第3章对映异构

1、第三章第三章 对映异构对映异构1 偏振光和旋光活性偏振光和旋光活性2 对映异构现象对映异构现象3 对映异构体的标记对映异构体的标记4 非对映异构体、内消非对映异构体、内消 旋体和外消旋体旋体和外消旋体1 偏振光（偏振光（了解普通光和偏振光的区别了解普通光和偏振光的区别） 光具的波粒二象性，根据研究问题时，光具的波粒二象性，根据研究问题时，光产生影响的主要矛盾方面不同，表现出不光产生影响的主要矛盾方面不同，表现出不同的性质。在研究物质分子的对映异构时，同的性质。在研究物质分子的对映异构时，将光看成是将光看成是电磁波电磁波，光源就是电场和磁场的，光源就是电场和磁场的振动源，光波沿振动方向垂直的方向

2、传递，振动源，光波沿振动方向垂直的方向传递，因此光波是一种因此光波是一种横波横波。第一节第一节 物质的旋光性物质的旋光性每一个磁场振动（产生磁波）都有一个与之对应的，每一个磁场振动（产生磁波）都有一个与之对应的，且相互垂直的电场振动，产生一电波。（未画出）且相互垂直的电场振动，产生一电波。（未画出）H光传递方向光传递方向磁场振动方向磁场振动方向普通光：普通光：磁场磁场(或电场或电场)的振动，可在以传递方向为轴的振动，可在以传递方向为轴的旋转的旋转360o的任一方向。一般光源发出的光就是如此。的任一方向。一般光源发出的光就是如此。偏振光：偏振光：Nicol棱镜（晶）：能使普通光变成偏振光。棱镜（

3、晶）：能使普通光变成偏振光。Nicol电场或磁场只在一个方向上振动的光，叫平电场或磁场只在一个方向上振动的光，叫平面偏振光，简称面偏振光，简称偏振光偏振光普通光普通光普通光普通光光源光源棱镜棱镜偏振光偏振光偏振光偏振光目前还几乎没有可直接发偏振光的光源。目前还几乎没有可直接发偏振光的光源。如何检测偏振光呢？如何检测偏振光呢？NicolNicol只在一个方只在一个方向是明亮视向是明亮视场场在任何一个在任何一个方向上都是方向上都是明亮视场明亮视场2 物质的旋光性物质的旋光性偏振光盛液管振动平面不变不不旋旋光光性性物物质质盛盛液液管管旋光性物质如：葡萄糖旋光性物质如：葡萄糖能使偏振光的振动平面发生旋

4、转的物质，称能使偏振光的振动平面发生旋转的物质，称旋光性旋光性物质，物质，否则称否则称不旋光性物质。不旋光性物质。旋光性物质能使偏振旋光性物质能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称光的振动平面发生旋转的性质称物质的旋光性物质的旋光性盛液管盛液管 起偏镜起偏镜光源光源平面发生旋转平面发生旋转 检偏镜检偏镜a aa a平面偏振光平面偏振光00000旋转旋转怎样测定物质的旋光性呢?读出的旋转角度读出的旋转角度-旋光度旋光度盛液管盛液管起偏镜起偏镜光源光源平面发生旋转平面发生旋转检偏镜检偏镜a aa a平面偏振光平面偏振光00000旋转旋转按顺时针方向旋转按顺时针方向旋转右旋右旋（+ +）右）右旋物质。

5、旋物质。按逆时针方向旋转按逆时针方向旋转左旋左旋（- -）左）左旋物质旋物质 从旋光仪上可直接读出旋光性物质从旋光仪上可直接读出旋光性物质的的旋光度，旋光度，“”的值和旋光方向。的值和旋光方向。根据物质的旋光方向，可将旋光性物质分根据物质的旋光方向，可将旋光性物质分为两类，左旋光性物质和右旋光性物质。为两类，左旋光性物质和右旋光性物质。左旋光性物质左旋光性物质右旋光性物质右旋光性物质不旋光性物质不旋光性物质旋光性物质旋光性物质物物质质盛液管盛液管左旋光性物质左旋光性物质右旋光性物质右旋光性物质盛液管不旋光性物质不旋光性物质测定测定旋光物质旋光度旋光物质旋光度值值的大小与的大小与盛液管长度盛液管

