。2、官能團位置異構：官能團位置不同。、官能團位置異構：官能團位置不同。3、官能團異構：官能團不同。、官能團異構：官能團不同。 (CH3OCH2CH3與與CH3CH2CH2OH)4、互變異構、互變異構(酮式與烯醇式酮式與烯醇式)： 不同官能團迅速互變，達到平衡。不同官能團迅速互

3、變，達到平衡。二、立體異構：二、立體異構： 具有相同的分子式，分子中各原子結合的順具有相同的分子式，分子中各原子結合的順序相同，但在空間排列的方式不同。立體異構是序相同，但在空間排列的方式不同。立體異構是具有相同的構造、不同構型的異構體。它分為：具有相同的構造、不同構型的異構體。它分為： 1、構象異構：由于分子內(nèi)單鍵旋轉(zhuǎn)角度的、構象異構：由于分子內(nèi)單鍵旋轉(zhuǎn)角度的不同所引起的異構。不同所引起的異構。 2、順反異構：由于雙鍵或環(huán)平面的存在而、順反異構：由于雙鍵或環(huán)平面的存在而引起的構型不同。引起的構型不同。 3、對映異構：分子的構型互為實物與鏡像的、對映異構：分子的構型互為實物與鏡像的關系。對映異

4、構好比人的左右手關系，二者互為關系。對映異構好比人的左右手關系，二者互為鏡像，不能重合。人們把實物和鏡像不能重合的鏡像，不能重合。人們把實物和鏡像不能重合的現(xiàn)象稱為手性。具有手性的分子稱為手性分子。現(xiàn)象稱為手性。具有手性的分子稱為手性分子。 4、非對映異構、非對映異構同分異構構造異構立體異構碳干異構位置異構官能團異構互變異構構型異構構象異構順反異構對映異構 對映異構是指分子式、構造式相同，但構型對映異構是指分子式、構造式相同，但構型不同，且互呈鏡像對映關系的立體異構現(xiàn)象。不同，且互呈鏡像對映關系的立體異構現(xiàn)象。 對映異構體之間的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)基本對映異構體之間的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)基本相同，

5、但對平面偏振光的旋轉(zhuǎn)方向不同。相同，但對平面偏振光的旋轉(zhuǎn)方向不同。例如，丁二烯水合得到兩種例如，丁二烯水合得到兩種2-丁醇丁醇CH3CH=CHCH3HOHCH3CH2-C-CH3HOHCH3CH2-C-CH3HOHbp99.5d0.806399.50.8063旋光性右旋左旋在空間的排列上，可以看出他們是不相同的。在空間的排列上，可以看出他們是不相同的。CHCH3CHCH3CH2CH3OHHOCH2CH3右旋-2-丁醇左旋-2-丁醇鏡子 兩個異構體是互相對映的，互為物體與鏡像兩個異構體是互相對映的，互為物體與鏡像關系，故稱為對映異構體。對映異構體中，一個關系，故稱為對映異構體。對映異構體中，一個

6、使偏振光向右旋轉(zhuǎn)，另一個使偏振光向左旋轉(zhuǎn)，使偏振光向右旋轉(zhuǎn)，另一個使偏振光向左旋轉(zhuǎn)，所以對映異構體又稱為旋光異構。所以對映異構體又稱為旋光異構。 為什么要研究對映異構呢？為什么要研究對映異構呢？ 1天然有機化合物大多有旋光現(xiàn)象。天然有機化合物大多有旋光現(xiàn)象。 2物質(zhì)的旋光性與藥物的療效有關（如左旋物質(zhì)的旋光性與藥物的療效有關（如左旋維維 生素生素C可治抗壞血病，而右旋的不行）?？芍慰箟难。倚牟恍校?。 3用于研究有機反應機理。用于研究有機反應機理。6-2 物質(zhì)的旋光性物質(zhì)的旋光性一、平面偏振光和物質(zhì)的旋光性一、平面偏振光和物質(zhì)的旋光性1平面偏振光平面偏振光 光波是一種電磁波，它的振動方向

