顺反异构和对映异构课件

顺反异构和对映异构顺反异构和对映异构1同分异构现象构造异构立体异构碳链异构位置异构官能团异构构型异构构象异构顺反异构(几何异构)对映异构构型异构

构造异构：分子组成相同而原子(或原子团)相互连接方式和顺序不同。立体异构：分子中原子(或原子团)在空间排列方式不同。同分异构现象构造异构立体异构碳链异构位置异构官能团异构构型异2顺反异构一、含C=C化合物的顺反异构1.产生顺反异构体的原因和条件(1)分子内存在着阻碍自由旋转的因素：如 C=C，脂环；2、每个双键碳原子上所连接的两个原子或基团必须不相同，如：C=Cafdba

bd

f顺反异构一、含C=C化合物的顺反异构32.顺反异构体的命名(1)顺/反命名法(四个原子或基团中有两个相同)顺式（cis-）反式（trans-）

C=CHHCH3ClC=CC=CHCH2HCH3CH3HH顺-1,2-二溴乙烯顺，顺-2，5-庚二烯反-1-氯丙烯2.顺反异构体的命名C=CHHCH3ClC=CC=CHCH24C=CC=CHHHCH3C2H5HC=CC=CHHHHC2H5CH3反，顺-2,4-庚二烯如何命名？顺，反-2,4-庚二烯C=CC=CHHHCH3C2H5HC=CC=CHHHHC2H5(2)构型的Z/E命名法首先确定每个双键碳上所连的两个原子或基团的优先顺序如果a>b,d>f，则以下两式的构型为C=CafdbZ--型C=CadfbE--型

即把两个优先基团在双键同侧的定为Z型，在不同一侧的定为E型。(2)构型的Z/E命名法C=CafdbZ--型C=Cadf6①与—C=C—相连的第一个原子的原子序数由大到小排列，大者为“优先”基团；按此规定，在取代基团-CH3、-H、-Br、-OH、-NH2之中，先后次序应为：-Br＞-OH＞-NH2＞-CH3＞-H

②若第1个原子相同，比较第2……个原子。例：-CH2CH3＞-CH3又如-CH(CH3)2与—CH2CH3相比较，第一原子都是碳，与第一原子相连的原子。前者为C、C、H，后者为C、H、H，前者多一个碳，所以-CH(CH3)2优先于-CH2CH3。

①与—C=C—相连的第一个原子的原子序7CH3CCH3CH3优先于CH3CHCH3

叔丁基C(C、C、C)，异丙基C(C、C、H)优先于CH2CH2CHCH3CH3CH2CH2CH2CH3-C(CHH),C(CHH),C(CCH)-C(CHH),C(CHH),C(CHH)CH3CCH3CH3优先于CH3CHCH38③与—C=C—相连的取代基团为不饱和基团时，应把双键或叁键原子看作是它以单键和多个原子相连接。

CH2CH相当于CHCH2CC③与—C=C—相连的取代基团为不饱和基CH2CH相当于CHC9CN相当于CNNNCCCCH相当于CCCCCCHZ型CN相当于CNNNCCCCH相当于CCCCCCHZ型10-I＞-Br＞-Cl＞-SO3H＞-F＞-OCOR＞-OR＞-OH＞-NO2＞-CCl3＞-CHC12＞-COCl＞-CH2Cl＞-COOR＞-COOH＞-CONH2＞

＞-CHO＞-C6H5＞-CHR2＞-CH2R＞-CH3＞-D＞-H

E型-I＞-Br＞-Cl＞-SO3H＞-F＞-OCOR＞-OR＞11C=CClHCH3Br(E)-1-氯-2-溴丙烯C=CHCH2CH3CH3Cl（Z)-2-氯-2-戊烯C2H5C=CCH2CH2CH3CH(CH3)2CH3(Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯C=CClHCH3Br(E)-1-氯-2-溴丙烯C=CHCH12

④若化合物中含有两个以上能产生顺反异构的双键时，每个双键的构型均须标出，并对双键位置编号，写在构型符号前面。HHC=CC=CHC6H5CH3H(1Z，3Z)-1-苯基-1，3-戊二烯④若化合物中含有两个以上能产生顺反异构的双键时，每个双13

Z-E构型命名法和顺反构型命名法是表示构型的两种不同方法。Z-E构型命名法适用于所有具有顺反异构的烯烃命名。目前Z-E构型命名法和顺反构型命名法同时并用，这两种命名法所使用的规则不同，但它们之间也没有必然的联系。顺式构型不一定是Z构型；反式构型也不一定是E构型。

Z-E构型命名法和顺反构型命名14顺反异构和对映异构ppt课件15二.脂环化合物的顺反异构1、产生顺反异构的原因：环上的碳原子不能自由旋转；2、产生顺反异构的条件：环上至少有两个碳原子所连的两个原子或原子团不相同。3、命名：脂环化合物顺反异构体用顺/反命名法命名(不用Z/E命名法命名)二.脂环化合物的顺反异构16顺-1,2-二氯环丙烷反-1,2-二氯环丙烷顺-1-甲基-3-氯环己烷反-1-甲基-3-氯环己烷顺-1,2-二氯环丙烷反-1,2-二氯环丙烷顺17对映异构