6、长度、溶溶液浓度液浓度、溶剂溶剂、温度温度及及光的波长光的波长有关。为了统一有关。为了统一交流定义了交流定义了比旋光度比旋光度。比旋光度比旋光度()在一定温度下，将每在一定温度下，将每1mL含含1g旋光物质的溶液，在旋光物质的溶液，在1dm长的盛液管中，光长的盛液管中，光源（钠光）波长源（钠光）波长()为为589nm时测得的旋光度。时测得的旋光度。计算公式为：计算公式为：L da= Dt. 旋光仪上测得的旋光度旋光仪上测得的旋光度 L 盛液管长度盛液管长度(dm) t 测定时温度测定时温度() d 溶液的浓度溶液的浓度(g/ml) D 光源波长，通常是钠光光源波长，通常是钠光D线，波长为线，波

7、长为589nm物质的比旋光度有大小和方向物质的比旋光度有大小和方向，右旋光性物质，右旋光性物质计为计为“+”，左旋光性物质计为，左旋光性物质计为“-”。如右旋葡。如右旋葡萄糖的比旋光度为：萄糖的比旋光度为：tD+53o（溶剂）（溶剂）左旋果糖的比旋光度为：左旋果糖的比旋光度为：tD-92（溶剂）（溶剂）问题：如果测得某物质的旋光度为右旋问题：如果测得某物质的旋光度为右旋58，怎样证明它不是左旋，怎样证明它不是左旋302呢？呢？58o302o151o29o浓度稀释一倍后浓度稀释一倍后答案：答案：L da= Dt.第二节第二节 对映异构现象对映异构现象（重点掌握）（重点掌握）1 对映异构体和手性对

8、映异构体和手性 同分异构现象是有机化学中的一种普遍现同分异构现象是有机化学中的一种普遍现象，对映异构现象是一种新的同分异构现象。象，对映异构现象是一种新的同分异构现象。为了清楚，归纳一下。为了清楚，归纳一下。对映异构体也是同分异构体之一对映异构体也是同分异构体之一同同分分异异构构现现象象构造构造异构异构立体立体异构异构 碳链异构碳链异构 位置异构位置异构 官能团异构官能团异构 互变异构互变异构 构型异构构型异构构象异构构象异构 几何异构几何异构 对映异构对映异构 实验事实：实验事实：CH3CHCOOHOH从肌肉中得到的肌肉乳酸+ 3.82。葡萄糖发酵得到的乳酸3.82。酸牛奶中得到的乳酸0。来

9、 源旋 光 性羟基丙酸 ( 乳酸 )同为乳酸，为什么会具有不同的光学性质呢？同为乳酸，为什么会具有不同的光学性质呢？对映异构的发现对映异构的发现 这种这种互为实物与镜像互为实物与镜像（对映）关系，但又不（对映）关系，但又不能叠合的异构现象称为：能叠合的异构现象称为：对映异构现象对映异构现象。 1、对映异构现象、对映异构现象象手一样，不能和自己的镜像叠合的性质，称象手一样，不能和自己的镜像叠合的性质，称为为手性手性。 1848年，法国化学家年，法国化学家Pasteur在显微镜发现酒石酸在显微镜发现酒石酸钠铵晶体有两种晶体。钠铵晶体有两种晶体。 象人的左、右手的关系一样。一个是左旋体，象人的左、右

10、手的关系一样。一个是左旋体，一个是右旋体，而且将它们分别溶于水后，还是一个是右旋体，而且将它们分别溶于水后，还是均有旋光性均有旋光性说明了什么呢？说明了什么呢？ 互为对映关系的分子，如果不能重叠，就是互为对映关系的分子，如果不能重叠，就是不同的物质，不同的物质，是异构体是异构体，互称：，互称：对映异构体对映异构体，简称对映体（简称对映体（enantiomer）。 结论：结论：其旋光性是由其分子决定的。其旋光性是由其分子决定的。不能和自己的镜像叠合的分子，称为手性分子不能和自己的镜像叠合的分子，称为手性分子物质的旋光性就与分子的手性密切相关物质的旋光性就与分子的手性密切相关有些分子之间互为镜像与

11、实物的关系，但是不能有些分子之间互为镜像与实物的关系，但是不能重迭。如乳酸：重迭。如乳酸：CH3C*H(OH)CO2H。HC*CH3OHCO2HHCH3CO2HOH互为实物与镜像关系，但不能重合，这种性质互为实物与镜像关系，但不能重合，这种性质称为手征性（象手样）或称为手征性（象手样）或手性手性（chirality），），具有手性的分子叫具有手性的分子叫手性分子手性分子。手性分子手性分子也就是也就是与其镜像不能重合的分子。这种分子与自己的与其镜像不能重合的分子。这种分子与自己的镜像分子互为对映异构体，简称对映体。镜像分子互为对映异构体，简称对映体。 手性分子是产生对映体的根本原因。凡手手性分子

