有机化学对映异构
有机化学 第四章对映异构
一、手性和手性分子
例如：乳酸分子
镜子 CO2H C HO H3 C H H CH3 CO2H C OH
存在实物和镜像关系，又不能重叠的一 对立体异构体，互为对映异构体（简称对映 体enantiomer）。
二、手性分子的判断 1.对称面：能将分子结构剖成互为实物和镜像
关系两半的平面(symmetrical plane, 符号为σ)。
C H3 Cl C2H5 H
对映异构体
对映异构体
费歇尔(Fischer)投影式 一个取代基保持不变，其余三个依次换 位，不改变构型。
C H3 H C2H5 同一化合物 Cl
固定甲基，其余 三个顺时针转
C H3 C2H5 Cl H
费歇尔(Fischer)投影式
将Fisher投影式的书写规定和注意事项可 归纳如下: 横向前，竖向后，含碳原子上下连。
CH2OH D-(+)甘油醛
羟基在右边即为D-型，在左边为L-型。 将其他手性化合物的Fischer投影式与甘油醛的比 较，若手性碳上的取代基写在碳的右边，就称该化 合物为D-型；反之，为L-型。
第二节 含手性碳化合物的对映异构
一、对映异构体的表示法
费歇尔(Fischer)投影式
Fischer投影式书写规则 ：
1、“+”字交叉点代表*C；
2、主链碳直立，编号较小的一端朝上；
3、“横前竖后”
4、多个手性碳以重叠式进行投影。
COOH HO HO C H CH3
COOH
H CH3
COOH
OH
CHO H C OH HO C H CH2OH
HO H
CHO H HO OH H CH2OH
H OH
H OH HO H CH2OH CHO
有机化学第三版(胡宏纹)第六章 对映异构(含解答)
可以固定一个基团按顺时针或逆时针调H
=
CH3
H COOH
=
OH H COOH CH3
任意两个基团相互交换得到其对映体构型
四、对映体的命名方法
1970年IUPAC建议对对映异构体采用R/S命名 对模型或透视式 1）对手性碳原子连接的四个原子（原子团）排序（大到小）
OH
（ ± ）乳酸
等量左旋体与右旋体的混合物称为外消旋体，没有旋光性，
常用（± ）表示
2 －羟基丙酸是手性分子，存在有旋光性的两种构型 外消旋体除旋光性与左旋体和右旋体不同以外，物理性质也
有差异，如（ ± ）乳酸的熔点不是（＋）乳酸或（－）乳酸 的53℃，而是18℃；化学性质则基本相同（各自发生作用）
H2SO4 丙烯酸 与上同 硫酸
2-甲基丁烯 速率、产物 与上同
[α ]D20 +3.82 -3.82 醋酸 [α ]D20 +5.756
沸点 密度 ℃ g/cm3
(+) 2-甲基1-丁醇 (-)2-甲基1-丁醇
折射率 1.4102
128
0.8193
醋酸酯 速率、产 物与上同
128 0.8193
1.4102
H C
CH3 + C Br2
H C
CH3 Br C + Br-
H
Br CH3 C H
1
CH3
H CH3 C H
2
H
H3C
Br C H C
2
CH3 C
Br C
1
H CH3
Br
CH3
H H3C
Br
BrCH3 H Br Br H CH3
CH3 Br H H Br CH3
第九章 对映异构 有机化学
CH3 Br C2H5 H
CH3 H C2H5 Br
CH3 Br C2H5
CH3 Br C2H5 H
旋转90° 不同化合物
C2H5
H
旋转180°
H CH3
Br
同一化合物
Br C2H5 H CH3
投影式旋转180° 同一化合物
投影式旋转 90° 不同化合物
2,3-丁二醇的三种立体异构体
CH3
HO H
CH3
CH3
H
OH
H HO
OH H CH3
2S,3S 手性
H H
OH OH CH3
2R,3S 非手性
CH3
2R,3R 手性
2,3-丁二醇的三种立体异构体
互为对映异构体
2R,3R 手性
2S,3S 手性
2,3-丁二醇的三种立体异构体
CH3
HO H
CH3
H
S
OH
OH
H
S
CH3
[a] = +17.8° [a] = -17.8°
R
CH3
异构体
构造异构体
立体异构体
对映异构体
非对映异构体
非对映体