彼此不能重合，并且互为镜象关系的异构体，称为对映异构体。对映异构体能使平面偏振光的振动面发生旋转，故对映异构又称旋光异构或光学异构。例如：乳酸对映异构彼此不能重合，并且互为镜象关系的异构体，18顺反异构和对映异构ppt课件19平面偏振光

普通光在所有可能的平面上振动。普通光

如果使单色光通过尼可尔(

Nicol)棱镜，只有同棱镜晶轴平行的平面上振动的光线才可以通过棱镜，因此通过这种棱镜的光线就只在一个平面上振动，这种只在一个平面上振动的光就是平面偏振光。平面偏振光平面偏振光普通光在所有可能的平面上振动。普通光20

旋光仪旋光仪示意图

在盛液管中放入旋光性物质后，偏振光将发生偏转。能使偏振光向右旋转的，称为右旋化合物，用(+)表示；能使偏振光向左旋转的，称为左旋化合物，用(-)表示。旋光仪旋光仪示意图在盛液管中放入旋光性物质后，偏21旋光性物质使偏振光旋转的角度称为旋光度,用α表示.

物质旋光度α的大小与盛液管的长度、溶液的浓度、光源的波长、测定时的温度、所用的溶剂的有关。

旋光度旋光性物质使偏振光旋转的角度称为旋光度,用α表示.22手性分子

化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相连时，这个化合物在空间有两种不同排列，即两种构型.这两种不同构型的化合物相互不能重叠,像人的两只手.2-丁醇手性分子化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相连时23

手性碳原子

与四个不同的原子或集团相连的碳原子为手性原子，或不对称碳原子，用C*表示。手性碳原子与四个不同的原子或集团相连的碳原子为24对称性

Cn的对称操作是旋转。对称轴(Cn)对称性Cn的对称操作是旋转。对称轴(Cn)25对称面：有一个平面它可以把分子分割成互为镜像的两半，这个平面就叫对称面。对称面：有一个平面它可以把分子分割成互为镜像的两半，这个平面26顺反异构和对映异构ppt课件27顺反异构和对映异构ppt课件28对称中心：在分子中取一点，画通过该点的任一直线，若在此直线两端有等距离的相同原子或原子团，则该点即为该分子的对称中心。对称中心：在分子中取一点，画通过该点的任一直线，若在此直线两29对映异构的判断分子中没有对称面，也没有对称中心。非手性分子手性分子*对映异构的判断分子中没有对称面，也没有对称中心。非手性30顺反异构和对映异构ppt课件31三、具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法

1、费歇尔(

Fischer)投影式2-丁醇的球棒模型四面体式

用平面形式表示具有手性碳原子分子的立体模型的式子为Fischer投影式。三、具有一个手性中心的对映异构构型的表示方法1、费歇尔(32Fischer投影式规定:(1)手性碳放在平面上，用横竖线交点表示。(2)横的表示伸向前方。(3)竖的表示伸向后方。习惯上:(1)把含碳原子的基(主碳链)放在竖键的方向。(2)编号较小的放在上端。Fischer投影式规定:(1)手性碳放在平面上，用横竖线交33注意：为了保持投影式的构型不改变，必须遵守以下规定：1.Fischer投影式只能在纸面上旋转1800，而不是900或27002.投影式不能离开纸面翻转。3.手性碳原子所连原子或基因，可以两两交换偶数次，而不能奇数次。

注意：为了保持投影式的构型不改变，必须遵守以下规定：34透视式透视式是将手性碳原子置于纸平面，与手性碳原子相连的四个键，有三种不同的表示法：用细实线表示处于纸平面，用楔形实线表示伸向纸面前方，用楔形虚线表示伸向纸面后方。例如，乳酸分子的一对对映体可表示如下：透视式35含一个手性碳原子的化合物的对映异构含一个手性碳原子的化合物有一对对映体，对映体的旋光度大小相等，方向相反。如：2-羟基丙酸(乳酸)的Fischer投影式：HOHCOOHCH3CH3HOCOOHH

(+)-乳酸(-)-乳酸[]D20+3.8o[]D20-3.8o含一个手性碳原子的化合物的对映异构HOHCOOHCH3CH336对映体的构型及命名1.构型的D/L命名法（相对命名法）人为地规定(+)-甘油醛的构型为“D”型，而其它化合物则以它为标准来确定构型：HOHCHOCH2OHHOHCHOCH2OH

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛对映体的构型及命名HOHCHOCH2OHHOHCHOCH2O37其它的旋光性化合物可与甘油醛相联系而确定其构型。例如：D-（-）-乳酸L-（＋）-乳酸其它的旋光性化合物可与甘油醛相联系而确定其构型。例如：38