12、是产生对映体的根本原因。凡手性分子一定不能和其镜像重叠，一定有对映异性分子一定不能和其镜像重叠，一定有对映异构体。因此，分子具有构体。因此，分子具有手性手性是产生对映异构的是产生对映异构的充分必要充分必要 条件。条件。B rFHC lC lHB rF镜面镜面手性碳原子手性碳原子:以四个单键和四个各不相同的原子或以四个单键和四个各不相同的原子或基团相连的碳原子。分子中只含基团相连的碳原子。分子中只含一个一个或或多个各不多个各不相同相同手性碳原子，这个分子就一定是手性分子。手性碳原子，这个分子就一定是手性分子。该分子就有对映异构体。该分子就有对映异构体。CH3CHCHCH2CH3ClOH*CHCH

13、CH2CH3OH*CH3CH2OH含两个不同的手性碳原子（一定是手性分子）含两个不同的手性碳原子（一定是手性分子）含两个相同的手性碳原子（含两个相同的手性碳原子（不一定是手性分子不一定是手性分子）手性碳原子的存在与否，即不是手性分子的充手性碳原子的存在与否，即不是手性分子的充分条件，也不是必要条件。分条件，也不是必要条件。什么分子才是手性什么分子才是手性分子呢？分子呢？CH3CCOOHHCH3CCOOHHHOH* 分析分析有旋光性的乳酸有旋光性的乳酸和和没有旋光性的丙酸没有旋光性的丙酸在结构上的差别：在结构上的差别：丙酸丙酸 乳酸乳酸 乳酸有手性碳原子或手性中心，用乳酸有手性碳原子或手性中心，

14、用“*C”标示。标示。正是这个手性碳原子的存在，改变了分子的对正是这个手性碳原子的存在，改变了分子的对称性关系，综合考查分子的总体对称性，就会称性关系，综合考查分子的总体对称性，就会发现乳酸分子发现乳酸分子缺乏某些对称性缺乏某些对称性。 2、分子的手性与对称性、分子的手性与对称性 分子的手性与分子中是否存在某些分子的手性与分子中是否存在某些对称因对称因素素有关。如果分子缺乏某些有关。如果分子缺乏某些对称因素的分子就对称因素的分子就是手性分子；是手性分子；反之，反之，为非手性分子。为非手性分子。对称因素对称因素是与特定的是与特定的对称操作对称操作相联系的。相联系的。 研究结果表明：研究结果表明：

15、对称因素有哪些呢对称因素有哪些呢?2.1 2.1 对称轴对称轴 （symmetrical axis）定义：定义：如果有一条穿过分子的直线，分子以它如果有一条穿过分子的直线，分子以它为轴旋转一定角度后，可以获得原来分子相同为轴旋转一定角度后，可以获得原来分子相同的形象，称此直线为该分子的的形象，称此直线为该分子的对称轴对称轴。CCClClHHlHHHHHHHHCCHHCH3CH3旋转旋转360o/2，n=2，称为，称为2重对称轴，记为重对称轴，记为C4旋转旋转360o/4，n=4，称为，称为4重对称轴，记为重对称轴，记为C6旋转旋转360o/6，n=6，称为，称为6重对称轴，记为重对称轴，记为C

16、2 如果分子绕旋转轴如果分子绕旋转轴 (360o/n)度，分子复度，分子复原，该轴称为该分子的原，该轴称为该分子的n重对称轴，记为重对称轴，记为CnC2C4C6有对称轴的分子是不是手性分子呢有对称轴的分子是不是手性分子呢?ClClHHHHC2CCHHCH3CH3C2CCHHCH3CH3C2C2ClClHHHH2.2 2.2 对称面对称面 （symmetrical plane）定义：定义：如果在分子中有一个平面，可将分子分如果在分子中有一个平面，可将分子分成两个部分，这两个部分互为成两个部分，这两个部分互为实物和镜像的实物和镜像的关关系，称此平面为该分子的对称面。系，称此平面为该分子的对称面。结

