4 对映异构和非对映异构
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
第4章对映异构
构造异构
同分异构 构型异构 立体异构 构象异构 对映异构 顺反异构
对映异构—— 构造式相同的化合物分子构型与其镜像不 不能完全重合而引起的异构现象。该分子 称为手性分子，其实物与镜像互为对映异 构体（简称对映体）。 3 ■对映体在性质上，表现为旋光方向不同和生理活性不同。
一、 平面偏振光和旋光性
（四）对映异构体的构型命名法 1、D/L标记法
OH CH2OH–CH * –CHO ① D/L和(+)/(-)之间 有什么关系吗？ CHO CHO ②D-型的都是右旋 H OH HO H 吗？ CH2OH CH2OH ③应用：糖类、脂 类、氨基酸。 D-(+)-甘油醛 L- (-)-甘油醛 与C*相连的键不断，则构型不变。 CHO COOH COOH [O] [H] H OH H OH H OH CH2OH CH2OH CH3 D-(+)-甘油醛 D-(+)- 甘油酸
一对对映 体等量混合 ，混合物无 旋光性，此 混合物叫外 消旋体。用 “dl”或“± ”表示。
23
（一）外消旋体
一对对映体的等量混合物称为外消旋体，外消旋体 无旋光性，通常用（±）表示，物理性质有所改变。 乳酸的一些物理常数 名称 (+)-乳酸 (-)-乳酸 (±)-乳酸 熔点/℃ 比旋光度 26 26 18 +3.8 -3.8 0 pKa 3.76 3.76 3.76 溶解度 ∞ ∞ ∞
7
比旋光度 （Specific Rotation）
[]：比旋光度；t：温度；：光波长；c：样品浓 度，单位g/ml；l:样品管长度，单位dm。
（＋）表示右旋； （－）表示左旋
t [
cl
[]：单位浓度、单位液层厚度的旋光性物质的旋光度。
有机化学教学之四：对映异构
第四章对映异构异构现象在有机化学中非常普遍，前面我们学过了构造异构，构型异构，顺反异构，构象异构等，下面我们把它们归纳一下异构现象包括构造异构和立体异构，其中构造异构按原子相互连接方式、次序不同，又可分为碳架异构和位置异构；立体异构按原子在空间排列方式不同分为构型异构和构象异构（单键旋转产生构型不同），构型异构按构型方式分为顺反异构（环的存在引起构型不同）和对映异构。
本章主要讨论对映异构。
对映异构体与旋光性密切相关，要测定物质旋光度的大小，需要用旋光仪，下面分别介绍有关内容。
§4.1 旋光性4.1.1偏振光光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直，在普通光里，光波在垂直前进方向上可以有无数个振动平面。
如果有圆圈代表光线前进方向的一个横截面，那么光线透过Nicol棱晶时，只有振动面与棱晶光轴平行的光才能通过，而在其他平面上振动的光被阻挡，即产生偏振光。
这种只在一个平面上振动的光叫平面偏振光或偏光。
当偏光射到另一个Nicol棱晶上时，若其光轴相互垂直，光线全被阻挡。
这就是旋光仪的工作原理。
4.1.2 旋光仪在两个光轴平行的Nicol棱晶之间放一样品管（旋光管），自然光透过第一个固定的棱晶后成为偏光，偏光透过旋光管后射到第二个棱晶上（可转动）。
若样品对偏光没发生作用，我们可以观察到光线能全部透过第二个棱晶（见偏时），我们从目镜中看到视场最亮。
此时，刻度盘为零。
若样品与偏光发生作用，使其偏转，这时光线就不可能全部通过第二个棱晶，从目镜中观察到视场变暗，我们可通过旋转检偏器，使视场恢复到最亮。
检偏器所旋转的角度。
即旋光度。
使检偏器顺时针旋转的物质，称右旋物质，用+α表示；使检偏器逆时针旋转的物质，称左旋物质，用-α表示。