7、與前進方向光波是一種電磁波，它的振動方向與前進方向垂直。垂直。AABBCD光源（1 ）光的前進方向與振動方向DC（2）普通光的振動平面圖 6-1 光的傳播光束前進方向 在光前進的方向上放一個（在光前進的方向上放一個（Nicol）棱晶或人）棱晶或人造偏振片，只允許與棱晶晶軸互相平行的平面上造偏振片，只允許與棱晶晶軸互相平行的平面上振動的光線透過棱晶，而在其它平面上振動的光振動的光線透過棱晶，而在其它平面上振動的光線則被擋住。只在一個平面上振動的光稱為平面線則被擋住。只在一個平面上振動的光稱為平面偏振光，簡稱偏振光或偏光。偏振光，簡稱偏振光或偏光。 光是一種電磁波，光波的振動方向與光的前光是一種電

8、磁波，光波的振動方向與光的前進方向垂直。進方向垂直。平面偏振光 普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一個方向傳播的平面光叫偏振光。個方向傳播的平面光叫偏振光。AABCDBDCAA普通光平面偏振光晶軸Nicol棱晶2物質(zhì)的旋光性物質(zhì)的旋光性 能使平面偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為物能使平面偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為物質(zhì)的旋光性，具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)質(zhì)的旋光性，具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)（也稱為光活性物質(zhì)）。（也稱為光活性物質(zhì)）。2.旋光性：也稱旋光性：也稱光學活性光學活性 ( optical activity ) 物質(zhì)能使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)。物質(zhì)

9、能使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)。 結論：結論： 物質(zhì)有兩類：物質(zhì)有兩類： （1）旋光性物質(zhì)）旋光性物質(zhì)能使偏振光振動面旋轉(zhuǎn)能使偏振光振動面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，的性質(zhì)， 叫做旋光性；具有旋光性的物質(zhì)，叫叫做旋光性；具有旋光性的物質(zhì)，叫做旋光性物質(zhì)。做旋光性物質(zhì)。 （2）非旋光性物質(zhì)）非旋光性物質(zhì)不具有旋光性的物質(zhì)，不具有旋光性的物質(zhì)，叫做非旋光性物質(zhì)。叫做非旋光性物質(zhì)。AABCDBDCAAAABCDBDCAA乙醇不旋光物質(zhì)乳酸旋光性物質(zhì)3.右旋和左旋右旋和左旋 使偏振光振動平面向右旋轉(zhuǎn)稱右旋，使偏振光振動平面向右旋轉(zhuǎn)稱右旋，“ + ” 使偏振光振動平面向左旋轉(zhuǎn)稱左旋，使偏振光振動平面向左旋轉(zhuǎn)稱左旋，“ - ”

10、4.旋光度（旋光度（observed rotation) 旋光活性物質(zhì)使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的角旋光活性物質(zhì)使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的角度，用度，用“a ”表示。它既與表示。它既與物質(zhì)的旋光性有關，物質(zhì)的旋光性有關，也與測定的條件有關。也與測定的條件有關。旋光度大小的影響因素：旋光度大小的影響因素： 1、溫度、溫度 2、波長、波長 3、溶劑的性質(zhì)、溶劑的性質(zhì) 4、旋光、旋光管的長度管的長度 5、旋光管中物質(zhì)濃度、旋光管中物質(zhì)濃度ABCDAABDA乳酸旋光性物質(zhì)目鏡（亮）起偏鏡檢偏鏡盛液管5. 比旋光度（比旋光度（specific rotation) 為了便于比較，就要使其成為一個常量，故為了便于比較

11、，就要使其成為一個常量，故用比旋光度用比旋光度來表示：來表示： 在一定溫度和波長（通常為鈉光燈，波長為在一定溫度和波長（通常為鈉光燈，波長為589 nm）條件下，樣品管長度為）條件下，樣品管長度為1dm，樣品濃度，樣品濃度為為1gml-1時測得的旋光度。時測得的旋光度。 clDD - 鈉光源，波長為鈉光源，波長為589nm；T - 測定溫度，單位為測定溫度，單位為a - 實測的旋光度；實測的旋光度；l - 樣品池的長度，單位為樣品池的長度，單位為dm；c - 為樣品的濃度，單位為為樣品的濃度，單位為gml-1。 T 所用溶劑不同也會影響物質(zhì)的旋光度。因此在所用溶劑不同也會影響物質(zhì)的旋光度。因此