17、论：结论：有对称轴的分子，不一定是手性或非手有对称轴的分子，不一定是手性或非手性分子。性分子。结论：结论：凡存在有对称面的分子，它就能和自己凡存在有对称面的分子，它就能和自己的镜像完全重合，该分子为非手性分子，它也的镜像完全重合，该分子为非手性分子，它也就就没有对映异构体没有对映异构体。 如果分子属平面形分子，分子所在平面也就是如果分子属平面形分子，分子所在平面也就是该分子的对称面该分子的对称面苯分子共有苯分子共有7个个对称面对称面CH3H3CHHCH3H3CHHCOOHCH3HCHCOOHCH3HCOOHCH3HCCOOH- -COOHCH3HCCOOHH3CHCOOHCH3HCCOOHH2

18、.3 对称中心对称中心(symmetrical center) 如果分子中一个假想如果分子中一个假想点（中心）点（中心），若通过该点，若通过该点的任意两端（相反方向）等距离处，均具有相的任意两端（相反方向）等距离处，均具有相同的原子（或基团），则此点称为该分子的同的原子（或基团），则此点称为该分子的对对称中心称中心。 1HHHHHHH3CCH3综上所述综上所述：凡具有对称面，对称中心或二者都有：凡具有对称面，对称中心或二者都有的分子，没有手性，为非手性分子，能与自己的的分子，没有手性，为非手性分子，能与自己的镜像分子重叠，没有对映异构体。镜像分子重叠，没有对映异构体。凡不具有对称面，也不具有对

19、称中心的分子，凡不具有对称面，也不具有对称中心的分子，就非常可能是手性分子。但有例外。一般就可就非常可能是手性分子。但有例外。一般就可认为是手性分子。认为是手性分子。严格地讲：严格地讲：不具有不具有更迭对称轴更迭对称轴的分子，一定是的分子，一定是手性分子手性分子分子的手性与分子中分子的手性与分子中是否存在对称因素有关是否存在对称因素有关，而而手性碳原子只是使分子产生手性的因素之一。虽然分子中有两个手性碳原子，但分子有一个对虽然分子中有两个手性碳原子，但分子有一个对称面，就没有手性，该分子是一个非手性分子，称面，就没有手性，该分子是一个非手性分子，能与自己的镜像重叠，该分子没有对映异构体。能与自

20、己的镜像重叠，该分子没有对映异构体。 *H3CHHCH3HHH3CHHCH3HHOHOHOHHHHCH3CH3*分子中也有两个手性碳原子，但整个分子不具分子中也有两个手性碳原子，但整个分子不具有手性。有手性。 分子是否产生手性的根本原因在于分子中分子是否产生手性的根本原因在于分子中有无某些对称因素（有无某些对称因素（更迭对称轴更迭对称轴）的存在，分子）的存在，分子中含手性碳原子，虽既不是产生分子手性的充分中含手性碳原子，虽既不是产生分子手性的充分条件，也不是必要条件。条件，也不是必要条件。但含手性碳原子的分子却是一大类，而且很重要但含手性碳原子的分子却是一大类，而且很重要的一类手性分子来源。的

21、一类手性分子来源。第三节第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构含一个手性碳原子化合物的对映异构1、含一个手性碳原子的分子一定是手性分子、含一个手性碳原子的分子一定是手性分子B rFHC lC lHB rF两者互为对映异构体，任何一种物质都具有旋两者互为对映异构体，任何一种物质都具有旋光性，其中一个是左旋体，另一个是右旋体。光性，其中一个是左旋体，另一个是右旋体。旋光值相同，方向不同旋光值相同，方向不同。COOHCH3OHHCOOHCH3OHHCCCOOHCOOHCH3H3CHOOHHH-*两种不同的构型（立体型像）两种不同的构型（立体型像）, ,分别代表两种不同分别代表两种不同乳酸，一个是乳

22、酸，一个是右旋乳酸右旋乳酸，一个是，一个是左旋乳酸左旋乳酸。如：乳酸分子（如：乳酸分子（CH3CHOHCOOH）两种乳酸均具有旋光性，又都叫光活性物质，两种乳酸均具有旋光性，又都叫光活性物质，它们旋光大小相等，方向相反。它们旋光大小相等，方向相反。*右旋体右旋体=+3.82o从肌肉运动产生的乳酸从肌肉运动产生的乳酸葡萄糖发酵产生的乳酸葡萄糖发酵产生的乳酸从酸牛乳中得到的乳酸从酸牛乳中得到的乳酸左旋体左旋体=-3.82oCOOHCH3OHHCCOOHCH3HOHCOOHCH3OHHCCOOHH3COHH-=0o没有旋光性没有旋光性COOHCH3OHHCOOHCH3OHH-+左、右旋乳酸左、右旋乳