旋光度的大小与溶液的浓度、样品管的长度、光的波、温度及溶剂都有关系， 为便于比较，常用比旋度[α]t λα][表示。
4.1.3比旋光度比旋光度——偏光透过厚度为10cm ，浓度为1g/ml 样品溶液所产生的旋光度。
第4章对映异构
H
OH
OH
H
CH2OH
D-（+）-甘油醛
CH2OH
L-（-）-甘油醛
以甘油醛为标准物，通过合适的化学反应转化成 其它旋光性化合物，只要在反应过程中不断裂与手性 中心直接相连的化学键，所得的化合物的构型就与原 甘油醛的构型相同。
CHO
例如：
O
H
OH
COOH
H
OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
CH2OH
度
温度 溶剂 光源波长
旋光管的长度
比旋光度([α]Dt表示）为使旋光度成为特征物 理常数，规定：旋光管长一分米；待测物质的浓度
1g/ml，此时所测得的旋光度，称为比旋光度。
数学表达式 [α]Dt =
α
d*l
[α] : 比旋光度(质量旋光本领) d : 质量浓度(g ·dm-3)
l : 样品管长度(dm)
所连的原子或原子团可以两两交换偶数次, 不能交换奇数次。
④固定一基团不变，其它三个基团顺时针或 逆时针转动，其构型不变。
①
180O
C2H5
90O
H
CH3
Br
Br
构
H3C
H型 不
C2H5
变
H
Br
C2H5 对
映
CH3
体
C2H5
②
离开纸平面翻转
H3C
对 H映
体
Br
③
C2H5
交换偶数次
H
CH3 交换奇数次
3.旋光性:
当平面偏振光通过手性化合物溶液，偏 振面被旋转一定的角度。物质能使平面
偏振光偏旋转的性能称为旋光性。
*手性化合物都具有旋光性。 非手性化合物无旋光性.
对映异构体和非对映异构体名词解释
对映异构体和非对映异构体名词解释下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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对映异构体是指一种分子的空间结构与其镜像不重合的异构体。
对映异构
4.6 环状化合物的立体异构 对映异构
顺反异构
环丙烷：不同取代基 环丙烷：相同取代基
环丁烷：含有两个相同的取代基时：
1,2-取代
1,3-取代
环己烷：含有两个相同的取代基时：
多个不同的手性碳原子:
最多可以有2n种旋光异构体
4.7 不含手性碳原子化合物的对映异构
丙二烯分子：
当1、3 碳原子分别连有不同基团时，分子有手性
官能团位置异构
官能团异构 互变异构（特殊的官能团异构）
顺反异构 对映异构
立体异构
4.1 手性和对映体 1. 对映异构现象和手性
1848年，巴斯德
手性——实物和镜像不能叠合的现象。
手性分子——不能与镜像叠合的分子。
互为镜像或左右手关系的两个构型异构叫做 对映异构体。这种现象为对映异构现象.
2. 手性分子的判断
旋光度—偏振光振动方向的旋转角度，用“”表示
凡手性分子,都具有旋光性.
对映体对偏振光的作用不同就表现在两者的旋光方向相 反,即一个对映体是右旋的,另一个是左旋的.但旋转的角度 相同.
所以, 对映异构又称为旋光异构.
旋光仪:
比旋光度:
溶液:
纯液体:
C—浓度(g/ml) l—管长(dm)
比旋光度是旋光性物质的物理常数.
4.3 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构
1. 手性碳原子
直接与四个不相同的原子或原子团相连接 的碳原子称为不对称碳原子,或手性碳原子. 通常用“*”标出.
分子含有手性碳原子, 就有可能有手性.
