有對(duì)映異構(gòu)體課件

有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry延安大學(xué)化工學(xué)院有機(jī)化學(xué)教研室有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry延安大學(xué)化工學(xué)院1有對(duì)映異構(gòu)體課件2異構(gòu)體分類：同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)：分子式相同，分子中原子相互連接的方式和次序不同。立體異構(gòu)：構(gòu)造式相同，分子中原子在空間的排列方式不同。碳鏈異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)互變異構(gòu)異構(gòu)體分類：同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)：分子式相同，分子中原子相互3環(huán)及雙鍵的存在不能使碳碳鍵旋轉(zhuǎn)造成的。碳碳鍵旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。分子有手性造成的。順反異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)順反異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)（旋光異構(gòu)）環(huán)及雙鍵的存在不能使碳碳鍵旋轉(zhuǎn)造成的。碳碳鍵旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。分子4一.手性與對(duì)映異構(gòu)(ChiralityandEnantiomerism)

CrystalsofSodiumAmmoniumTartrate葡萄酸鈉銨晶體早期發(fā)現(xiàn)1848年巴斯德什么是手性？一.手性與對(duì)映異構(gòu)(ChiralityandEnan5手性是指實(shí)物和鏡象不能疊合的一種性質(zhì)。實(shí)物和鏡象關(guān)系這種具有手性，實(shí)物和鏡象不能疊合而引起的異構(gòu)就是對(duì)映異構(gòu)。不能與其鏡像分子重疊的分子稱為手性分子，反之為非手性分子。實(shí)物和鏡象是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體。簡稱對(duì)映體。例：手性是指實(shí)物和鏡象不能疊合的一種性質(zhì)。實(shí)物和鏡象關(guān)系6對(duì)映體

鏡面一對(duì)對(duì)映體（互為鏡像）對(duì)映體鏡面一對(duì)對(duì)映體（互為鏡像）7結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：中間碳原子連的四個(gè)原子（基團(tuán)）不同，這個(gè)中間碳原子叫手性碳原子或不對(duì)稱碳原子。例：乳酸

在生物體內(nèi)，大量存在手性分子。如D–(+)–葡萄糖在動(dòng)物代謝中有營養(yǎng)價(jià)值，D–(-)–葡萄糖沒有。左旋氯霉素有抗菌作用，而其對(duì)映異構(gòu)體無療效。在藥物中，手性化合物占50%以上。一對(duì)對(duì)映體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：中間碳原子連的四個(gè)原子（基團(tuán)）不同，這例：乳酸8

一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體是兩種不同的化合物，它們的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)無差別，除了在生理活性上有差別外，另一顯著差別是對(duì)偏振光有不同的反映。一個(gè)可以把偏振光向左旋，另一個(gè)則把偏振光向右旋。

偏振光是檢驗(yàn)手性分子的一種最常用的方法。

什么是偏振光？向左旋向右旋又是怎么回事？這種性質(zhì)如何來測(cè)定？一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體是兩種不同的化合物，它們的化9二.偏振光及旋光性(Plane-PolarizedLightandRotation)1.偏振光

光是一種電磁波，電場(chǎng)或磁場(chǎng)的振動(dòng)方向與光前進(jìn)的方向垂直。自然光是一束在各個(gè)不同平面上，垂直于光前進(jìn)的方向上振動(dòng)的光。表示一束自然光朝著我們直射過來，光波在一切可能的平面上振動(dòng)。二.偏振光及旋光性(Plane-PolarizedLi10自然光尼可爾棱鏡偏光2.旋光性的測(cè)定偏振光:僅在一個(gè)平面內(nèi)振動(dòng)的光。

偏振光穿過手性物質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，也就是光會(huì)在一個(gè)不同的平面內(nèi)振動(dòng)。

對(duì)映體能使偏振光的振動(dòng)平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(向右旋)，這種對(duì)映體是右旋的，向左旋則為左旋的，分別用(+)和(–)表示。自然光尼可爾棱鏡偏光2.旋光性的測(cè)定偏振光:僅在一個(gè)平面1112自然光化合物分為兩類：一類是能使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)一定角度，即有旋光性。另一類則沒有旋光性。Dα20=+52.6（水）+：右旋–：左旋

由于對(duì)映體有這種光學(xué)活性，所以將對(duì)映體又稱為光學(xué)異構(gòu)體。例：葡萄糖的水溶液如何測(cè)定？12自然光化合物分為兩類：一類是能使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)一定角12旋光儀（ThePolarimeter）鈉光燈平面偏振光光平面旋轉(zhuǎn)起偏鏡樣品管檢偏鏡旋光儀（ThePolarimeter）鈉光燈平面偏振光13比旋光度：每100毫升含1克旋光物質(zhì)的溶液，在10厘米長的盛液管中測(cè)得的旋光度。α=100αCLC:樣品濃度。L：盛液管長度。±葡萄糖：外消旋體，通過分離可得左旋體和右旋體。是具有手性的分子，有對(duì)映異構(gòu)體，有旋光性。表示為：

比旋光度是對(duì)映體的一種物理性質(zhì)，在既定的溶液中隨所使用的溶劑、溫度和偏振光波長不同而變化。旋光度與比旋光度比旋光度：每100毫升含1克旋光物質(zhì)的溶液，在10厘米長的盛14三.分子的手性與對(duì)稱性(ChiralityandSymmetryofMolecule)