12、在不用水為溶劑時，需注明溶劑的名稱，例如，右不用水為溶劑時，需注明溶劑的名稱，例如，右旋的酒石酸在旋的酒石酸在5%的乙醇中其比旋光度為：的乙醇中其比旋光度為： = +3.79 (乙醇，乙醇，5%)。 20 D clDT6-3 對映異構與分子結構的關系對映異構與分子結構的關系、手性碳原子、手性碳原子COOHCOOHHOOHCH3CH3HH 人們在研究對映異構現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)當一個碳人們在研究對映異構現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)當一個碳原子連有四個不同的原子或基團時，這四個原子原子連有四個不同的原子或基團時，這四個原子或基團在空間有兩種排列方式。例如，乳酸或基團在空間有兩種排列方式。例如，乳酸 兩種構型不同，而且互為

13、實物與鏡像關系，兩種構型不同，而且互為實物與鏡像關系，它們是一對對映異構體。它們是一對對映異構體。 COOHCHOHCH3COOHCH3CHOHCOOHCH3-OH順時針排列反時針排列透視式鏡子 特征：特征： （1）、不能完全重疊；（）、不能完全重疊；（2）、呈物體與）、呈物體與鏡象關系（左右手關系）。鏡象關系（左右手關系）。 物質(zhì)分子互為實物和鏡象關系（象左手和右物質(zhì)分子互為實物和鏡象關系（象左手和右手一樣）彼此不能完全重疊的特征，稱為分子的手一樣）彼此不能完全重疊的特征，稱為分子的手性。手性。 具有手性（不能與自身的鏡象重疊）的分子具有手性（不能與自身的鏡象重疊）的分子叫做手性分子。叫做手

14、性分子。CH3CHCOOH*CH2CH2CHCH3HOOCCHCHCOOHOHOHHO*OH* 分子中連有四種不同基團的碳原子叫做不對分子中連有四種不同基團的碳原子叫做不對稱碳原子，也叫做手性碳原子。用稱碳原子，也叫做手性碳原子。用C*表示。表示。 判斷手性碳原子的依據(jù)：連有四個不同原子判斷手性碳原子的依據(jù)：連有四個不同原子或基團。凡是含有一個手性碳原子的有機化合物或基團。凡是含有一個手性碳原子的有機化合物分子都具有手性，是手性分子。分子都具有手性，是手性分子。 二、手性和對稱因素二、手性和對稱因素1 1、手性與旋光性、手性與旋光性 平面偏振光通過非手性分子如乙醇、丙酮等平面偏振光通過非手性分

15、子如乙醇、丙酮等時，偏光的傳播方向不受影響。時，偏光的傳播方向不受影響。 但偏光通過手性分子如乳酸時，偏光的振動但偏光通過手性分子如乳酸時，偏光的振動平面會旋轉(zhuǎn)一定角度。平面會旋轉(zhuǎn)一定角度。 手性分子使偏光振動平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)叫做物手性分子使偏光振動平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)叫做物質(zhì)的旋光性。具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)或質(zhì)的旋光性。具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)或光學活性物質(zhì)。光學活性物質(zhì)。2 2、手性與對稱性、手性與對稱性 手性是指實物與它的鏡像不能重合的特性，手性是指實物與它的鏡像不能重合的特性，具有手性的分子叫做手性分子。手性分子必然有具有手性的分子叫做手性分子。手性分子必然有旋光性。有旋光性的分子必

16、定是手性分子。分子旋光性。有旋光性的分子必定是手性分子。分子的手性與分子對稱因素有關。涉及分子對稱的因的手性與分子對稱因素有關。涉及分子對稱的因素有以下四種。素有以下四種。 （1）對稱面：設想有一個平面，它把一個分）對稱面：設想有一個平面，它把一個分子分成互為實物和鏡像的兩半，這個平面叫做對子分成互為實物和鏡像的兩半，這個平面叫做對稱面，用稱面，用表示。表示。 某一平面將分子分為兩半，就象一面鏡子，某一平面將分子分為兩半，就象一面鏡子，實物（一半）與鏡象（另一半）彼此可以重疊，實物（一半）與鏡象（另一半）彼此可以重疊，則該平面是對稱面。則該平面是對稱面。 CCH3ClClHCCHClHCl對稱

17、面對稱面 凡具有對稱面的化合物是非手性的，它無凡具有對稱面的化合物是非手性的，它無對映異構體和旋光性。對映異構體和旋光性。 （2）對稱中心：若分子中有一點）對稱中心：若分子中有一點P，通過，通過P點畫任河直線，在距離點畫任河直線，在距離P點等距離的兩端有相同點等距離的兩端有相同的原子，則的原子，則P點為對稱中心，用點為對稱中心，用i表示。表示。COOHCOOHBrBrHHHHPCH3CH3BrBrHHHHHHHHP 凡具有對稱中心的化合物是非手性的，它凡具有對稱中心的化合物是非手性的，它無對映異構體和旋光性。無對映異構體和旋光性。 （3）對稱軸：若分子中有一條直線，以此直）對稱軸：若分子中有一

