有机化学第八章对映异构(2)

1、1l 手性碳和手性分子手性碳和手性分子1. 下列说法正确的是：下列说法正确的是：A. 手性分子没对称面手性分子没对称面;B. 手性分子必定存在对映体手性分子必定存在对映体;C. 手性分子与镜像不能重合手性分子与镜像不能重合;D. 具有手性碳原子的分子必定是手性分子具有手性碳原子的分子必定是手性分子;E. 含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子;F. 一个手性碳原子可以有两种构型一个手性碳原子可以有两种构型.2l 一个手性碳原子化合物的对映异构现象一个手性碳原子化合物的对映异构现象3l Fischer投影式投影式2. Fischer投影式在平面上旋转投影式在

2、平面上旋转180，构型构型 ；旋转；旋转90，构型构型 。取代基交换奇数次，构型。取代基交换奇数次，构型 ；交；交换偶数次，构型换偶数次，构型 。保持保持改变改变改变改变不变不变CCOOHHCH3HOCCOOHHCH3OH(+)HOCOOHHCH3HCOOHOHCH3(-)4l Fischer投影式使用规则投影式使用规则FFischer投影式只能在纸面上旋转投影式只能在纸面上旋转1800，不能旋转，不能旋转900或或2700。COOHCH3OHH180oCH3COOHHHO90oCOOHH3COHHCOOHCH3OHHHOHCOOHH3CCH3COOHHHO5l Fischer投影式使用规则投

3、影式使用规则FFischer投影式不能离开纸面进行翻转。投影式不能离开纸面进行翻转。COOHCH3OHH翻转180oCOOHCH3HHOCOOHCH3OHHCOOHCH3HHO6l Fischer投影式使用规则投影式使用规则F将手性碳原子上的一个取代基保持不变，另外三个基团按顺将手性碳原子上的一个取代基保持不变，另外三个基团按顺时针或逆时针方向旋转时，分子的构型不变。时针或逆时针方向旋转时，分子的构型不变。COOHOHCH3HCOOHHOHH3CCOOHCH3HHOCOOHCH3HHOCOOHHOHH3CCOOHOHCH3H7l Fischer投影式使用规则投影式使用规则FFischer投影式

4、中的手性碳原子上所连原子或基团，可以两投影式中的手性碳原子上所连原子或基团，可以两-两两交换偶数次，但不能交换奇数次。否则，构型变为其对映体。交换偶数次，但不能交换奇数次。否则，构型变为其对映体。COOHCH3HHO2次CH3COOHOHH1次COOHCH3OHHCOOHCH3OHHCOOHCH3HHOCH3COOHOHH8三、构型的命名法三、构型的命名法 思考：思考：旋光性与取代基团的空间排列旋光性与取代基团的空间排列( 绝对构型绝对构型 )之间有无相之间有无相关性？关性？一个特定的对映体的旋光和结构之间不存在直接的关系一个特定的对映体的旋光和结构之间不存在直接的关系CCOOHCH3HOH(

5、-)-乳酸乳酸 D 3.82 25CCOOHCH3HOH()-乳酸钠乳酸钠 D 13.5 25Na9三、构型的命名法三、构型的命名法 人为规定人为规定甘油醛甘油醛为标准为标准CHOHOHCH2OHCHOHOHCH2OHD-(+)-甘油醛甘油醛L-(-)-甘油醛甘油醛()()DL1. D-L命名法命名法D、L是一种是一种相对相对构型，构型，不表示旋光性不表示旋光性，旋光性，旋光性用（），（）用（），（）101. D-L命名法命名法CHOHOHCH2OHOCOOHHOHCH2OHNaNO2COOHHOHCH2NH2HNO3HBrCOOHHOHCH2BrD-(+)-甘油醛甘油醛D-(-)-甘油酸甘油

6、酸D-(+)-异丝氨酸异丝氨酸D-(-)-3-溴溴-2-羟基丙酸羟基丙酸三、构型的命名法三、构型的命名法 其它旋光物：其它旋光物：联系法或对照法联系法或对照法相对构型相对构型 局限性局限性RHYR针对分子中含一针对分子中含一个手性碳的构型个手性碳的构型 注意：注意：D、L是一种相对构型，不表示旋光性是一种相对构型，不表示旋光性11三、构型的命名法三、构型的命名法2. R-S命名法（命名法（）绝对构型绝对构型英戈尔德英戈尔德 Christopher Ingold (18931970) 英国有机化学家英国有机化学家普雷洛格普雷洛格V. Prelog(1906-1998)瑞士苏黎世高等工学院教授瑞士