分子與其鏡象是否能互相疊合決定于分子本身的對(duì)稱性。即分子的手性與分子的對(duì)稱性有關(guān)。常稱之為對(duì)稱因素。對(duì)稱因素：對(duì)稱面、對(duì)稱中心、對(duì)稱軸。1.對(duì)稱面（σ）

定義：

若有一個(gè)平面，能將分子切成兩部分，一部分正好是另一部分的鏡象，這個(gè)平面就是這個(gè)分子的對(duì)稱面。三.分子的手性與對(duì)稱性分子與其鏡象是否能互相15有兩個(gè)對(duì)稱面：可看出H-C-H平面上下翻轉(zhuǎn)180度，實(shí)物和鏡象重疊。它們是一種化合物。有兩個(gè)對(duì)稱面：可看出H-C-H平面上下翻轉(zhuǎn)18016對(duì)稱面

該分子的對(duì)稱面即分子平面對(duì)稱面該分子的對(duì)稱面即分子平面17有對(duì)映異構(gòu)體課件18苯或環(huán)己烷分子有多少個(gè)對(duì)稱面？苯或環(huán)己烷分子有多少個(gè)對(duì)稱面？19分子中有一個(gè)對(duì)稱面。

三元環(huán)所在平面左右翻轉(zhuǎn)180度，實(shí)物和鏡象重疊。分子中有一個(gè)對(duì)稱面。三元環(huán)所在平面左右翻轉(zhuǎn)180度，實(shí)20結(jié)論：有對(duì)稱面的分子，實(shí)物和鏡象能重疊，無手性，無對(duì)映異構(gòu)體，無旋光性。例：1個(gè)σ2個(gè)σ無數(shù)個(gè)σ上述四個(gè)分子都無手性1個(gè)σ結(jié)論：有對(duì)稱面的分子，實(shí)物和鏡象能重疊，無手性，例：1個(gè)σ2212.對(duì)稱中心(i)定義：分子中有一點(diǎn)P點(diǎn)，以分子任何一點(diǎn)與其連線，都能在延長線上找到自己的鏡象，則P點(diǎn)為該分子的對(duì)稱中心。2.對(duì)稱中心(i)定義：分子中有一點(diǎn)P點(diǎn)，以分子任22例：有對(duì)稱中心鏡象和實(shí)物能重疊，無手性結(jié)論：有對(duì)稱中心的分子，實(shí)物和鏡象能重疊，無手性，無對(duì)映異構(gòu)體，無旋光性。例：環(huán)丁烷P鏡象和實(shí)物能重疊，無手性。有對(duì)稱中心例：有對(duì)稱中心鏡象和實(shí)物能重疊，無手性結(jié)論：有對(duì)稱中心的分子233.對(duì)稱軸定義:

穿過分子畫一直線,以它為軸旋轉(zhuǎn)一定角度后,可以獲得于原來分子相同的構(gòu)型,這一直線叫對(duì)稱軸。C4C4()C3C23.對(duì)稱軸定義:穿過分子畫一直線,以它為軸旋轉(zhuǎn)一定角度后24C2鏡象和實(shí)物不能重疊，用旋光儀測(cè)定，一個(gè)是左旋，另一個(gè)則是右旋，是兩種化合物。結(jié)論：對(duì)稱軸不能作為分子有無手性的判據(jù)。C2鏡象和實(shí)物不能重疊，用旋光儀測(cè)定，一個(gè)是左旋，另一個(gè)則是25結(jié)論：判斷一個(gè)分子有無手性，一般只要判斷這個(gè)分子有沒有對(duì)稱面、對(duì)稱中心，若既沒有對(duì)稱面又沒有對(duì)稱中心，那么這個(gè)分子有手性，有對(duì)映異構(gòu)體，有旋光性；若分子中有對(duì)稱面或者有對(duì)稱中心，則這個(gè)分子無手性。例：分子中既沒有對(duì)稱面又沒有對(duì)稱中心，有手性。對(duì)映異構(gòu)體為：即：分子中無σ也無i，有手性。有σ或有i，無手性。結(jié)論：判斷一個(gè)分子有無手性，一般只要判斷這個(gè)分子例：分子中既26

有σ，無手性無σ，無i有手性無σ，無i有手性有i，無手性有σ，無手性無σ，無i有手性無σ，無i有手性有27四.含一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物(CompoundwithOneAsymmetryCarbon)含有一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物有兩個(gè)互為鏡象的對(duì)映體。兩個(gè)對(duì)映體都有手性。例：乳酸一對(duì)對(duì)映體四.含一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物含有一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物281.對(duì)映異構(gòu)體的命名①.次序規(guī)則A.游離價(jià)所在原子，按原子序數(shù)排列，原子序數(shù)大為較優(yōu)基團(tuán)，同位素原子按原子量排列，原子量大為較優(yōu)基團(tuán)。例：B.若游離價(jià)所連的四個(gè)原子比較不出來，次序無法確定則要外推。例：

較優(yōu)基團(tuán)1.對(duì)映異構(gòu)體的命名①.次序規(guī)則A.游離價(jià)所在原子，按原29較優(yōu)基團(tuán)較優(yōu)基團(tuán)C.若游離價(jià)所連碳上連有雙鍵或叁鍵時(shí)，將雙鍵或叁鍵當(dāng)作單鍵。較優(yōu)基團(tuán)第一較優(yōu)第二較優(yōu)第三較優(yōu)較優(yōu)基團(tuán)較優(yōu)基團(tuán)C.若游離價(jià)所連碳上連有雙鍵或叁鍵時(shí)，將雙30較優(yōu)基團(tuán)②.R、S命名A.按次序規(guī)則將abcd排列。IUPAC規(guī)定對(duì)映異構(gòu)體用R、S命名。B.找出最小，放在對(duì)面，將其它三個(gè)原子基團(tuán)排序，從較優(yōu)基團(tuán)到不較優(yōu)基團(tuán)，若是順時(shí)針則為R,若是反時(shí)針則為S。*Cabcd較優(yōu)基團(tuán)②.R、S命名A.按次序規(guī)則將abcd排列31SpecificationofConfiguration構(gòu)型的標(biāo)定