18、條直線，以此直線為軸旋轉(zhuǎn)線為軸旋轉(zhuǎn)360/n(n為整數(shù)為整數(shù))后，得到與原來分后，得到與原來分子相同的圖象。這條直線叫做該分子的子相同的圖象。這條直線叫做該分子的n重旋轉(zhuǎn)重旋轉(zhuǎn)軸。用軸。用C n表示。具有對稱軸的分子大多數(shù)是非手表示。具有對稱軸的分子大多數(shù)是非手性的，也有少數(shù)是手性的。性的，也有少數(shù)是手性的。CCHClHClClClHHHH（4）更替對稱軸：若分子中有一條直線，以此）更替對稱軸：若分子中有一條直線，以此直線為軸旋轉(zhuǎn)直線為軸旋轉(zhuǎn)360/n(n為整數(shù)為整數(shù))后，再用一垂直后，再用一垂直于該軸的鏡面將分子反射，得到原來相同的圖于該軸的鏡面將分子反射，得到原來相同的圖形，這條直線叫做更

19、替對稱軸。形，這條直線叫做更替對稱軸。 凡具有更替對稱軸化合物是非手性的，它凡具有更替對稱軸化合物是非手性的，它無對映異構體和旋光性。無對映異構體和旋光性。 分子具有手性的必要和充分條件是：無對分子具有手性的必要和充分條件是：無對稱面、無對稱中心、無更替對稱軸。三者缺一稱面、無對稱中心、無更替對稱軸。三者缺一不可。不可。 小結：有對稱面、對稱中心、小結：有對稱面、對稱中心、n 重交替對稱重交替對稱軸的分子均可與其鏡象重疊，是非手性分子；反軸的分子均可與其鏡象重疊，是非手性分子；反之，為手性分子。之，為手性分子。 至于對稱軸并不能作為分子是否具有手性至于對稱軸并不能作為分子是否具有手性的判據(jù)。的

20、判據(jù)。 6-4 含一個手性碳原子化合物的對映異構含一個手性碳原子化合物的對映異構、對映異構體的特點、對映異構體的特點 含有一個手性碳原子的化合物一定是手性分含有一個手性碳原子的化合物一定是手性分子，有兩種不同的構型，且互為物體與鏡象關系子，有兩種不同的構型，且互為物體與鏡象關系的立體異構體，稱為對映異構體簡稱為對映體。的立體異構體，稱為對映異構體簡稱為對映體。 對映異構體都有旋光性，其中一個是左旋的，對映異構體都有旋光性，其中一個是左旋的，一個是右旋的。所以對映異構體又稱為旋光異構一個是右旋的。所以對映異構體又稱為旋光異構體。對映異構體的特點體。對映異構體的特點1、對映異構體的物理性質(zhì)、化學性

21、質(zhì)相同，難、對映異構體的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)相同，難以用化學方法區(qū)別。以用化學方法區(qū)別。2、對映異構體的比旋光度相同，方向相反。、對映異構體的比旋光度相同，方向相反。3、對映異構體的生理作用往往不同、對映異構體的生理作用往往不同 。 4、等量的對映異構體混合得到外消旋體，用、等量的對映異構體混合得到外消旋體，用“”表示。外消旋體的旋光性表現(xiàn)為無旋光。表示。外消旋體的旋光性表現(xiàn)為無旋光。二、對映異構體構型表示方法二、對映異構體構型表示方法 對映體的構型可用立體結構（楔形式和透視對映體的構型可用立體結構（楔形式和透視式）和費歇爾（式）和費歇爾（EFischer）投影式表示，）投影式表示，HCH3CH

22、3OHHOCOOHCOOHH1 1、立體結構式（楔形式和透視式）：、立體結構式（楔形式和透視式）： 分別用兩根實線表示處于平面上的基團，分別用兩根實線表示處于平面上的基團，楔形鍵表示伸向前方的基團，虛線表示伸向后楔形鍵表示伸向前方的基團，虛線表示伸向后方的基團。方的基團。 特點：空間關系清楚，立體感強，但書寫費特點：空間關系清楚，立體感強，但書寫費時。時。 COOHHOHCH3CCOOHCH3HOHCCOOHCH3OHH乳酸優(yōu)點： 形象生動，一目了然缺點： 書寫不方便楔形式透視式HOCOOHHCH3COOHCH3HHO2、Fischer（費歇爾）投影式：（費歇爾）投影式：COOHHCH3OHH