不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。 分子中有两个以上手性中心时，就有非对映异构 现象。 非对映异构体的特征：
物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。 比旋光度不同。 旋光方向可能相同也可能不同。 化学性质相似，但反应速度有差异
偏振光
偏振光
Nicol 棱镜
偏振光
Nicol prism
只有振动方向和 棱镜晶轴平行的 光才能通过
有机化学：第七章 对映异构
（R）-乳酸
H
CH3
COOH
OH
（S）-乳酸
1. R、S 标记法
构型标记方法:
确定R和S构型的方法
• 遵循次序规则：从大到小，顺时针为R； 反时针 为S。
（R)-2-丁醇
（S)-2-丁醇
构型标记方法:
2. D、L 标记法 Fischer人为地规定右旋甘油醛的构型为D型，左旋的甘油醛的构型 为L型,其他的旋光性化合物以甘油醛为标准比较得到
R、S和 D、L以及旋光方向三者没有任何对应关系
D-（+）-甘油醛 R-（+）-甘油醛
L-（-）-甘油醛 S-（-）-甘油醛
D-（-）-甘油酸 R-（-）-甘油酸
L-（+）-甘油酸 S-（+）-甘油酸
五、含有两个不同手性C的化合物的对映异构
手性碳原子 A
手性碳原子 B
A( R) A( S)
B( R) B( S)
对映体
同一种化合物
内消旋体
内消旋体和外消旋体都不具旋光性，但它们有着本质的不 同，内消旋体是一种纯物质。
七.环状化合物的对映异构
环状化合物的立体异构比链状化合物复杂，往往顺反异构和 对映异构同时存在
1，2-环丙烷二甲酸
顺式 mp. 139o
反式 （对映体） mp. 175o [α]D ±84.5
CH3 CC
H
CH3 C
H
CH3 CC
H
CH3
C H
CH3
但若为
CC
H
CH3 C
CH3
则无旋光性
2.螺环化合物：
Bp.128 oC d=0.8193
对映体在手性条件（手性试剂、手性溶剂、手性催化剂)下， 表现出不同的性质
有机化学 第八章 对映异构
4）交替对称因素(Sn) ——了解
Cl H3C H H H Cl H CH3
旋转180o
H H3C H H Cl Cl CH3 H
Cl H3C H H H Cl H CH3
具有旋转反映对称因素的分子是对称分子。非手性分子。 一般情况下，不具有对称面和对称中心的分子， 其实物与镜影不能重叠，该分子称为不对称分子 或手性分子。Br* *来自* OH * * COOH
8.4 构型的表示法、构型的确定和构型的标记
8.4.1 构型的表示法
（1）透视式（三维结构）
COOH C CH3 H OH COOH H C CH3 HO
（2）Fischer 投影式：
[投影规则]
投影时，与手性碳相连横向两个键朝
前，竖向两个键向后，交叉点为手性碳。（横前竖后）
凡具有对称面、对称中心、交替对称轴（极少数
情况）其中一种对称因素的分子，都能与其镜像
分子叠合，都是非手性分子。反之，都不具有上
述对称因素的分子，是手性分子。是否有对称轴
对分子是否有手性没有决定作用。
只要能判断一个分子既没有称面，也没有
对称中心，一般能初步断定它是一个手性分
子。 凡是手性分子，实物与其镜象不能重叠，互
左旋体与右旋体，旋光度相同、旋光方向相反。 对映体之间的异同点
（1）物理性质和化学性质一般都相同，比旋光度的数 值相等，仅旋光方向相反。 （2）在手性环境条件下，对映体会表现出某些不同的 性质，如反应速度有差异，生理作用的不同等。
等量的左旋体和右旋体的混合物称为外消旋体，一 般用（±）来表示。
( + ) CH3CHCOOH OH ( ) CH3CHCOOH OH ( + ) CH3CHCOOH OH
大学有机化学6对映异构
旋光 度
旋光性物质
手性分子
偏振光的振动方向 发生旋转
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6.3.1 物质对偏振光的作用
6.3.2 旋光仪工作原理示意图
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6.3.3 比旋光度
比旋光度
[ ]
l C
－样品的旋光度
C－溶液的浓度 l－ 管长
若被测物质是纯液体，则：
对称面