SpecificationofConfiguration32有對(duì)映異構(gòu)體課件33S–(+)–乳酸（R）對(duì)映異構(gòu)體：(S)–2–丁醇(R)–2–丁醇注意:R、S與右旋、左旋沒有一定關(guān)系。S–(+)–乳酸（R）對(duì)映異構(gòu)體：(S)–2–丁醇(R)–234(S)–3–丁烯–2–醇(S)–2–羥基苯乙酸2.對(duì)映異構(gòu)體的表示方法常有兩種表示方法透視式費(fèi)歇爾投影式（Fischer）①.費(fèi)歇爾（Fischer）投影式給定一個(gè)化合物的構(gòu)造式，怎么寫出費(fèi)歇投影式？(S)–3–丁烯–2–醇(S)–2–羥基苯乙酸2.對(duì)映異構(gòu)35Fischer投影式分子模型的四面體構(gòu)型投影在紙面上。Fischer式Fischer投影式分子模型的四面體構(gòu)型投影在紙面上。Fis36規(guī)定：一般將碳鏈放在豎直方向，將碳鏈中編號(hào)為1的放在豎線上方；手性碳在紙面上，豎線在紙面下，橫線在紙面上方。例：的對(duì)映異構(gòu)用費(fèi)歇投影式寫出規(guī)定：一般將碳鏈放在豎直方向，將碳鏈中編號(hào)為1的例：的對(duì)映異37Fischer投影式能不能在紙面上隨便轉(zhuǎn)動(dòng)、翻動(dòng)呢？不能離開紙面翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)可在紙面上轉(zhuǎn)180轉(zhuǎn)或不能在紙面上轉(zhuǎn)90或270

Fischer投影式能不能在紙面上隨便轉(zhuǎn)動(dòng)、翻動(dòng)呢？不能離開38Fischer投影式規(guī)則：①.不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。②.不能在紙面上轉(zhuǎn)90或270。③.可在紙面上轉(zhuǎn)180，或在紙面上平移。將Fischer投影式中任意兩個(gè)原子或原子團(tuán)對(duì)調(diào)，則由R轉(zhuǎn)為S；將Fischer投影式中三個(gè)原子或原子團(tuán)按一定方向依次輪換位置，化合物構(gòu)型不變。Fischer投影式規(guī)則：①.不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。②.不能在39②.D、L命名

D—甘油醛L—甘油醛在Fischer投影式中，以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，人為規(guī)定羥基寫在右的為D型，羥基寫在左的為L型。②.D、L命名D—甘油醛L—甘油醛在Fischer投影40若有幾個(gè)不對(duì)稱碳原子，在Fischer投影式中以標(biāo)號(hào)高的手性碳確定D、L。例：D、L與旋光方向無關(guān)，是人為規(guī)定的。對(duì)于*CFClBrI很難命名。所以D、L已被R、S代替，只有在糖類和氨基酸中用。若有幾個(gè)不對(duì)稱碳原子，在Fischer投影式中以標(biāo)號(hào)高的例：413.對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)和外消旋體通常對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都相同，差別就是旋光方向不同。20(–)–乳酸m.p53℃[α]D

–3.82pKa3.97例：(+)–乳酸m.p53℃[α]D

+3.82pKa3.9720但在特殊條件下，對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)有差別，即在手性條件下（手性試劑、手性溶劑、手性催化劑存在下）左旋、右旋的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)相差特別大。等量右旋體和左旋體的混合物構(gòu)成外消旋體（±）3.對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)和外消旋體通常對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)和化42外消旋體同左旋體或右旋體的物理性質(zhì)有差別，但化學(xué)性質(zhì)相同。(±)–乳酸m.p18℃(+)–乳酸m.p53℃(–)–乳酸m.p53℃例：比較左旋乳酸和右旋乳酸下列各項(xiàng)的異同1.bp2.mp3.d4.[α]D

5.n6.Sol7.構(gòu)型20不同不同外消旋體同左旋體或右旋體的物理性質(zhì)有差別，但化學(xué)性質(zhì)相同。(43五.含幾個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物(CompoundwithMoreThanOneAsymmetryCarbon)1.含兩個(gè)不相同的不對(duì)稱碳原子的化合物可以平移、轉(zhuǎn)動(dòng)180°，看有沒有重疊的？有幾個(gè)對(duì)映異構(gòu)體？例：五.含幾個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物1.含兩個(gè)不相同的不對(duì)稱碳44例：總結(jié)：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）一對(duì)對(duì)映體