23、COOHOHCH3HOHCH3COOH乳酸對映體的費歇爾投影式（1）投影原則：）投影原則： A、把手性碳置于紙平面或黑板平面，四個鍵、把手性碳置于紙平面或黑板平面，四個鍵按交叉的按交叉的“十十”字排列，橫豎兩條直線的交叉點代字排列，橫豎兩條直線的交叉點代表手性碳原子。表手性碳原子。 B、“橫前豎后橫前豎后”，即橫線上的兩個基團伸向，即橫線上的兩個基團伸向前方，豎線線上的兩個基團伸向后方。前方，豎線線上的兩個基團伸向后方。 C、主碳鏈豎向排列，把氧化態(tài)高的碳原子放、主碳鏈豎向排列，把氧化態(tài)高的碳原子放在碳鏈的頂端。在碳鏈的頂端。（2）使用）使用Fischer（費歇爾）投影式注意：（費歇爾）投影式

24、注意：A、投影式在紙平面、投影式在紙平面上旋轉(zhuǎn)上旋轉(zhuǎn)n180，其，其構型保持不變；構型保持不變； HCOOHCH3OHHOHCOOHCH3B、投影式不能在紙平面旋轉(zhuǎn)、投影式不能在紙平面旋轉(zhuǎn)90的奇數(shù)倍；的奇數(shù)倍；C、投影式不能離開紙面翻轉(zhuǎn)、投影式不能離開紙面翻轉(zhuǎn)180； D、任意固定一個基團不動，依次順時針或反時、任意固定一個基團不動，依次順時針或反時針調(diào)換另三個基團的位置，不會改變原構型。針調(diào)換另三個基團的位置，不會改變原構型。 HCH3OHC2H5HOHCH3HOHCHH3COHHC2H5C2H5C2H5=E、投影式中任何兩個基團互換奇數(shù)數(shù)次位置，得、投影式中任何兩個基團互換奇數(shù)數(shù)次位置，

25、得到它的對映異構體，互換偶數(shù)次得到它本身。到它的對映異構體，互換偶數(shù)次得到它本身。HOCHOCH2OHHHOHCH2OHCHOHOCHOCH2OHHHCHOCH2OHOHOH與H對調(diào)一次CHO與 對調(diào)一次OH與H對調(diào)一次同一構型對映體CH2OH三、對映異構體構型的標記方法三、對映異構體構型的標記方法1、D/L法：法： 在在1951年前，由于缺乏實驗方法測得對映體的年前，由于缺乏實驗方法測得對映體的真正構型，即絕對構型，人們采取人為規(guī)定的方真正構型，即絕對構型，人們采取人為規(guī)定的方法，選用含有手性碳原子的甘油醛作為標準，規(guī)法，選用含有手性碳原子的甘油醛作為標準，規(guī)定：羥基在手性碳原子的右邊，用定

26、：羥基在手性碳原子的右邊，用D表示，羥基表示，羥基在手性碳原子的左邊，在手性碳原子的左邊，L表示。表示。 D、L表示構型表示構型 CHO HOHCH2OHCHOHOHCH2OH D-(+)-甘油醛甘油醛 L-(-)-甘油醛甘油醛+ +、- - 表示旋光性表示旋光性 其它旋光物質(zhì)的構型通過化學轉(zhuǎn)變方法與甘其它旋光物質(zhì)的構型通過化學轉(zhuǎn)變方法與甘油醛聯(lián)系起來，確定其結構。在化學轉(zhuǎn)變過程中，油醛聯(lián)系起來，確定其結構。在化學轉(zhuǎn)變過程中，如果連接在手性碳原子上的如果連接在手性碳原子上的4個鍵沒有斷裂，反應個鍵沒有斷裂，反應后的手性碳構型不變。例如后的手性碳構型不變。例如 CHOHOHCH2OHHOHCH2