这里的D、L表示构型，（＋）、（-）表示旋光方向，旋光性物质的构型与族光方向之间没有对应关系。D-型的旋光性物质中有右旋体。也有左旋体，L-型也是如此。如D-甘油醛是右旋体，而D-乳酸则是左旋体。在一对对映体中，若D-型是右旋体，其对映体L-型必然是左旋体；反之亦然。这里的D、L表示构型，（＋）、（-）表示旋光39

R、S标记法的规则①按照次序规则，将手性碳原子上的四个原子或原子团按先后次序排列，较优的原子或原子团排在前面。②将排在最后的原子或原子团放在离眼睛最远的位置，其余三个原子或原子团放在离眼睛最近的平面上。③按先后次序观察其余三个原子或原子团的排列走向，若为顺时针排列，叫做R-构型；若为逆时针排列，叫做S-构型。R、S标记法R、S标记法40眼睛的位置－Cl→－C2H5

→－CH3为顺时针排列R－2－氯丁烷眼睛的位置－Cl→－C2H5→－CH3为逆时针排列

S－2－氯丁烷眼睛的位置－Cl→－C2H5→－CH3为顺时针排列41顺反异构和对映异构ppt课件42顺反异构和对映异构ppt课件43从右后方观察

从左后方观察

－OH→－COOH→－CH3为顺时针排列

R－乳酸

S－乳酸－OH→－COOH→－CH3为逆时针排列从右后方观察从左后方观察－OH→－COOH→－C44(S)－2－甲基丁酸(R)－2－甲基丁酸任意调换两个基团，构型相反(S)－2－甲基丁酸(R)－2－甲基丁酸任意调换两个45

对费歇尔投影式，如果最小基团排在竖键上时，其他三个基团在纸面上若为顺时针方向排列，则为R构型；若为逆时针方向排列，则为S构型；如果最小基团排在横键上时，其他三个基团在纸面上若为顺时针方向排列，则为S构型；若为逆时针方向排列，则为R构型。R-2-氯丁醛S-2-氯丁醛R-2-氯丁醛对费歇尔投影式，如果最小基团排在竖键上时，46S-构型S-构型

R-构型

R-构型下列投影式各属于什么构型S-构型S-构型R-构型R-构型下列投影式各属于什么构型47含2个手性碳原子化合物的对映异构

1.含2个不相同手性碳原子化合物的对映异构。2-羟基-3-氯丁二酸(氯代苹果酸)分子中含有一个以上的

C，以R/S逐一命名，并将

C编号写在构型前面。含2个手性碳原子化合物的对映异构1.含2个不相同手性48COOHHClHOHCOOH2C：2R(2R，3R)-氯羟丁二酸3C：3RCOOH2C：2R(2R，3R)-氯羟丁二49(2S，3R)(2R，3S)(2S，3S)(2R，3R)

ⅠⅡⅢⅣ

在上述4个异构体中，I和Ⅱ、Ⅲ和IV分别组成两对对映体。Ⅰ和Ⅲ或Ⅳ、Ⅱ和Ⅲ或Ⅳ不呈实物与镜象关系，为非对映体。(2S，3R)(2R，3S)50

从以上讨论可知，分子中存在1个手性碳原子，具有2个对映体；含2个不相同的手性碳原子，存在4个对映体。分子中每增加1个手性碳将产生一对对映体。因此对于含有n个不同手性碳原子的分子，最多存在2n个对映体。从以上讨论可知，分子中存在1个手性碳原子，512.含2个相同手性碳原子化合物的对映异构2，3-二羟基丁二酸(酒石酸)2.含2个相同手性碳原子化合物的对映异构2，3-二羟基丁二酸52（2R，3S）（2S，3R）

ⅢⅣ（2R，3R）（2S，3S）

ⅠⅡ（2R，3S）（2S，3R）

53

从上面的4个式子可看出，I与Ⅱ为对映体，Ⅲ和Ⅳ似乎也是对映体，但如将Ⅳ在纸面上旋转180°，则与Ⅲ完全重合，因此Ⅲ和IV代表同一化合物。Ⅲ式中存在1个对称面，对称面的上下两部分互为实物与镜象关系，这两部分所引起的旋光方向相反，旋光度相等，旋光性在分子内部抵消，故无旋光性。这种非旋光性异构体称为内消旋体。从上面的4个式子可看出，I与Ⅱ为对映体，Ⅲ和54

外消旋体(由等量的对映体相混合)

和内消旋体都无旋光性。但两者有本质的不同。内消旋体是化合物，是对映异构体的一种。外消旋体是混合物，不是对映异构体，而且可用适当的方法进行拆分，分别得到具有旋光性的右旋体和左旋体。含有两个相同手性碳原子的化合物有三个旋光异构体，其中有一对对映体，一个是内消旋体。

外消旋体(由等量的对映体相混合)

和内消旋体都无55例1、异戊烷进行自由基氯化后，小心的分馏所得到的产物。