7、苏黎世高等工学院教授1975年获年获Nobel化学奖化学奖凯恩凯恩Robert S. Cahn(1899-1981) 英国伦敦皇家化学所成员英国伦敦皇家化学所成员Rectus：右：右 Sinister：左：左12云杉中的云杉中的 S-苧烯苧烯 有橙香的有橙香的R-苧烯苧烯 三、构型的命名法三、构型的命名法2. R-S命名法（命名法（）绝对构型绝对构型132. R-S命名法（命名法（）(1) 构型的标定方法构型的标定方法(Specification of Configuration)将将C*上原子或原子团设为上原子或原子团设为a, b, c, d，且，且ab c d（优先次序），最小基团（优先次

8、序），最小基团 d 放离眼睛最远处放离眼睛最远处绝对构型绝对构型CHOHCOOHCH3OHOH142. R-S命名法（命名法（）(1) 构型的标定方法构型的标定方法(Specification of Configuration)按按“最优先最优先 第二优先第二优先 次后次后”对基团排序，顺时针对基团排序，顺时针排列者为排列者为 R 型；逆时针排列者则为型；逆时针排列者则为 S 构型。构型。 152. R-S命名法命名法（）(2) 次序规则次序规则原子序数大的为原子序数大的为“较优较优”基团；基团；I Br Cl S P F O N C D H 第一原子相同，按原子序数比较第二原子；第一原子相同

9、，按原子序数比较第二原子；OH NH2 CH2CH3 CH3对于基团含有重键的，把它看成两个或三个相同的原子对于基团含有重键的，把它看成两个或三个相同的原子;CH2CH2CH3 C（C、H、H、） C（C、C、H）CHCH3CH3CH2ClCHF2C（Cl、H、H） C（F、F、H）苯基、醛基、氰基等的排序苯基、醛基、氰基等的排序 CHCCH(C)(C)C OHCH(O)O(C)C NC(N)(N)N(C)(C)171. 判断叔丁基、异丁基、正丁基、异丙基、判断叔丁基、异丁基、正丁基、异丙基、正丙基、乙基和甲基的大小顺序正丙基、乙基和甲基的大小顺序？QuestionQuestionCCH3CH

10、3CH3CHCH3CH3CHCH3CH3CH2CH3CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH3CH2CH32. 判断苯基和乙炔基的相对大小？判断苯基和乙炔基的相对大小？- -C6H5 - -CCH2. R-S命名法命名法（）(2) 次序规则次序规则182. R-S命名法命名法（）(2) 次序规则次序规则-COOH -CONH2 -COR -CHO -CR2OH -CHROH -CH2OH -CN -C6H5 -CCH -CHR2 ( R -CH3 ) -CHCH2 -CH2R -CH3 D H 未共用电子对未共用电子对-I -Br -Cl -SO3H -SH -F -OCOR -OR53 35

11、 17 16 9 8 -OH -NO2 -NR2 -NHCOR -NHR -NH27 -CCl3 -CHCl2 -COCl -CH2Cl -COOR 61192. R-S命名法命名法（）(3) 确定确定R-S构型构型ICBrClFICClBrFRSRCHClCH3SO3HCHHOH2CClCH(CH3)2RR202. R-S命名法命名法（）(3) 确定确定R-S构型构型左右手法则左右手法则距最小基团最远处看距最小基团最远处看21(4) 构型的快捷标定法构型的快捷标定法从从Fischer投影式判断：投影式判断： “横变竖不变横变竖不变” 最小基团最小基团在在竖向竖向，其它三个基团，其它三个基团顺

12、时针顺时针排，为排，为R型型(不变不变)，逆时针逆时针排，为排，为S型型(不变不变)；在；在横向横向，三个基团，三个基团顺时针顺时针排，为排，为S型型(变变)，逆时针逆时针排，为排，为R型型(变变)。2. R-S命名法命名法（）22(4) 构型的快捷标定法构型的快捷标定法2. R-S命名法命名法（）(右旋右旋): S-(+)-乳酸乳酸(左旋左旋): R-(-)-乳酸乳酸对映体构型相反对映体构型相反对映体对映体23(4) 构型的快捷标定法构型的快捷标定法2. R-S命名法命名法（）试判断下列试判断下列Fischer投影式中与投影式中与(s)-2-甲基丁酸甲基丁酸成对映关系的有哪几个？成对映关系的