27、OHCOOHHgOD-（+）-甘油醛甘油醛 D-（-）-甘油酸甘油酸2、R/S法：法： R/S法是法是1970年根據(jù)年根據(jù)IUPAC建議而采用的系統(tǒng)建議而采用的系統(tǒng)命名法。它是通過化合物的真實構型或投影式標命名法。它是通過化合物的真實構型或投影式標記。該法需要用到記。該法需要用到“次序規(guī)則次序規(guī)則”。R/S法的主要內(nèi)容：法的主要內(nèi)容： A、將手性碳原子所連接的、將手性碳原子所連接的4個基團（個基團（a、b、c、d）按照次序規(guī)則）按照次序規(guī)則abcd排列。排列。 B、將次序規(guī)則中次序最小的基團（、將次序規(guī)則中次序最小的基團（d）放在觀）放在觀察者最遠處，其它察者最遠處，其它3個基團個基團a、b、

28、c指向觀察者。指向觀察者。 C、如果、如果abc為順時針方向，其構型為為順時針方向，其構型為R構型構型（R是拉丁文是拉丁文Rectus的字頭，是右的意思）的字頭，是右的意思） ；如果；如果abc為反時針方向，其構型為為反時針方向，其構型為S構型（構型（Sinister,左左的意思）的意思） 。例題例題1COOHOHCH3H (1)次序規(guī)則：次序規(guī)則： OH COOHCH3H (2)觀察方向觀察方向OH COOHCH3的順序為順時針，的順序為順時針，其構型為其構型為R- R-2-羥基丙酸羥基丙酸COOHHOHCH3按次序規(guī)則反時針排列 S型OH COOH CH3 HCHCH3OHCOOH反時針排

29、列 S型ooHCOOHOHCH2OH (1)次序規(guī)則：次序規(guī)則： OH COOHCH2OHH(2)觀察方向觀察方向(3) OH COOHCH2OH為順時為順時針，其構型為針，其構型為R-CH3BrHC2H5Br C2H5 CH3 H順時針排列 R型基團順序o名稱：名稱：R-2,3-二羥基丙酸。二羥基丙酸。3、直接從投影式確定、直接從投影式確定R/S構型（簡便方法）構型（簡便方法）規(guī)則：（規(guī)則：（1）當按次序規(guī)則最小的基團）當按次序規(guī)則最小的基團d位于費位于費歇爾投影式的橫向，歇爾投影式的橫向，abc為順時針者，其構型為順時針者，其構型為為S型；型；abc為反時針者，其構型為為反時針者，其構型為

30、R型。型。（2）當按次序規(guī)則最小的基團）當按次序規(guī)則最小的基團d位于費歇爾投位于費歇爾投影式的縱向，影式的縱向，abc為順時針者，其構型為為順時針者，其構型為R型；型；abc為順時針者，其構型為為順時針者，其構型為S型。型。ClC2H5CH3H（1）H在縱線上。在縱線上。 (2）Cl C2H5CH3為反時針，因此，為為反時針，因此，為S-構型構型 名稱：名稱：S-2-氯丁烷氯丁烷HCHOOHCH2OH（1）H在橫線上。（在橫線上。（2）OHCHOCH2OH為反時針，為為反時針，為R-構型名構型名稱：稱：R-2,3-二羥基丙醛二羥基丙醛CHOHOHCH2OHBrHClCH3HH2NCOOHCH3

31、CH3ClCH(CH3)2ClCH2基團次序位于橫線位于豎線構型OHCHOCH2OH最小基團（ ）HR-S-構型基團次序 Br Cl CH3 H位于橫線最小基團（ ）H基團次序NH2 COOH CH3 H最小基團（ ）H構型R-基團次序Cl CH2 CH-CH3 CH3ClCH3位于豎線最小基團（ ）CH3S-構型4、含有兩個手性碳原子的費歇爾投影式、含有兩個手性碳原子的費歇爾投影式HHClClCH3C2H523 C2：（：（1）H在橫線上在橫線上 （2）ClCH(Cl)C2H5CH3 為順時針，構型為順時針，構型S C3：（：（1）H在橫線上在橫線上 （2）ClCH(Cl)CH3C2H5 為

32、反時針，構型為反時針，構型R 名稱：（名稱：（2S，3R）-2,3-二氯戊烷二氯戊烷.6-5 含有兩個手性碳化合物的對映異構體含有兩個手性碳化合物的對映異構體 含一個手性碳原子的化合物有一對對映體，含一個手性碳原子的化合物有一對對映體，那么含有兩個手性碳原子的化合物有多少個對映那么含有兩個手性碳原子的化合物有多少個對映異構體呢？異構體呢？、兩個手性碳原子不相同、兩個手性碳原子不相同以以3-羥基羥基-2-氯丁二酸為例氯丁二酸為例HCOOHCOOHHClOHCOOHCOOHClHHOHCOOHCOOHHHHOClCOOHClHHHOCOOH23232323 2R,3R 2S,3S 2R,3S 2S

