第七章 对映异构

H S-2-氯丁烷
直接根据Fischer投影式命名的简便方法介绍：
COOH 中 H OH 大 CH3 小 R-(-)-乳酸 CH2Cl 中 HOCH2 HO
COOH H
CH3 S-(+)-乳酸 H
最小基在横 键上，纸面 走向与实际 走向相反.
小
Cl
H S-2,3-二氯丙醇
大
最小基在竖 HOCH2 Cl 键上，纸面 走向与实际 CH2Cl 走向相同. R-2,3-二氯丙醇
—C —O
N C —C ≡N 看作 —C — N N C
Question 4:
1.比较 —C(CH3)3 与 —C≡CH的优先次序.
2.比较
与 —C≡CH的优先次序。
常见基团的先后次序：
—I >—Br > —Cl > —SO3H >—SH > —F >—O—C—R > —OR O >—OH > —NO2 > —NR2 > —NHR > —NH2 > —CCl3 > —CO2H > — C —NH2 > —C—H > —CH2OH > —C≡N > O O >—C≡CH >—C(CH3)3 >—CH=CH2 >—CH(CH3)2 >—CH2CH2CH3 > —CH2CH3 > —CH3 > —D > —H > （孤对电子）；
-CH2CH2CH3 > -CH2CH3 > -CH3 -CH2CH2CH3 <-CH-CH3 CH3
H C C C C C H
H
(3) 遇到双键或叁键时，则当作两个或三个单键看待。(重键化单) —CH=CH2 看作 —CH —CH2 C O —C=O H 看作 H C C C C —C≡CH 看作 —C — C—H C C
CO2H HO H H OH CO2H （1）
(2S,3S)-酒石酸 [α]D-12° mp: 170 ℃
Z-型双键 > E-型双键； R 构型 > S 构型
1. 1-氯-1-溴乙烷
2. (+)-2-氯丁烷
(－)-甘油醛
Br>Cl>CH3>H R构型
Cl>C2H5>CH3>H R构型
OH>CHO>CH2OH>H
S构型
Cl
直接利用Fischer投影式命名：
Cl
还原为立体式 C2H5 H CH3 C2H5 CH3
Cl
H H F Cl
P H
F
H
具有对称中心的化合物和它的镜象能 够重合，因此不具有手性.
Question 1 :下列化合物哪些是手性的？指出它们 所含的手性碳原子。
1. CH2Cl2 2. CHCl3 3.CH3-CHCl-CH2CH3
4. CH3-CH-CH2CH3
CH2CH3 H 6. CH3
5. CH3-CH-CH-CH2CH3
OH OH CH3 7. H
CH3
实际上，如果一个碳原子连结四个不同的基团，该部位就是一个产生手性 的中心。这样的碳叫手性碳，也叫不对称碳。手性碳是产生手性的最普遍 因素。绝大多数旋光体都与手性碳有关。
四
对映异构体结构的表示方法
COOH
1、立体结构式
COOH
锲形式
乙醇
CO2H
CO2H * C
H
CH3
H
H3C
C*
H
CH3
OH
HO
乳酸
* CH3CH2CHCH2OH
CH3
2-甲基-1-丁醇
CH2OH
H3C C H C2H5 H5学中的几个基本概念
物质的旋光性
——欲知旋光性，先说偏振光 Nicol棱镜 (偏振片) 偏振光
CH3
D-，R-
CH2SH
D-，S-
D/L 法和 R/S 是两种不同的构型表示方法，二者间无直 接逻辑联系，D和R以及L和S有时一致，有时不一致。
六、外消旋体、内消旋体、非对映体
1. 含有1个手性碳原子的化合物具有1对对映体(21个) COOH H CH3 熔点： ℃ 比旋光度： OH HO CH3 COOH H
第七章
旋光异构
本章重点讲授：
对映体和手性——理解 2.对映体和旋光性——理解 3.旋光性与分子结构的关系——理解 3.手性分子的分类及情况分析——掌握 4.旋光异构体的性质与不对称合成——理解
1.