一對(duì)對(duì)映體

例：總結(jié)：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）一45注意:（Ⅰ）與（Ⅱ）、（Ⅲ）與（Ⅳ）等摩爾混合構(gòu)成外消旋體。（Ⅰ）與（Ⅲ）、（Ⅰ）與（Ⅳ）、（Ⅱ）與（Ⅲ）、（Ⅱ）與（Ⅳ）分別是一對(duì)非對(duì)映異構(gòu)體。非對(duì)映異構(gòu)體——不成鏡象關(guān)系的對(duì)映異構(gòu)體。2.含有兩個(gè)以上的不相同的不對(duì)稱碳原子的化合物不相同的不對(duì)稱碳原子數(shù)對(duì)映異構(gòu)體數(shù)外消旋體數(shù)1212423844168n2n2n-1注意:（Ⅰ）與（Ⅱ）、（Ⅲ）與（Ⅳ）等摩爾混合構(gòu)成外消旋體。463.含有兩個(gè)相同的不對(duì)稱碳原子的化合物例：酒石酸有對(duì)稱面，無對(duì)映異構(gòu)體，無旋光性內(nèi)消旋體。分子內(nèi)含有平面對(duì)稱性因素的沒有旋光性的立體異構(gòu)體稱為內(nèi)消旋體。(meso)≡3.含有兩個(gè)相同的不對(duì)稱碳原子的化合物例：酒石酸有對(duì)稱面，47注意：雖然Fischer投影式是一種重疊式構(gòu)象，σ鍵一旋轉(zhuǎn)對(duì)稱面就消失，就產(chǎn)生對(duì)映異構(gòu)體，但由于σ鍵旋轉(zhuǎn)，構(gòu)象引起的對(duì)映異構(gòu)體總是成對(duì)出現(xiàn)，因此，只要找出一個(gè)構(gòu)象有對(duì)稱面或有對(duì)稱中心，可考慮它無手性。

所以酒石酸有3種立體異構(gòu)體。

mp[]D(水)溶解度(g/100ml)pKa1pKa(+)-酒石酸170oc+12.01392.984.23(-)-酒石酸170oc-12.01392.984.23()-酒石酸(dl)206oc020.62.964.24meso-酒石酸140oc01253.114.80酒石酸性質(zhì)分析：注意：雖然Fischer投影式是一種重疊式構(gòu)象，σ鍵一旋轉(zhuǎn)對(duì)484.三羥基戊二酸3號(hào)碳有無手性要具體分析三羥基戊二酸有四種立體異構(gòu)體3號(hào)碳無手性3號(hào)碳無手性3號(hào)碳有手性3號(hào)碳有手性(2R,4R)(2S,4S)(2R,3r,4S)(2R,3s,4S)☆☆假不對(duì)稱碳原子☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆4.三羥基戊二酸3號(hào)碳有無手性要具體分析三羥基戊二49假不對(duì)稱碳原子：一個(gè)碳原子（A）若和兩個(gè)相同取代的不對(duì)稱碳原子相連而且當(dāng)這兩個(gè)取代基構(gòu)型相同時(shí)。該碳原子為對(duì)稱碳原子，而若這兩個(gè)取代基構(gòu)型不同時(shí)，則該碳原子為不對(duì)稱碳原子，則（A）為假不對(duì)稱碳原子。假不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型用小r,小s表示。在判別構(gòu)型時(shí)，R>S，順>反。假不對(duì)稱碳原子：一個(gè)碳原子（A）若和兩個(gè)相同取代的不對(duì)稱碳原50六.碳環(huán)化合物的立體異構(gòu)(StereoisomerismofCyclicCompounds)

1.環(huán)丙烷衍生物①順②反順反異構(gòu)體中有對(duì)映異構(gòu)體嗎？順式中有1個(gè)σ，無對(duì)映異構(gòu)體。反式中無σ又無i有對(duì)映異構(gòu)體。③例：寫出立體異構(gòu)體六.碳環(huán)化合物的立體異構(gòu)1.環(huán)丙烷衍生物①順②反51因此有3種立體異構(gòu)體，其中②與③是一對(duì)對(duì)映體。2.環(huán)己烷衍生物例：最穩(wěn)定的構(gòu)象是：既無σ又無i，有對(duì)映異構(gòu)體①②③因此有3種立體異構(gòu)體，其中②與③是一對(duì)對(duì)映體。2.環(huán)己烷衍52①既無σ又無i，有對(duì)映異構(gòu)體②，但由于單鍵的旋轉(zhuǎn)，①可轉(zhuǎn)為③，而③與②是相同的。所以①無對(duì)映異構(gòu)體。結(jié)論：由構(gòu)象引起的對(duì)映異構(gòu)體可不考慮，將環(huán)作為一個(gè)平面對(duì)待。只要找出一個(gè)構(gòu)象有對(duì)稱面或有對(duì)稱中心，可認(rèn)為它無手性。練習(xí)：無σ、i有手性有σ無手性有i無手性①既無σ又無i，有對(duì)映異構(gòu)體②，但由于單鍵的旋轉(zhuǎn)，結(jié)論53無σ、i有手性有σ無手性練習(xí)：下列化合物是否有旋光性？無σ、i，有旋光性有σ，無旋光性無σ、i有手性有σ無手性練習(xí)：下列化合物是否有旋光性？無σ、54無σ、i，有旋光性有σ，無旋光性(R,R)–1–氯–2–溴環(huán)戊烷(S,S)–1–氯–2–溴環(huán)戊烷無σ、i，有旋光性無σ、i，有旋光性有σ，無旋光性(R,R)–1–氯–255練習(xí)：下面化合物有幾種立體異構(gòu)體，并用R,S命名解：有4種立體異構(gòu)體：注意：只考慮順、反異構(gòu)體和對(duì)映異構(gòu)體，構(gòu)象異構(gòu)體不考慮。(R,S)–1–氯–3–溴環(huán)戊烷(R,R)–1–氯–3–溴環(huán)戊烷(S,R)–1–氯–3–溴環(huán)戊烷(S,S)–1–氯–3–溴環(huán)戊烷練習(xí)：下面化合物有幾種立體異構(gòu)體，并用R,S命名解：有456以上四個(gè)分子中都無σ、i，有旋光性。以上四個(gè)分子中都無σ、i，有旋光性。57練習(xí)：判斷下列化合物之間的關(guān)系：與與與解：1.2.3.1.一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體2.同一化合物3.同一化合物練習(xí)：判斷下列化合物之間的關(guān)系：與與與解：1.2.3.1.58