23、酸的等量混合物的等量混合物2、外消旋体、外消旋体 由一对对映体的左旋体与右旋体的等量混由一对对映体的左旋体与右旋体的等量混合物，称为合物，称为外消旋体外消旋体，外消旋体，外消旋体没有旋光性没有旋光性BrFHClClHBrF两者等到量混合后，构成外消旋体。两者等到量混合后，构成外消旋体。 使左旋体或右旋体转变为不旋光的外消旋使左旋体或右旋体转变为不旋光的外消旋体的体的过程过程，称为，称为外消旋化外消旋化。COOHCH3OHHCCOOHCH3HOH3、手性碳原子构型的表示方法、手性碳原子构型的表示方法立体式：立体式：HCHOOHHOCH2(1)以手性碳原子为投影中心，把横向的基团朝以手性碳原子为投

24、影中心，把横向的基团朝外（外（伸向观察者伸向观察者），竖向的朝里（），竖向的朝里（远离观察者远离观察者）2、观察者正对分子模型观察分子，把分子垂、观察者正对分子模型观察分子，把分子垂直投影到纸面上，手性碳原子上的四个价键投直投影到纸面上，手性碳原子上的四个价键投影成一个影成一个“十十”字架，手性碳正好在十字交差字架，手性碳正好在十字交差点上。点上。HC H2O HC HOO HHCHOOHHOCH2CCHOHOCH2HOHOHHCHOCH2OHHCH2OHCHOOHHCHOOHHOCH2因此，因此，Fischer投影式就被赋予了投影式就被赋予了“横前竖后横前竖后碳居中碳居中”的立体含义的立体含

25、义。COOHHOHCH3COOHHH3CHOCOOHHOHCH3COOHHOHCH3abcdCabcdabcd1、不能离开纸面翻转。、不能离开纸面翻转。2、投影式在纸平面上旋转、投影式在纸平面上旋转n次次90，当，当n为偶整为偶整数时，数时，构型不变构型不变；当；当n为奇整数时，为原物的对为奇整数时，为原物的对映体。映体。 3、任意两个基团调换偶数次，、任意两个基团调换偶数次，构型不变。构型不变。任任意两个基团调换奇数次，意两个基团调换奇数次，构型变为原分子的对构型变为原分子的对映体。映体。4、如果固定其中一个基团不动，其它三个依如果固定其中一个基团不动，其它三个依次旋转，次旋转，构型改变。构

26、型改变。HCHOOHHOCH2CHOHOCH2HCHOHCHOHOCH2CHOOHHOCH2HCHO对映体CH3CH3ClHCHOCHOHCl 旋转180 ClHCHOCCH3ClHCHOCCH3旋转90 OHHOCH2HCHOOHHOCH2HCHOCOHHOCH2HCHOOHHOCH2HCHOCOHHOCH2HCHOC互为对映异构体互为对映异构体OHHOCH2HCHOOHHOCH2HCHOOHHOCH2HCHOOHHOCH2HCHOCOHHOCH2HCHOCOHHOCH2HCHOC基准基准调奇数次，构调奇数次，构型变为型变为对映体对映体调偶数次调偶数次等同等同OHHOCH2HCHOOHHOC

27、H2HCHOOHHOCH2HCHOCOHHOCH2HCHOC第四节第四节 含两个手性碳原子化合物的对映异构含两个手性碳原子化合物的对映异构分子分子中含中含有两有两个手个手性碳性碳原原两个不相同手性两个不相同手性碳原子的分子碳原子的分子两个相同手性碳两个相同手性碳原子的分子原子的分子对映异构情况如何呢对映异构情况如何呢?CHCHOH*ClCO2HHOCH2OHCO2HHOCH2HHOHCO2HHOCH2HH12ClClClClOHCO2HHOCH2HHOHCO2HHOCH2HH34ClOHCO2HHOCH2HHClOHCO2HHOCH2HH12OHCO2HHOCH2HHOHCO2HHOCH2HH