立体异构
几何异构
构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同。
因共价键旋转受阻而产生的立体异构。
有对映异构体的分子称为手性分子（ Chiral molecule ），或称分子具有手性 (chirality). 乙醇 没有对映体，因此是非手性分子。 与4个不同基团相连的碳原子称为手性碳原 子 ( 常用 *C表示 ), 正是这种碳原子使乳酸分子产 生了手性。 *C 只是手性原子 ( 又称手性中心 ) 的 一种。 OH C H
检偏镜
+900
左旋？右旋？
立体化学中的几个基本概念
旋光度
立体化学中的几个基本概念
比旋光度 —— 是一物理常数 = [a ]×L×C
[a]D =
t

L× C
t：测定温度(℃) D: 光源(钠D线，589nm) L：旋光管长度(1dm) C：溶液浓度(1g·ml-1or kg·L-1), 纯液体为密度 通常还要注明溶剂
CO2H
H
COOH
五、 对映异构体构型的命名
1、构型的D/L命名法
选择甘油醛作为标准，并人为地规定它的构型。
CHO H OH CH2OH D-(+)-甘油醛 HO
CHO H CH2OH L-(-)- 甘油醛
COOH H2N H R L-氨基酸
规则：在严格的Fischer投影式中，C*上取代基处 于右侧为D-构型；处于左侧为L-构型。
立 体 异 构
构象异构
因单键“ 自由” 旋转而产生的立体异构。
H H CH3 H CH3 H CH3 H CH3 H H H CH3 CH3
旋光异构
因分子中手性因素而产生的立体异构。
Br CH3 C C2H5 Cl Br H5C2 CH3 C Cl Cl CH3 C Br C2H5
对映异构又叫光学异构或旋光异构。它是一类与物 质的旋光性质有关的立体异构。
D-(-)-乳酸 53
-3.82°
L-(+)-乳酸 53
+3.82°
外消旋体
一对对映体的等量混合物。是一种
特殊的混合物。常用(±)或 dl 表示。
Question ： 外消旋体是否显旋光性？为什么？
答：不显旋光性。因为一对对映体的等量混合物 其旋光性正好相互抵消。 外消旋体的其他物理性质也有差异。
2、构型的R/S命名法（IUPAC命名法） 方法：次序规则排次序，方向盘上定构型。
(1) 把手性碳上所连的四个原子或基团根据顺序规则排出大、 中、小、最小。(2) 把最小的基放在方向盘的连杆上，其它三 个基就在方向盘上。(3) 再观察这三个基的大、中、小走向， 顺时针为R，反时针为S。
a－>b－>c顺时针:
H
CH3
或：
OH
H HO
CH3
COOH
H CH3 H
COOH
HO
OH
CH3
2、Fischer投影式
H2N
NH2
H2N
2-氨基丙酸对映体的投影式
Fischer投影式书写规则（投影规则） (1)“横前竖后”：把与*C结合的横向的两个键摆向自 己(纸平面的前方)，竖向两个键向外(纸平面的后方)。
（这一条必须遵守！）
Q: Give the names of the following compounds。 (by R/S nomenclature)
COOH 2 H 3 COOH Cl
2
3
HO
H
(2R,3S)-2-羟基-3-氯丁二酸
Question ： D/L 法和 R/S 有什么联系吗？ COOH H NH2 H COOH NH2
在大多数情况下，可根据分子中是否存在手性碳原 子来判断分子是否有手性。
1、对称面(m)：假如有一个平面可以把分子切开成两 部分，而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就 是分子的对称面。具有对称面的分子与其镜像能够重 合，因而无手性。
丙酸分子 的对称面
分子的对称面
具有对称面的分子为非手性分子
2.对称中心 若分子中有一点P，通过P点画任何直线， 如果在离P点等距离的直线两端有相同的原子或基团， 则点P称为分子的对称中心，简称为对称心。
(2) 一般将主碳链放在竖直线上，把命名时编号最小 的碳原子放在上端。
将这样固定下来的分子模型中各个原子或基团投 影到纸面上, “ 十”字交叉点相当于 *C，它位于纸面上。 按此方式得到的Fischer投影式为最严格的Fischer 式，用D/L法命名时必须用这种Fischer式。
旋光性与分子结构的关系
只有一个振动平面的光 与棱镜晶 轴平行的 振动平面
晶轴 b a c d
普通光
有无数个振动平面，振动平面与光的前进 方向相垂直
立体化学中的几个基本概念
立体化学中的几个基本概念
旋光仪工作原理示意图:
光源
起偏镜 盛液管
旋光物质 旋光度不旋光物质 —与浓度C有关 —与长度l有关
刻度盘 观察 目镜 亮 暗 +1800
镜面
实物与镜像
若实物与其镜像能够完全重合，则实物与镜像所 代表的两个分子为同一个分子。 OH OH C H H H C H