費(fèi)歇爾是從十九世紀(jì)后半期到二十世紀(jì)初的有機(jī)化學(xué)家中留下豐功偉績的人。由師生關(guān)系聯(lián)系起來的德國化學(xué)家猶如群峰高聳，那就是李比希、凱庫勒、拜爾、費(fèi)歇爾等著名學(xué)者。

費(fèi)歇爾于1852年10月9日出生在萊茵地區(qū)科隆附近的奧伊爾斯金鎮(zhèn)，兄弟姐妹八人中排行最小，兩個(gè)哥哥早逝，成為獨(dú)子。父親是實(shí)業(yè)家。

1871年入波恩大學(xué)，凱庫勒是他的老師，1872年后轉(zhuǎn)學(xué)舒特拉斯堡，拜拜爾為師，畢業(yè)留校任助教。1875年拜爾因慕尼黑大學(xué)李比希去世而被聃去補(bǔ)職，費(fèi)歇爾乃轉(zhuǎn)到慕尼黑大學(xué)工作，1879年任副教授，1890年到艾爾蘭根大學(xué)任教授。先后在人物介紹：費(fèi)歇爾（EmilFischer，1852--1919，德國化學(xué)家）費(fèi)歇爾是從十九世紀(jì)后半期到二十世紀(jì)初的有機(jī)化59耶拿大學(xué)、維爾茨堡大學(xué)、海德爾堡大學(xué)、柏林大學(xué)擔(dān)任教授。享年66歲9個(gè)月。

費(fèi)歇爾在化學(xué)上的貢獻(xiàn)是杰出的，有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）純理論的研究，對(duì)學(xué)說的確立并不關(guān)心，而是專心致志地開辟新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。

（2）他的主要業(yè)績是把與生命有關(guān)的有機(jī)物質(zhì)作為研究對(duì)象，如嘌呤類的研究，糖類的研究，多肽的研究及縮酚酸的研究，因此，甚至被子人們稱為生物化學(xué)創(chuàng)始人。

（3）以他出類拔萃的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與堅(jiān)忍不拔的精神，在上述領(lǐng)域中獲得巨大的成果，獲得1902年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)金。本章結(jié)束耶拿大學(xué)、維爾茨堡大學(xué)、海德爾堡大學(xué)、柏林大學(xué)擔(dān)任教授。享年60有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry延安大學(xué)化工學(xué)院有機(jī)化學(xué)教研室有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry延安大學(xué)化工學(xué)院61有對(duì)映異構(gòu)體課件62異構(gòu)體分類：同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)：分子式相同，分子中原子相互連接的方式和次序不同。立體異構(gòu)：構(gòu)造式相同，分子中原子在空間的排列方式不同。碳鏈異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)互變異構(gòu)異構(gòu)體分類：同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)：分子式相同，分子中原子相互63環(huán)及雙鍵的存在不能使碳碳鍵旋轉(zhuǎn)造成的。碳碳鍵旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。分子有手性造成的。順反異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)順反異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)（旋光異構(gòu)）環(huán)及雙鍵的存在不能使碳碳鍵旋轉(zhuǎn)造成的。碳碳鍵旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。分子64一.手性與對(duì)映異構(gòu)(ChiralityandEnantiomerism)

CrystalsofSodiumAmmoniumTartrate葡萄酸鈉銨晶體早期發(fā)現(xiàn)1848年巴斯德什么是手性？一.手性與對(duì)映異構(gòu)(ChiralityandEnan65手性是指實(shí)物和鏡象不能疊合的一種性質(zhì)。實(shí)物和鏡象關(guān)系這種具有手性，實(shí)物和鏡象不能疊合而引起的異構(gòu)就是對(duì)映異構(gòu)。不能與其鏡像分子重疊的分子稱為手性分子，反之為非手性分子。實(shí)物和鏡象是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體。簡稱對(duì)映體。例：手性是指實(shí)物和鏡象不能疊合的一種性質(zhì)。實(shí)物和鏡象關(guān)系66對(duì)映體

鏡面一對(duì)對(duì)映體（互為鏡像）對(duì)映體鏡面一對(duì)對(duì)映體（互為鏡像）67結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：中間碳原子連的四個(gè)原子（基團(tuán)）不同，這個(gè)中間碳原子叫手性碳原子或不對(duì)稱碳原子。例：乳酸

在生物體內(nèi)，大量存在手性分子。如D–(+)–葡萄糖在動(dòng)物代謝中有營養(yǎng)價(jià)值，D–(-)–葡萄糖沒有。左旋氯霉素有抗菌作用，而其對(duì)映異構(gòu)體無療效。在藥物中，手性化合物占50%以上。一對(duì)對(duì)映體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：中間碳原子連的四個(gè)原子（基團(tuán)）不同，這例：乳酸68

一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體是兩種不同的化合物，它們的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)無差別，除了在生理活性上有差別外，另一顯著差別是對(duì)偏振光有不同的反映。一個(gè)可以把偏振光向左旋，另一個(gè)則把偏振光向右旋。