33、,3R 與與，與與，分別是兩對對映異構體，分別是兩對對映異構體，可以分別組成兩種外消旋體。可以分別組成兩種外消旋體。與與、，與與、雖然構造式相同，但它們不是實物與鏡像雖然構造式相同，但它們不是實物與鏡像的關系，它們?yōu)榉菍τ钞悩嬻w。的關系，它們?yōu)榉菍τ钞悩嬻w。HOHHClHOHClHHOHClHHOHHClCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)對映體對映體m.p173173167167D20-7.1+7.1-9.3+9.3()m.p145m.p157外消旋體外消旋體非對映體 含含n個不同手性碳原子的化合物，對映體的個不同手性碳原子的化合物，對映體

34、的數(shù)目有數(shù)目有2 n個，外消旋體的數(shù)目個，外消旋體的數(shù)目2 n-1個。個。非對映體：非對映體： 定義：不呈物體與鏡象關系的立體異構體叫定義：不呈物體與鏡象關系的立體異構體叫做非對映體。分子中有兩個以上手性中心時，就做非對映體。分子中有兩個以上手性中心時，就有非對映異構現(xiàn)象。有非對映異構現(xiàn)象。非對映異構體的特征：非對映異構體的特征：1 物理性質(zhì)不同（熔點、沸點、溶解度等）。物理性質(zhì)不同（熔點、沸點、溶解度等）。2 比旋光度不同。比旋光度不同。3 旋光方向可能相同也可能不同。旋光方向可能相同也可能不同。4 化學性質(zhì)相似，但反應速度有差異。化學性質(zhì)相似，但反應速度有差異。二、含兩個相同手性碳原子的化

35、合物二、含兩個相同手性碳原子的化合物 酒石酸、酒石酸、2，3-二氯丁烷等分子中含有兩個二氯丁烷等分子中含有兩個相同的手性碳原子。相同的手性碳原子。COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHHHOOHHHOHHOHHHOHOHHOHOHH 2R，3R 2S，3S 2R，3S 2R，3S 與與是一對對映異構體，可以組成一種外是一對對映異構體，可以組成一種外消旋體。由于消旋體。由于與與在分子內(nèi)有對稱面，可以完在分子內(nèi)有對稱面，可以完全重合，是同一種構型，是內(nèi)消旋體。全重合，是同一種構型，是內(nèi)消旋體。COOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHCOOHCOOHCOOH

36、COOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)對映體同一物質(zhì) 20+12-1200 D（）酒石酸（m）酒石酸外消旋體內(nèi)消旋體（分子中有對稱面）（3）、（）、（4）為同一物質(zhì)，因?qū)ⅲǎ橥晃镔|(zhì)，因?qū)ⅲ?）在紙平面）在紙平面旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)180即為（即為（4）。因此，含兩個相同手性碳）。因此，含兩個相同手性碳原子的化合物只有三個立體異構體，少于原子的化合物只有三個立體異構體，少于2 n個，個，外消旋體數(shù)目也少于外消旋體數(shù)目也少于2 n-1個。個。 比較內(nèi)消旋體與外消旋體的異同比較內(nèi)消旋體與外消旋體的異同 相同點：都不旋光相同點：都不旋光 不同點：內(nèi)消旋體是一種純物質(zhì)，外消旋體不同點：內(nèi)消旋體

37、是一種純物質(zhì)，外消旋體是兩個對映體的等量混合物，可拆分開來。是兩個對映體的等量混合物，可拆分開來。 含個手性碳原子的化合物，分子不一定是手含個手性碳原子的化合物，分子不一定是手性的。不能說含手性碳原子的分子一定有手性。性的。不能說含手性碳原子的分子一定有手性。三、三、Fischer式、鋸架式、式、鋸架式、Newman式之間的關系式之間的關系 Fischer式與鋸架式、式與鋸架式、Newman式之間可以式之間可以通過下列形式轉(zhuǎn)換通過下列形式轉(zhuǎn)換eabcdef12121acdbfabcdefadcbfeadcbefFischer式與鋸架式、式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換式之間的轉(zhuǎn)換CH2CH