28、34OHCO2HHOCH2HHOHCO2HHOCH2HH34ClCl1、两个不相同手性碳原子的化合物、两个不相同手性碳原子的化合物1和和2是一对对映是一对对映异构体，异构体，其中：其中：一个是左旋一个是左旋体，另一个是右旋体，另一个是右旋体体3和和4是一对对映是一对对映异构体异构体其中：其中：一个是左一个是左旋体，另一个是旋体，另一个是右旋体右旋体ClOHCO2HHOCH2HHClHOCO2HHOCH2HH12ClHOCO2HHOCH2HHClOHCO2HHOCH2HH34 1和和3、4互为互为非对映异构体非对映异构体，2和和3、4也是也是非对映异构体非对映异构体。ClOHCO2HHOCH2H

29、HClHOCO2HHOCH2HH12ClHOCO2HHOCH2HHClOHCO2HHOCH2HH34 分子中含多个分子中含多个不相同不相同手性碳原子的手性碳原子的立体异立体异构体构体的数目为：的数目为：2n个，个，2n-1对对映体。对对映体。如：如：2个不同手性碳为个不同手性碳为；22=4个，个，2对对映异构对对映异构3个时个时；23=8个，个，22=4对。对。2、含两个相同物性碳的化合物、含两个相同物性碳的化合物OHOHCO2HHHOHOHCO2HHH12CO2HCO2H34OHOHCO2HHHOHOHCO2HHHCO2HCO2HOHOHCO2HHHHOHOCO2HHH12CO2HCO2HO

30、HHOCO2HHHHOOHCO2HHH34CO2HCO2HCHCHOH*OHCO2HHOCH21和和2是相同的分子是相同的分子又称内消旋体又称内消旋体3和和4是对映体，是对映体，两者两者的等量混合物构成外消的等量混合物构成外消旋体旋体OHOHCO2HHHHOHOCO2HHH12CO2HCO2HOHHOCO2HHHHOOHCO2HHH34CO2HCO2H内消旋体内消旋体：分子中有成对出现的手性碳原子时，分子中有成对出现的手性碳原子时，每一对手性碳原子的构型恰好相反，其旋光性相每一对手性碳原子的构型恰好相反，其旋光性相互抵消，化合物为不旋光性物质。该分子称内消互抵消，化合物为不旋光性物质。该分子称

31、内消旋体（旋体（meso)。1、D/L标记法标记法Fischer提出以甘油醛作为标准化合物，人为提出以甘油醛作为标准化合物，人为规定：（规定：（+）-甘油醛的构型为甘油醛的构型为D-型；型； （-） -甘油醛的构型为甘油醛的构型为L-型。型。 CHOCHOHHOHHOCH2OHCH2OH D-（+）-甘油醛甘油醛 L-（-）-甘油醛甘油醛 第五节第五节 手性碳原子构型的命名规则手性碳原子构型的命名规则碳链直立，编号最小的碳原子在上方，手碳链直立，编号最小的碳原子在上方，手性碳原子上的性碳原子上的羟基在右边为羟基在右边为D型型；在左边在左边为为L型型。 D-（+）-甘油醛甘油醛 L-（-）-甘油

32、醛甘油醛 注意投影规则：注意投影规则：CHOHOHCH2OHCHOHOHCH2OH123123COOHCOOHCH3CH3HHH2NNH2L-丙氨酸丙氨酸 D-丙氨酸丙氨酸 2、R/S 标记法标记法12431、 将连于手性碳原子上的四个原子或基团按将连于手性碳原子上的四个原子或基团按 “次序规则次序规则”由大到小排列成序。由大到小排列成序。 R/S标记法是用拉丁文：标记法是用拉丁文：Rectus(右右)，Sinister(左）的第一个字母来表示手性碳的左）的第一个字母来表示手性碳的构型，规则与方法如下构型，规则与方法如下CH2CH3HOHCH32. 将将最低序次最低序次的原子或基团远离观察者，

33、然后在的原子或基团远离观察者，然后在最小基团的反向延长线上观察另外三个朝向观察最小基团的反向延长线上观察另外三个朝向观察者的原子或基团者的原子或基团由大到小的序次由大到小的序次。若为。若为顺时针方顺时针方向向，记为，记为R构型构型；若为；若为反时针方向反时针方向则记为则记为S构型构型。OHC2H5CH3HOHC2H5CH3HS-型型 R-型型 H HO OH HC C2 2H H5 5C CH H3 3H HO OH HC C2 2H H5 5C CH H3 3R RS S(R)-2-丁醇丁醇(S)-2-丁醇丁醇CCH3CH2CH3OHHCCH3CH2CH3OHH(R)-2-羟基丙酸羟基丙酸(