偏振光是檢驗(yàn)手性分子的一種最常用的方法。

什么是偏振光？向左旋向右旋又是怎么回事？這種性質(zhì)如何來測(cè)定？一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體是兩種不同的化合物，它們的化69二.偏振光及旋光性(Plane-PolarizedLightandRotation)1.偏振光

光是一種電磁波，電場(chǎng)或磁場(chǎng)的振動(dòng)方向與光前進(jìn)的方向垂直。自然光是一束在各個(gè)不同平面上，垂直于光前進(jìn)的方向上振動(dòng)的光。表示一束自然光朝著我們直射過來，光波在一切可能的平面上振動(dòng)。二.偏振光及旋光性(Plane-PolarizedLi70自然光尼可爾棱鏡偏光2.旋光性的測(cè)定偏振光:僅在一個(gè)平面內(nèi)振動(dòng)的光。

偏振光穿過手性物質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，也就是光會(huì)在一個(gè)不同的平面內(nèi)振動(dòng)。

對(duì)映體能使偏振光的振動(dòng)平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(向右旋)，這種對(duì)映體是右旋的，向左旋則為左旋的，分別用(+)和(–)表示。自然光尼可爾棱鏡偏光2.旋光性的測(cè)定偏振光:僅在一個(gè)平面7112自然光化合物分為兩類：一類是能使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)一定角度，即有旋光性。另一類則沒有旋光性。Dα20=+52.6（水）+：右旋–：左旋

由于對(duì)映體有這種光學(xué)活性，所以將對(duì)映體又稱為光學(xué)異構(gòu)體。例：葡萄糖的水溶液如何測(cè)定？12自然光化合物分為兩類：一類是能使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)一定角72旋光儀（ThePolarimeter）鈉光燈平面偏振光光平面旋轉(zhuǎn)起偏鏡樣品管檢偏鏡旋光儀（ThePolarimeter）鈉光燈平面偏振光73比旋光度：每100毫升含1克旋光物質(zhì)的溶液，在10厘米長的盛液管中測(cè)得的旋光度。α=100αCLC:樣品濃度。L：盛液管長度。±葡萄糖：外消旋體，通過分離可得左旋體和右旋體。是具有手性的分子，有對(duì)映異構(gòu)體，有旋光性。表示為：

比旋光度是對(duì)映體的一種物理性質(zhì)，在既定的溶液中隨所使用的溶劑、溫度和偏振光波長不同而變化。旋光度與比旋光度比旋光度：每100毫升含1克旋光物質(zhì)的溶液，在10厘米長的盛74三.分子的手性與對(duì)稱性(ChiralityandSymmetryofMolecule)

分子與其鏡象是否能互相疊合決定于分子本身的對(duì)稱性。即分子的手性與分子的對(duì)稱性有關(guān)。常稱之為對(duì)稱因素。對(duì)稱因素：對(duì)稱面、對(duì)稱中心、對(duì)稱軸。1.對(duì)稱面（σ）

定義：

若有一個(gè)平面，能將分子切成兩部分，一部分正好是另一部分的鏡象，這個(gè)平面就是這個(gè)分子的對(duì)稱面。三.分子的手性與對(duì)稱性分子與其鏡象是否能互相75有兩個(gè)對(duì)稱面：可看出H-C-H平面上下翻轉(zhuǎn)180度，實(shí)物和鏡象重疊。它們是一種化合物。有兩個(gè)對(duì)稱面：可看出H-C-H平面上下翻轉(zhuǎn)18076對(duì)稱面

該分子的對(duì)稱面即分子平面對(duì)稱面該分子的對(duì)稱面即分子平面77有對(duì)映異構(gòu)體課件78苯或環(huán)己烷分子有多少個(gè)對(duì)稱面？苯或環(huán)己烷分子有多少個(gè)對(duì)稱面？79分子中有一個(gè)對(duì)稱面。

三元環(huán)所在平面左右翻轉(zhuǎn)180度，實(shí)物和鏡象重疊。分子中有一個(gè)對(duì)稱面。三元環(huán)所在平面左右翻轉(zhuǎn)180度，實(shí)80結(jié)論：有對(duì)稱面的分子，實(shí)物和鏡象能重疊，無手性，無對(duì)映異構(gòu)體，無旋光性。例：1個(gè)σ2個(gè)σ無數(shù)個(gè)σ上述四個(gè)分子都無手性1個(gè)σ結(jié)論：有對(duì)稱面的分子，實(shí)物和鏡象能重疊，無手性，例：1個(gè)σ2812.對(duì)稱中心(i)定義：分子中有一點(diǎn)P點(diǎn)，以分子任何一點(diǎn)與其連線，都能在延長線上找到自己的鏡象，則P點(diǎn)為該分子的對(duì)稱中心。2.對(duì)稱中心(i)定義：分子中有一點(diǎn)P點(diǎn)，以分子任82例：有對(duì)稱中心鏡象和實(shí)物能重疊，無手性結(jié)論：有對(duì)稱中心的分子，實(shí)物和鏡象能重疊，無手性，無對(duì)映異構(gòu)體，無旋光性。例：環(huán)丁烷P鏡象和實(shí)物能重疊，無手性。有對(duì)稱中心例：有對(duì)稱中心鏡象和實(shí)物能重疊，無手性結(jié)論：有對(duì)稱中心的分子833.對(duì)稱軸定義:

穿過分子畫一直線,以它為軸旋轉(zhuǎn)一定角度后,可以獲得于原來分子相同的構(gòu)型,這一直線叫對(duì)稱軸。C4C4()C3C23.對(duì)稱軸定義:穿過分子畫一直線,以它為軸旋轉(zhuǎn)一定角度后84C2鏡象和實(shí)物不能重疊，用旋光儀測(cè)定，一個(gè)是左旋，另一個(gè)則是右旋，是兩種化合物。結(jié)論：對(duì)稱軸不能作為分子有無手性的判據(jù)。C2鏡象和實(shí)物不能重疊，用旋光儀測(cè)定，一個(gè)是左旋，另一個(gè)則是85結(jié)論：判斷一個(gè)分子有無手性，一般只要判斷這個(gè)分子有沒有對(duì)稱面、對(duì)稱中心，若既沒有對(duì)稱面又沒有對(duì)稱中心，那么這個(gè)分子有手性，有對(duì)映異構(gòu)體，有旋光性；若分子中有對(duì)稱面或者有對(duì)稱中心，則這個(gè)分子無手性。例：分子中既沒有對(duì)稱面又沒有對(duì)稱中心，有手性。對(duì)映異構(gòu)體為：即：分子中無σ也無i，有手性。有σ或有i，無手性。結(jié)論：判斷一個(gè)分子有無手性，一般只要判斷這個(gè)分子例：分子中既86

有σ，無手性無σ，無i有手性無σ，無i有手性有i，無手性有σ，無手性無σ，無i有手性無σ，無i有手性有87四.含一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物(CompoundwithOneAsymmetryCarbon)含有一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物有兩個(gè)互為鏡象的對(duì)映體。兩個(gè)對(duì)映體都有手性。例：乳酸一對(duì)對(duì)映體四.含一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物含有一個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物881.對(duì)映異構(gòu)體的命名①.次序規(guī)則A.游離價(jià)所在原子，按原子序數(shù)排列，原子序數(shù)大為較優(yōu)基團(tuán)，同位素原子按原子量排列，原子量大為較優(yōu)基團(tuán)。例：B.若游離價(jià)所連的四個(gè)原子比較不出來，次序無法確定則要外推。例：

較優(yōu)基團(tuán)1.對(duì)映異構(gòu)體的命名①.次序規(guī)則A.游離價(jià)所在原子，按原89較優(yōu)基團(tuán)較優(yōu)基團(tuán)C.若游離價(jià)所連碳上連有雙鍵或叁鍵時(shí)，將雙鍵或叁鍵當(dāng)作單鍵。較優(yōu)基團(tuán)第一較優(yōu)第二較優(yōu)第三較優(yōu)較優(yōu)基團(tuán)較優(yōu)基團(tuán)C.若游離價(jià)所連碳上連有雙鍵或叁鍵時(shí)，將雙90較優(yōu)基團(tuán)②.R、S命名A.按次序規(guī)則將abcd排列。IUPAC規(guī)定對(duì)映異構(gòu)體用R、S命名。B.找出最小，放在對(duì)面，將其它三個(gè)原子基團(tuán)排序，從較優(yōu)基團(tuán)到不較優(yōu)基團(tuán)，若是順時(shí)針則為R,若是反時(shí)針則為S。*Cabcd較優(yōu)基團(tuán)②.R、S命名A.按次序規(guī)則將abcd排列91SpecificationofConfiguration構(gòu)型的標(biāo)定

SpecificationofConfiguration92有對(duì)映異構(gòu)體課件93S–(+)–乳酸（R）對(duì)映異構(gòu)體：(S)–2–丁醇(R)–2–丁醇注意:R、S與右旋、左旋沒有一定關(guān)系。S–(+)–乳酸（R）對(duì)映異構(gòu)體：(S)–2–丁醇(R)–294(S)–3–丁烯–2–醇(S)–2–羥基苯乙酸2.對(duì)映異構(gòu)體的表示方法常有兩種表示方法透視式費(fèi)歇爾投影式（Fischer）①.費(fèi)歇爾（Fischer）投影式給定一個(gè)化合物的構(gòu)造式，怎么寫出費(fèi)歇投影式？(S)–3–丁烯–2–醇(S)–2–羥基苯乙酸2.對(duì)映異構(gòu)95Fischer投影式分子模型的四面體構(gòu)型投影在紙面上。Fischer式Fischer投影式分子模型的四面體構(gòu)型投影在紙面上。Fis96規(guī)定：一般將碳鏈放在豎直方向，將碳鏈中編號(hào)為1的放在豎線上方；手性碳在紙面上，豎線在紙面下，橫線在紙面上方。例：的對(duì)映異構(gòu)用費(fèi)歇投影式寫出規(guī)定：一般將碳鏈放在豎直方向，將碳鏈中編號(hào)為1的例：的對(duì)映異97Fischer投影式能不能在紙面上隨便轉(zhuǎn)動(dòng)、翻動(dòng)呢？不能離開紙面翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)可在紙面上轉(zhuǎn)180轉(zhuǎn)或不能在紙面上轉(zhuǎn)90或270

Fischer投影式能不能在紙面上隨便轉(zhuǎn)動(dòng)、翻動(dòng)呢？不能離開98Fischer投影式規(guī)則：①.不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。②.不能在紙面上轉(zhuǎn)90或270。③.可在紙面上轉(zhuǎn)180，或在紙面上平移。將Fischer投影式中任意兩個(gè)原子或原子團(tuán)對(duì)調(diào)，則由R轉(zhuǎn)為S；將Fischer投影式中三個(gè)原子或原子團(tuán)按一定方向依次輪換位置，化合物構(gòu)型不變。Fischer投影式規(guī)則：①.不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。②.不能在99②.D、L命名