13、有哪几个？CHCOOHCH3CH2H3CH3CC2H5HCOOHC2H5COOHHCH3HC2H5A B CH3CHCOOHC2H5HCH3COOHHCH3H3CHC2H5COOHHCH3D E F G HCOOHCH3 C2H5 COOHC2H5C2H5COOHsQuestionQuestion24(5) 特点特点2. R-S命名法命名法（） R-S和和D-L及物质旋光性及物质旋光性()和和()三者三者没没有任何必然的联系。有任何必然的联系。 (R)-2-溴丁烷溴丁烷CCH3HOHPhCHOCH3PhH(R)-1-苯基乙醇苯基乙醇(S)-1-苯基乙醇苯基乙醇BrHC2H5CH3 命名时将手性

14、碳原子的位次连同构型写在括号里。命名时将手性碳原子的位次连同构型写在括号里。25(5) 特点特点2. R-S命名法命名法（）(2S, 3R) - 2, 3 - 戊二醇戊二醇268.4 含有两个手性碳原子化合物的对映异构现象含有两个手性碳原子化合物的对映异构现象 一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体2nn个个C*16D-D+ D-D+D-D+D-D+D+D- D+D-D+D-D+D-四个四个C*8C- C+ C- C+C+ C- C+ C-三个三个C*4B- B+B+ B-两个两个C*2A-A+一个一个C*n个不同的手性碳原子个不同的手性碳原子 2

15、n个旋光异构体个旋光异构体2n1对对映体对对映体27一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体(2S,3R)(2R,3S)(2R,3R)(2S,3S)1. 非对映体（非对映体（Diastereomers）p 非对映体中各手性碳所连接的四个基团相同。非对映体中各手性碳所连接的四个基团相同。CCCH3CH3OHHClHCCCH3CH3HOHHClCCCH3CH3HOHClHCCCH3CH3OHHHClenantiomersenantiomers*IIIIIIIVp 非对映体：非对映体：不呈镜像关系的旋光异构体不呈镜像关系的旋光异构体; p 具有不同的旋光能

16、力，不同的物理性质和不同的化学性质具有不同的旋光能力，不同的物理性质和不同的化学性质;28一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体2. 差向异构体差向异构体(2S,3R)(2R,3S)(2R,3R)(2S,3S)对映体对映体对映体对映体非对映体非对映体非对映体非对映体非对映体非对映体非对映体非对映体凡含有两个或两个以上不相同的手性碳原子的构型异构凡含有两个或两个以上不相同的手性碳原子的构型异构体，其中体，其中只有一个手性碳原子构型相反只有一个手性碳原子构型相反，其它手性碳原，其它手性碳原子的构型相同，叫差向异构体。子的构型相同，叫差向异构体。C2C3

17、C3C229一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体2. 差向异构体差向异构体( )阿拉伯糖阿拉伯糖( )耒苏糖耒苏糖( )木糖木糖CH2OHOHHOHHHOHCHOCH2OHHHOHHOHOHCHO(i)(ii)CH2OHOHHOHHHOHCHOCH2OHHHOHHOHOHCHO(iii)(iv)( )核糖核糖CH2OHOHHHHOHOHCHOCH2OHHHOOHHHOHCHO(v)(vi)CH2OHOHHHHOHOHCHOCH2OHHHOOHHHOHCHO(vii)(viii)(i)和和(iii),(ii)和和(iv)是是 C2差向差向异构体。异

18、构体。(i)和和(vii),(ii)和和(viii)是是C3差向差向异构体。异构体。(i)和和(vi),(ii)和和(v)是是C4差向异差向异构体。构体。30一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体(2R, 3R)(2S, 3S)(2S, 3R)(2R, 3S)3. 苏型、赤型（自学）苏型、赤型（自学）赤型：赤型：相同原子或基团在碳链同侧相同原子或基团在碳链同侧苏型：苏型：相同原子或基团在碳链异侧相同原子或基团在碳链异侧31一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体一、含两个不同手性碳原子的化合物及非对映体4. 小结小结32二、含两个相同手性碳原子的化合物及内消旋体二、含两个相同手性碳原子的化合物及内消旋体2,3-二氯丁烷的异构体二氯丁烷的异构体CCCH3CH3ClHClHCCCH3CH3HClHClCCCH3CH3HClClHCCCH3CH3ClHHClenantiomersmeso1. 内消旋体内消旋体分子内含有对称因素的没有旋光性的立体异构体分子内含有对称因素的没有旋光性的立体异构体(meso)。内消旋