34、S)-2-羟羟 基丙酸基丙酸123123123123OHCOOHCH3HCOOHCH3HHO 在在Fischer投影式中，投影式中，若优先次序最低的原子或若优先次序最低的原子或基团位于基团位于竖竖键键，其余三个原子或基团的优先次序，其余三个原子或基团的优先次序由高到低在纸平面上以由高到低在纸平面上以顺时针排列为顺时针排列为R-型型，反时反时针排列为针排列为S-型型。 可直接从可直接从Fischer投影式来确定其投影式来确定其R、S构型。构型。O HHC H2O HO H CRRO HHC H2O HO H CSRCH3SCH2CH3ClBrS若优先次序最低的原子或基团位于若优先次序最低的原子或

35、基团位于横横键键（是面（是面对观察者），其余原子或基团序次由高到低在对观察者），其余原子或基团序次由高到低在纸平面上以纸平面上以顺时针排列为顺时针排列为S-型型，反时针排列的反时针排列的为为R-型型。 （与构型上观察相反）（与构型上观察相反）OHHCH2OHCHORSRCH2CH3ClSCH3Br“横反竖同横反竖同”(R)-乳酸乳酸 (S)-2-氯氯-2-溴丁烷溴丁烷CHOOHHCH3CH2OHSRCH2CH3ClBrSS (2R,3R)-酒石酸酒石酸CO2HCO2HOHHOHH1234(1R,2S)-1-苯基苯基-1-氯氯-2-溴丙烷溴丙烷 C2: OH CO2H CHCO2H HOHC3:

36、 OH CO2H CHCO2H HOHHHCH3BrCl123C1: Cl CHBrCH3 C6H5 HC2: Br CHClC6H5 CH3H说明：说明： 1、D/L、R/S标记的是标记的是分子的构型分子的构型，是两个不，是两个不同的系统，同的系统，没有必然联系。没有必然联系。D型化合物可以是型化合物可以是R型，也可能是型，也可能是S型；反之亦然。型；反之亦然。2、 D/L、R/S仅标记的是仅标记的是分子的构型分子的构型，与手性，与手性分子的分子的旋光方向旋光方向（+）或或（-）之间之间没有必然联系没有必然联系。D或或R型化合物可以是右旋体，也可以是左旋体。型化合物可以是右旋体，也可以是左旋

37、体。3、一对对映体中，一个为、一对对映体中，一个为R构型，另一个必构型，另一个必为为S构型。构型。 OHHOHCH2OHOHCHCH2OHOHCRS第六节第六节 脂环化合物的立体异构脂环化合物的立体异构 1、产生原因产生原因：由于环的存在，阻碍了环中由于环的存在，阻碍了环中CC键的自由旋转键的自由旋转, ,环平面把空间分为两半环平面把空间分为两半。 2、产生条件产生条件：一取代脂环衍生物没有顺反异构。一取代脂环衍生物没有顺反异构。一、顺反异构一、顺反异构一取代脂环衍生物有对映异构吗？一取代脂环衍生物有对映异构吗？CH3CH3没有手性碳，分没有手性碳，分子有对称面子有对称面二取代以上就可能有顺反

38、异构体二取代以上就可能有顺反异构体。在标记脂环。在标记脂环化合物顺反异构体时，一般用化合物顺反异构体时，一般用顺反顺反标记法。标记法。相同基团（取代基或相同基团（取代基或H）在环平面同侧时为顺式，）在环平面同侧时为顺式，异侧为反式。异侧为反式。CH3CH3*分别都有对映异构体分别都有对映异构体CH3CH3HHHCH3HCH3顺顺-1,2-二甲基环丙烷二甲基环丙烷 CH3ClHH顺顺-1-甲基甲基-3-氯环丁烷氯环丁烷 无顺反异构无顺反异构 有顺反异构有顺反异构 二、脂环化合物的对映异构二、脂环化合物的对映异构 COOHCOOHHHHH* * *顺顺-1,2-环丙烷二羧酸环丙烷二羧酸反反-1,2