D—甘油醛L—甘油醛在Fischer投影式中，以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，人為規(guī)定羥基寫在右的為D型，羥基寫在左的為L型。②.D、L命名D—甘油醛L—甘油醛在Fischer投影100若有幾個(gè)不對(duì)稱碳原子，在Fischer投影式中以標(biāo)號(hào)高的手性碳確定D、L。例：D、L與旋光方向無關(guān)，是人為規(guī)定的。對(duì)于*CFClBrI很難命名。所以D、L已被R、S代替，只有在糖類和氨基酸中用。若有幾個(gè)不對(duì)稱碳原子，在Fischer投影式中以標(biāo)號(hào)高的例：1013.對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)和外消旋體通常對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都相同，差別就是旋光方向不同。20(–)–乳酸m.p53℃[α]D

–3.82pKa3.97例：(+)–乳酸m.p53℃[α]D

+3.82pKa3.9720但在特殊條件下，對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)有差別，即在手性條件下（手性試劑、手性溶劑、手性催化劑存在下）左旋、右旋的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)相差特別大。等量右旋體和左旋體的混合物構(gòu)成外消旋體（±）3.對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)和外消旋體通常對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)和化102外消旋體同左旋體或右旋體的物理性質(zhì)有差別，但化學(xué)性質(zhì)相同。(±)–乳酸m.p18℃(+)–乳酸m.p53℃(–)–乳酸m.p53℃例：比較左旋乳酸和右旋乳酸下列各項(xiàng)的異同1.bp2.mp3.d4.[α]D

5.n6.Sol7.構(gòu)型20不同不同外消旋體同左旋體或右旋體的物理性質(zhì)有差別，但化學(xué)性質(zhì)相同。(103五.含幾個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物(CompoundwithMoreThanOneAsymmetryCarbon)1.含兩個(gè)不相同的不對(duì)稱碳原子的化合物可以平移、轉(zhuǎn)動(dòng)180°，看有沒有重疊的？有幾個(gè)對(duì)映異構(gòu)體？例：五.含幾個(gè)不對(duì)稱碳原子的化合物1.含兩個(gè)不相同的不對(duì)稱碳104例：總結(jié)：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）一對(duì)對(duì)映體

一對(duì)對(duì)映體

例：總結(jié)：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）一105注意:（Ⅰ）與（Ⅱ）、（Ⅲ）與（Ⅳ）等摩爾混合構(gòu)成外消旋體。（Ⅰ）與（Ⅲ）、（Ⅰ）與（Ⅳ）、（Ⅱ）與（Ⅲ）、（Ⅱ）與（Ⅳ）分別是一對(duì)非對(duì)映異構(gòu)體。非對(duì)映異構(gòu)體——不成鏡象關(guān)系的對(duì)映異構(gòu)體。2.含有兩個(gè)以上的不相同的不對(duì)稱碳原子的化合物不相同的不對(duì)稱碳原子數(shù)對(duì)映異構(gòu)體數(shù)外消旋體數(shù)1212423844168n2n2n-1注意:（Ⅰ）與（Ⅱ）、（Ⅲ）與（Ⅳ）等摩爾混合構(gòu)成外消旋體。1063.含有兩個(gè)相同的不對(duì)稱碳原子的化合物例：酒石酸有對(duì)稱面，無對(duì)映異構(gòu)體，無旋光性內(nèi)消旋體。分子內(nèi)含有平面對(duì)稱性因素的沒有旋光性的立體異構(gòu)體稱為內(nèi)消旋體。(meso)≡3.含有兩個(gè)相同的不對(duì)稱碳原子的化合物例：酒石酸有對(duì)稱面，107注意：雖然Fischer投影式是一種重疊式構(gòu)象，σ鍵一旋轉(zhuǎn)對(duì)稱面就消失，就產(chǎn)生對(duì)映異構(gòu)體，但由于σ鍵旋轉(zhuǎn)，構(gòu)象引起的對(duì)映異構(gòu)體總是成對(duì)出現(xiàn)，因此，只要找出一個(gè)構(gòu)象有對(duì)稱面或有對(duì)稱中心，可考慮它無手性。

所以酒石酸有3種立體異構(gòu)體。

mp[]D(水)溶解度(g/100ml)pKa1pKa(+)-酒石酸170oc+12.01392.984.23(-)-酒石酸170oc-12.01392.984.23()-酒石酸(dl)206oc020.62.964.24meso-酒石酸140oc01253.114.80酒石酸性質(zhì)分析：注意：雖然Fischer投影式是一種重疊式構(gòu)象，σ鍵一旋轉(zhuǎn)對(duì)1084.三羥基戊二酸3號(hào)碳有無手性要具體分析三羥基戊二酸有四種立體異構(gòu)體3號(hào)碳無手性3號(hào)碳無手性3號(hào)碳有手性3號(hào)碳有手性(2R,4R)(2S,4S)(2R,3r,4S)(2R,3s,4S)☆☆假不對(duì)稱碳原子☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆4.三羥基戊二酸3號(hào)碳有無手性要具體分析三羥基戊二109假不對(duì)稱碳原子：一個(gè)碳原子（A）若和兩個(gè)相同取代的不對(duì)稱碳原子相連而且當(dāng)這兩個(gè)取代基構(gòu)型相同時(shí)。該碳原子為對(duì)稱碳原子，而若這兩個(gè)取代基構(gòu)型不同時(shí)，則該碳原子為不對(duì)稱碳原子，則（A）為