基础有机化学：第6章 立体化学

1、第六章第六章 立体化学立体化学(一一) 异构体的分类异构体的分类(二二) 手性和对称性手性和对称性 (三三) 手性分子的性质（自学）手性分子的性质（自学）(四四) 具有一个手性中心的对映异构具有一个手性中心的对映异构(九九)脂环化合物的立体异构脂环化合物的立体异构 本章重点：本章重点： 手性、手性分子与手性碳、旋光度与比旋光度、对映体与非对映体、内消旋体、外消旋体等的概念； 对称因素与分子的手性间的关系； Fischer投影式的写法、R/S标记法； 分子的结构就包括分子的构造、构型和构象。 构象异构同分异构构型异构顺反异构对映异构立体异构构造异构碳架异构官能团异构位置异构互变异构(一) 异构体

2、的分类 (二) 手性和对称性 (1) 分子的手性 对映异构 异构体 (2) 对称因素 (1) 分子的手性 对映异构 异构体 手性像左右手一样，实物与其镜象不能叠合的性质。 (动画)左旋乳酸，由蔗糖发酵得到右旋乳酸，由肌肉运动产生实物镜子镜象CHOHCOOHH3CCHCOOHCH3HO 手性碳原子与四个不同的原子或原子团相连的碳原子，用“ * ”号标出。例如： CH3-CH-COOHOHCH3-CH-CH-CH3OHCH3CH3-CH-CH2-CH3Br*CH3H3C无对称面CCHH3CHCH3对称面对称面H3CCH3HHOCOHCOOHHHCHHHCl三个二个一个多个对称面的对称操作是反映（即

3、照镜子）。 (2) 对称因素对称因素 ( (甲甲) )对称面（对称面（）：）： (乙乙) 对称中心（对称中心（i） 对称中心的对称操作是反演。CH3H3CCOOHCH3CH3COOHHHHHii对称因素与分子的手性对称因素与分子的手性 在绝大多数情况下，分子中没有对称面在绝大多数情况下，分子中没有对称面和对称中心，分子就会有手性。和对称中心，分子就会有手性。 (四) 具有一个手性中心的对映异构 (1) 对映体 和外消旋体的性质(2) 构型表示方法 (3)构型的标记法(二) 具有一个手性中心的对映异构 (1)对映体对映体 凡是手性分子，必定有一个与之不能完全叠合的镜象。互为实物与镜象的两个构型异

4、构体称为对映体对映体。 例如，乳酸是手性分子，就有一对对映体存在： 实物镜子镜象CHOHCOOHH3CCHCOOHCH3HOCCH3BrCH3CH2HCCH3BrCH2CH3H实物镜子镜象2-溴丁烷也是手性分子，也有一对对映体存在： 一般情况下，除旋光方向外，一对对映体的理化性质基本相同。 在手性环境中，一对对映体表现出不同的性质。 手性环境偏振光、手性溶剂、手性试剂等。 (2) 构型表示方法构型表示方法 Fischer投影式的写法： 碳链竖置，且编号小者置于上端； 上下朝里，左右朝外；例如： 透视式：直观，但书写麻烦，不适用于复杂化合物Fischer投影式：使用方便，适用于简单和复杂化合物两

5、种方法CHOHCOOHH3C透视式投影式FischerCH3COOHOHHCCOOHCH3OHH观察COOHCH3OHH注意事项：注意事项： Fischer投影式只能在纸面上平移或旋转180，但不能旋转90或270,也不能将其脱离纸面翻身，否则构型翻转。如： 构型不变(b)(b)CH3COOHHHOCH3COOHOHH。180构型改变(b)CH3COOHOHHCH3COOHOHH与 不同(b)（）90。构型改变(b)（）CH3OHHHOOCCH3COOHOHH与 不同(b)270。构型改变(b)(b)CH3COOHHHO与 不同(b)CH3COOHOHH脱离纸面旋转CH3COOHHHO与 不同

6、(b)CH3COOHOHH脱离纸面旋转。180。180(动画1)(动画2)(动画4)(动画3) 将手性碳上的四个基团中的任意三个轮转（顺时针或反时针），构型不变； 将手性碳上的四个基团中的任意两个对调，构型改变：CH3COOHOHHCOOHHCH3OHHOHH3CHOOC=(S)(S)(S)(R)(S)OHHCOOHCH3CH3COOHOHH(S)HOOCHOHCH3CH3COOH构型改变HCOOH构型改变(动画5)(动画6)(三) 构型和命名法 (1) D/L构型标记法 (2) R/S构型标记法 (三) 构型和命名法 (1) D/L构型标记法构型标记法DL标记法是以甘油醛的构型为标准来进行的

7、。DL构型是相对构型。 甘油醛CHOCH2OHOHH(+)-CHOCH2OHHHO甘油醛(-)-D-型L-型标准：CH2OHOHHCOOHOHHCOOHCH3HCOOHCH3H2NHCOOHH2NCH2OHL丝氨酸L丙氨酸D甘油酸D乳酸(2) R/S构型标记法构型标记法 R拉丁字Rectus（右）； S 拉丁字Sinister（左）。R/S标记法是根据手性碳原子上所连的四个原子或原子团在空间的排列方式来标记的。R/S构型是绝对构型。用R/S标记构型的步骤为： 按照大小次序规则，确定大小次序； 将最小的原子或原子团置于距观察者最远处； 观察其余三个原子或原子团由大到小的排列方式。 顺时针顺时针

8、R； 逆时针逆时针 S。 (动画)(动画)和(a)(b)CHCOOHCH3HOCHOHCOOHH3C例1： 的构型标记。 根据次序规则：OHCOOHCH3H (a)(b)CHCOOHCH3HOCHOHCOOHH3C观察观察OHCOOHCH3OHCOOHCH3 顺时针方向为逆时针方向为R型S型例2CHCOOH观察ClBrCOOHBrCl 顺时针方向为R型：为逆时针方向S型CH观察ClCl：例3CH3CH2OHCH2OHCH3 顺时针方向为R型CH：例CH2OHCH2OH4CHOOHOHCHO观察RS标记法也可直接应用于标记法也可直接应用于Fischer投影式：投影式： CH2OHOHHCHORCH3HCOOHOHRSHOHCH3HCOOHHOSOHCOOHCH3CHOOHCHOCH2OHCH2OH乳酸甘油醛乳酸甘油醛CH3CH2CH3CH2OHHSCH2OHCH2CH3CH3HOCOOHC6H5OHCHCH2CH3CH3CHCH2OHHSHOHCOOHC6H5S(2) 对映异构对映异构 例1：1,2-环丙烷二甲酸的对映异构 对映体反式反式HHCOOHHHHOOCCOOHHOOC( )I I( )I I I顺式HHCOOH( )IHOOC内消旋体注注 意意：RS标记法与标记法与DL标记法的依据不同。标记法的依据不同。 RS法依据与C相连的四个