39、-环丙烷二羧酸环丙烷二羧酸（1R, 2S）-1,2-环丙烷环丙烷 二羧酸二羧酸COOHCOOHHHHHCOOHCOOHHHHH* * * * *内消旋体内消旋体（有对称面）（有对称面）一对对映异构体一对对映异构体（1S, 2S）（1R, 2R）环状化合物分子中含手性碳也可能产生对映异环状化合物分子中含手性碳也可能产生对映异构构CO2HHO2CCO2HHO2C*没有手性碳原子没有手性碳原子CH3*注意：注意：环状化合物有多个不相同手性碳原子时，环状化合物有多个不相同手性碳原子时，对映异构体的数目，比对映异构体的数目，比2n少少有机化合物的顺/反构型还与化合物的生理活性、药理作用有着紧密的联系。

40、Insect pheromones - Bombykol, the sex lure excreted by thefemale silkworm moth, has the trans/cis arrangement. The other3 geometric isomers (cis/cis, cis/trans, trans/trans) are ineffective.BOMBYKOL cistransCH3(CH2)2HHH(CH2)9OHH蚕素醇蚕素醇昆虫昆虫信息信息素素蚕素醇有四种几何异构体，其中只有蚕素醇有四种几何异构体，其中只有trans/cis这这种结构具有生理活性；而种结

41、构具有生理活性；而cis/cis，cis/trans和和trans/ trans 这三种结构都没有生理活性这三种结构都没有生理活性NOONOOHNOONOOH手性药物的旋光异构与生物活性手性药物的旋光异构与生物活性(S)-异构体，异构体， 畸胎剂畸胎剂 (R)-异构体，异构体， 镇静剂镇静剂 第七节第七节 不含手性碳原子的手性分子不含手性碳原子的手性分子CH2CCH2CH2CCH2CCCHHHH当两端碳上连结的取代基时就会产物对映异构体。当两端碳上连结的取代基时就会产物对映异构体。CCCHHCH3CCCHHCH3HHCCCHHCCCHHHHHH 它们都能与自己的镜像叠合，两代表它们都能与自己的

42、镜像叠合，两代表的是同一种分子。的是同一种分子。CCCHHCH3CH3CCCHHCH3CH3 当丙二烯的两端当丙二烯的两端分别分别都连接的是两个不相都连接的是两个不相同的基团时，分子就有对映异构体。而同的基团时，分子就有对映异构体。而任何一任何一端端连接两个相同的基团，就不具有对映异构体。连接两个相同的基团，就不具有对映异构体。两者的关系：两者的关系：是对映体是对映体两端被取代的丙二烯为什么有对映异构呢？两端被取代的丙二烯为什么有对映异构呢？CCCHHCH3CH3分子中有一条性轴。分子中有一条性轴。两端碳上的四个基团绕手性轴成螺旋形排列，如两端碳上的四个基团绕手性轴成螺旋形排列，如上成左螺旋形

43、排列。上成左螺旋形排列。该轴被称为手性轴该轴被称为手性轴。CH3HH3CH丙二烯型化合物的丙二烯型化合物的R/S构型的确定构型的确定正对手性轴，让横向的基团靠近观察者，投正对手性轴，让横向的基团靠近观察者，投影分子影分子CCCHHCH3CH3HH3CHCH3基团次序，按次序规则，基团次序，按次序规则，加前优于后加前优于后1342R构形构形（R）-2，3-戊二烯戊二烯abdc 当取代基的体积都相对较大时，由于相当取代基的体积都相对较大时，由于相互排斥作用，两个苯环不能共平面，同时互排斥作用，两个苯环不能共平面，同时C-C键的旋转受阻。键的旋转受阻。 2. 联苯型化合物联苯型化合物 它们互为实物与

44、镜像的关系，但不能叠它们互为实物与镜像的关系，但不能叠合，是一对对映体，其中一个是左旋体，另一合，是一对对映体，其中一个是左旋体，另一个是右旋体。个是右旋体。CH3CH2CH3H3CCH3CH2HOOCO2NCOOHNO2NO2COOHNO2COOHNO2COOHNO2COOH第八节第八节 外消旋体的拆分外消旋体的拆分外消旋体：外消旋体：是一对对映异构体构成的混和物。是一对对映异构体构成的混和物。外消旋体的拆分：外消旋体的拆分：将外消旋体中的左旋体与右将外消旋体中的左旋体与右旋体彼此分开的过程。旋体彼此分开的过程。一、对映异构体性质上的异同一、对映异构体性质上的异同 对映异构体在性质上表现为，非手性条件对映异构体在性质上表现为，非手性条件下相同，手性条件下相异。下相同，手性条件下相异。酒石酸的物理性质如下：酒石酸的物理性质如下：名称名称熔点熔