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对称中心：设想分子中有一个点，从分子任何一个原
子出发，向这个点作一直线，再从这个点将直线延长 出去，则在与该点前一线段等距离处，可以遇到一个 同样的原子，这个点就是对称中心。
对称中心
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交替对称轴(旋转反映轴)：设想分子中有一条直线，
当分子以此直线为轴旋转360/n后，再用一个与此直线 垂直的平面进行反映，如果得到的镜象与原来分子完 全相同，这条直线就是交替对称轴。
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R/S标记法：
COOH CH3 OH
优先次序： OH>COOH>CH3>H
命名为：(R)-2-羟基丙酸
HOOC H3 C HO H
优先次序： OH>COOH>CH3>H
命名为：(S)-2-羟基丙酸
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在费歇尔投影式上进行R/S标记：
小基 在横 线上
COOH H CH3 OH
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6.4 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构
CH3C＊HOHCOOH（乳酸）
H
＊
H
＊
HOOC
C CH3 HO
乳酸
对映异构和旋光异构
对映异构和旋光异构
对映异构和旋光异构是有机化学中的两种重要的结构异构体。
对映异构体是指具有相同分子式、相同结构、但空间结构镜像对称的两种分子，它们的化学性质和物理性质均不同。
旋光异构体是指具有相同分子式、相同结构、但旋度相反的两种分子，它们的化学性质和物理性质基本相同。
对映异构和旋光异构体的存在和性质一直是有机化学的一个重要研究方向，对其深入研究不仅有助于加深我们对分子结构与性质之间关系的认识，同时也对药物设计、生物活性研究等领域有着重要的应用价值。
- 1 -。
同分异构体对映异构体的区别
同分异构体对映异构体的区别同分异构体和对映异构体是有机化学中常见的概念。
它们在分子结构上有一定的相似性，但在空间构型上存在差异。
本文将重点讨论同分异构体和对映异构体的区别。
一、同分异构体的定义与特点同分异构体是指分子式相同、结构式相似但化学性质不同的有机化合物。
它们具有相同的分子式，但其结构式中原子的连接方式或空间构型存在差异。
同分异构体之间的差异往往导致它们在物理性质、化学性质以及生物活性上的不同。
二、对映异构体的定义与特点对映异构体是指具有相同分子式、相同结构式但无法重叠的镜像对称结构的有机化合物。
对映异构体之间的差异在于它们的立体构型不可重合，如左右手的镜像无法重叠。
对映异构体在化学性质和生物活性上往往具有截然不同的特点。
三、同分异构体与对映异构体的区别1. 结构差异：同分异构体之间的结构差异主要体现在原子的连接方式上，而对映异构体之间的结构差异主要体现在立体构型上。
2. 物理性质：同分异构体往往具有不同的物理性质，如沸点、熔点、溶解度等。
对映异构体在物理性质上一般没有明显差异。
3. 化学性质：同分异构体在化学性质上往往表现出不同的反应性，如催化活性、化学稳定性等。
对映异构体在化学性质上也往往存在差异，如光学活性等。
4. 生物活性：同分异构体之间的差异往往导致它们在生物体内的活性产生不同的效果。
对映异构体在生物活性方面也往往表现出明显的差异，如药物的活性和毒性等。
四、同分异构体与对映异构体的应用1. 同分异构体的应用：同分异构体的存在使得化学合成和分离纯化工作变得困难，需要通过特定的方法进行分离和鉴定。
同分异构体的研究对于了解化学反应机理、开发新药物以及改进工业生产过程等方面具有重要意义。
2. 对映异构体的应用：对映异构体在医药领域中具有重要的应用价值。
由于对映异构体的立体构型不同，其与生物体内的酶、受体等分子之间的相互作用也存在差异，从而导致不同的药物活性。
因此，在药物研发和合成中，对映异构体的分离和纯化工作非常重要。