38、3ClHCH3OHHHCH2CH3ClH3CHOH 請將該化合物表示為鋸架式和請將該化合物表示為鋸架式和Fischer投影式投影式OHClC2H5CH3HHClHHOHC2H5CH3HClHOHC2H5CH3COOHCOOHClOHHHCOOHCOOHHHClHOCOOHCOOHHOHClHCOOHCOOHClHHHOOHHCOOHClCOOHHHHOCOOHHCOOHClHHOCOOHClCOOHHOHHCOOHHCOOHCl333322223333Fischer式與鋸架式、式與鋸架式、Newman式之間的轉(zhuǎn)換式之間的轉(zhuǎn)換6-6 環(huán)狀化合物的立體異構環(huán)狀化合物的立體異構 環(huán)狀化合物的立體異構

39、現(xiàn)象比較復雜，既有環(huán)狀化合物的立體異構現(xiàn)象比較復雜，既有順反異構，又有對映異構。順反異構，又有對映異構。、環(huán)丙烷衍生物、環(huán)丙烷衍生物（1R，2S） （1R，2R） （1S，2S） 順式順式 反式反式 熔點熔點139 熔點熔點175HCOOHHCOOHHHHCOOHCOOHHHHCOOHHHCOOHHH*121212ABBAABBAIIIIIIIV I - IV四個化合物中各有兩個手性碳四個化合物中各有兩個手性碳 當當A、B相同時，相同時，I和和 II為內(nèi)消旋體為內(nèi)消旋體 當當A、B不同時，不同時，I和和II為對映異構體為對映異構體 對于對于III和和IV，則無論，則無論A、B是否相同，是否相同

40、，III和和IV均為一對對映異構體均為一對對映異構體2. 偶數(shù)環(huán)的情況偶數(shù)環(huán)的情況ABABAABBIIIIIIIVBBAABBAAAB BAAB BA思考：思考：A = B 和和 A B兩種情況有何不同？兩種情況有何不同？二、環(huán)己烷衍生物二、環(huán)己烷衍生物HHCOOHHOOCHHCOOHHOOCHCOOHHHOOC*12*12221、1，2-二取代環(huán)己烷衍生物二取代環(huán)己烷衍生物（1R，2S） （1R，2R） （1S，2S） 順式順式 反式反式HHCOOHHOOCHHCOOHHOOCHCOOHHHOOC*12*1221（1R，2S） （1R，2R） （1S，2S） 順式順式 反式反式2、1，3-二

41、取代環(huán)己烷衍生物二取代環(huán)己烷衍生物3、1，4-二取代環(huán)己烷衍生物二取代環(huán)己烷衍生物HHCOOHHOOCHCOOHHHOOC*12*12 順式順式 反式反式其它環(huán)狀化合物的立體異構情況類似。其它環(huán)狀化合物的立體異構情況類似。C CO OO OH HC CO OO OH HH HC CO OO OH HH Hm me es so o- -C CO OO OH HH HH HC CO OO OH HH HH H反反 式式H HO OO OC C( ( ) )順順 式式H HO OO OC CC CO OO OH HH HH HH HO OO OC CC CO OO OH HH HH H順順 式式反反

42、 式式非非手手性性分分子子, ,只只存存在在順順反反異異構構體體不不能能稱稱為為內(nèi)內(nèi)消消旋旋體體 6-7 不含手性碳原子化合物的對映異構不含手性碳原子化合物的對映異構 在有機化合物中，有些旋光性物質(zhì)的分子并在有機化合物中，有些旋光性物質(zhì)的分子并不含有手性碳原子。常見的有下列幾類。不含有手性碳原子。常見的有下列幾類。、丙二烯型化合物、丙二烯型化合物 如果丙二烯兩端碳原子上各連兩個不同基團如果丙二烯兩端碳原子上各連兩個不同基團時，由于所連四個基團兩兩各在相互垂直的平面時，由于所連四個基團兩兩各在相互垂直的平面上，分子沒有對稱面和對稱中心，因而有手性。上，分子沒有對稱面和對稱中心，因而有手性。CCCbaabCCCbbab有手性無手性sp2spCCCH3CH3HHC手性軸CCCCCCCH3HHCH3HHCH3CH3如如2，3-戊二烯就已分離出對映異構體。戊二烯就已分離出對映異構體。CCCCCCCH3HCH3HHCH3HCH3二、單鍵旋轉(zhuǎn)受阻礙的聯(lián)苯型化合物二、單鍵旋轉(zhuǎn)受阻礙的聯(lián)苯型