第八章 对映异构

第八章对映异构本章内容一

手性和对称性二具有一个手性中心的对映异构三判断手性化合物四

对映体的构型和R,S-命名法五具有两个手性中心的对映异构六不含手性中心化合物的对映异构异构体的分类对映异构8.1手性和对称性化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相连时，这个化合物在空间上就有两种不同的排列方式。例：2－溴丁烷8.1手性和对称性以上两个分子在空间不能重叠，它们虽然分子式相同，但却不是同一种化合物。这两种分子结构之间的关系就如同左右手之间的关系，或者物体与它的镜像之间的关系——相似却不能重合——就像左手的手套戴在右手上，总是感觉不合适。这样的分子具有手性。手性定义：分子与它的镜像不能重合的现象称为手性，具有手性的分子称为手性分子。它们所引起的异构现象称为对映异构。8.1手性和对称性不能重合实物镜像2-溴丁烷手性手性对映异构：互为实物与镜像的手性分子引起的异构。对映体：像左右手一样，不能重合但互为镜像的一对分子，称为对映异构体，简称为对映体。对映异构的相关概念对映异构的相关概念对映异构是由互为镜像的一对手性分子产生的，而分子产生手性的原因则是分子中含有手性碳原子。手性碳原子：连有四个互不相同基团的饱和碳原子，通常给其标上★号。例：2－溴丁烷互为镜像的一对对映异构体，结构上差别很小，因此具有相同的熔点、沸点、溶解度等物理性质；无外界手性影响时，化学性质也基本相同，因此很难用一般的物理及化学方法来区分对映体。对映体最显著的差别：引起平面偏振光的偏转方向不同，一个向左旋，一个向右旋。对映异构的性质8.1.1平面偏振光光是一种电磁波，它振动前进，振动方向垂直于前进方向。8.1.1平面偏振光普通光只在一个平面上振动，这种光就是平面偏振光普通光在所有可能的平面上振动平面偏振光8.1.1

平面偏振光

的产生8.1.1平面偏振光旋光仪示意图在盛液管中放入手性分子后，平面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8.1.1平面偏振光偏振光旋转的角度α称为旋光度。旋光度α与盛液管的长度、溶液的浓度、光源的波长、测定时的温度、所用的溶剂有关。通常用比旋光度[α]来表示物质的旋光性，公式如下α:旋光仪所测旋光度ρB:质量浓度(g/ml)

l:盛液管的长度t:测定时的温度λ:光源的波长对映体与旋光性1.在一对对映体中，其中一个分子能使偏振光向左旋转，则另一个必然使偏振光向右旋转，且二者旋转角度相同；2.使偏振光左旋的对映体称为左旋体(-)，另一个则为右旋体(+)；3.等量的一对对映体混合物则使旋光性消失，被称为外消旋体；4.由于对映异构现象与旋光性密切相关，因此对映异构常被称为旋光异构。组成对映体的是一对手性分子，分子有手性——产生旋光性/光学活性。某化合物具有旋光性/光学活性：

该化合物必然是手性分子，在分子中至少含有一个手性碳原子。手性与旋光性8.2具有一个手性碳的对映异构8.2构型表示方法1——透视式化合物分子在纸面上的立体表达式楔形实线表示指向纸面前方的键虚线表示指向纸面后方的键例：2-溴丁烷8.2

构型表示方法2——Fischer投影式Fischer投影式▲8.2

构型表示方法2——Fischer投影式透视式Fischer投影式★★1.Fischer投影式中，十字线的交叉点表示手性碳原子。2.

手性碳位于屏幕上，Fischer投影式中，十字的横线表示指向屏幕前面的键，竖线表示指向屏幕后面的键。（内在规定，必须遵守▲）8.3判断手性化合物分子是否有手性，最常用的是通过对称面和对称中心来判断。对称面对称面8.3判断手性化合物对称中心对称中心有对称面和/或对称中心的分子能够和镜像重合，无手性无对映异构现象8.3判断手性化合物一般来说，当分子既没有对称面也没有对称中心时，该分子就会产生对映异构现象▼▼例：▼▼对映异构的意义生物体内新陈代谢发酵工业药物合成及手性催化物种起源8.4构型和命名法1

D,L－构型表示法

以甘油醛为标准，人为规定：羟基在碳链右边的为D型，使偏振光右旋（+）；它的对映体为L型，使偏振光左旋（-）。D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛8.4构型和命名法1

D,L－构型表示法凡可以从D-甘油醛通过化学反应而得到的化合物，或可以转变成D-甘油醛的化合物，都规定为D型，与L-甘油醛相同构型的化合物则是L型。1951年用X射线测定了绝对构型，幸运的是人为规定的D构型恰好使偏振光右旋(+)D,L－构型与旋光无关，有局限性，目前仅在糖类、氨基酸类化合物中仍沿用。

8.4构型和命名法2

R,S－构型表示法▲次序最小次序最小水平方向逆时针旋转，使次序最小基团距离我们最远纽曼投影式顺时针-R逆时针-S优先次序1>2>3优先次序1>2>3★★★8.4构型和命名法2

R,S－构型表示法▲1首先确定手性碳原子上四个不同原子或基团的优先次序；2使优先次序排在最后的基团距离观察者最远(对着该基团去看)；3再看其它三个基团的优先顺序，由大到小是顺时针的为R型，逆时针则是S型。8.4构型和命名法2

R,S－构型表示法R：rectus拉丁文右；S：sinister拉丁文左顺时针：(R)-2-丁醇逆时针：(S)-2-丁醇视线方向视线方向123COHHC2H5CH3次序最小基团1238.4构型和命名法123(S)-1,2-二氯-3-甲基丁烷1