2. 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构
含有一个手性碳原子的分子一定是个手性分子,有
旋光性,存在一对对映体。
例如：
（4）对映异构
（4）对映异构第四讲对映异构⼀、⼿性和对称因素1．⼿性物质分⼦互为实物和镜象关系，彼此不能完全重叠的特征，称为分⼦的⼿性，其分⼦称为⼿性分⼦。
连有四个各不相同基团的碳原⼦称为⼿性碳原⼦（或⼿性中⼼）⽤C*表⽰。
2．对称因素物质分⼦能否与其镜象完全重叠（是否有⼿性），可从分⼦中有⽆对称因素来判断，最常见的分⼦对称因素有对称⾯和对称中⼼。
（1）、对称⾯假设分⼦中有⼀平⾯能把分⼦切成互为镜象的两半，该平⾯就是分⼦的对称⾯：具有对称⾯的分⼦⽆⼿性。
（2）、对称中⼼若分⼦中有⼀点P ，在离P 等距离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。
有对称中⼼的分⼦没有⼿性。
物质分⼦在结构上具有对称⾯或对称中⼼的，就⽆⼿性，因⽽没有旋光性。
物质分⼦在结构上即⽆对称⾯，也⽆对称中⼼的，就具有⼿性，因⽽有旋光性。
三、对映体含有⼀个⼿性碳原⼦的化合物⼀定是⼿性分⼦，含有两种不同的构型，是互为物体与镜象关系的⽴体异构体，称为对映异构体（简称为对映体）。
对映异构体特征：○1都有旋光性，⼀个左旋，⼀个右旋（⼜称为旋光异构体）。
○2其物性、化性⼀般相同，仅旋光⽅向相反，只有在⼿性环境下，对映体会表现出某些不同的性质，如反应速度差异，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。
外消旋体与对映体的⽐较：3旋光性物理性质化学性质⽣理作⽤外消旋体不旋光 mp 18℃基本相同各⾃发挥其左右对映体旋光 mp 53℃基本相同旋体的⽣理功能（⼀）对映体构型的表⽰⽅法1．构型表⽰⽅法对映体的构型可⽤⽴体结构（楔形式和透视式，书写不⽅便）和费歇尔投影式表⽰， Fischer 投影式投影原则：1° 横、竖两条直线的交叉点代表⼿性碳原⼦，位于纸平⾯。
2°“横前竖后” （横线指与C *相连的两键指向纸平⾯前⾯，竖线表⽰指向纸平⾯的后⾯。
） 3° 碳链竖放2．判断不同投影式是否为同⼀构型的⽅法：（1）、将投影式在纸平⾯上旋转180°，仍为原构型。
有机课件4对映异构
(2) 对称中心(i) 任何的直线通过分子的中心，在距中心
等距离处遇到相同的原子。例如： 反–1,3–二氟–反–2,4–二氯环丁烷
图6.7 2020/5/10 分子中的对称中心的示意图
2 构型的表示方法
❖对映体的构造式相同，但空间的排列方式(构型)不同， 所以需要用构型式来表示。
❖楔形透视式：手性碳原子放在平面上。 在平面上基团用实线相连，平面前方的基团用楔形实线 和手性碳相连，后面的基团用虚线相连。
√
×
2020/5/10
C2H5
C2H5
OH
2-丁醇 CH3–CH–CH2CH3 HO C H
C H OH
*OH
异丙醇 CH3–CH–CH3
？ 不是手性碳
CH3
CH3
[]2D5＝+13.520 []2D5＝-13.520
COOH
COOH
OH
* 乳酸 CH3–CH–COOH
HO C H []2D5＝C-2H.630
COOH
H
OH
CH3
2020/5/10
COOH
HO
H
CH3
❖使用Fischer投影式应注意：
在纸面上旋转180º仍为原来的构型。
COOH H OH
CH3
旋转180º
HO
CH3 H
COOH
旋转180º
相同
2020/5/10
• 将投影式在纸面上旋转180°，得到相同的
分子： CH3
CH2CH3
H Br Br H
COOH
COOH HO C H HO C H
COOH
COOH
相同
H C OH
旋转180º
有机化学课件-4-对映异构
（一）酒石酸的立体异构体： CO2H
酒石酸的构造式为： 其可能的立体异构体有：
CHOH CHOH CO2H
A 型
A 共3种立体异构体。
CO2H
CO2H
CO2H
CO2H
H C OH HO C H
HO C H
H C OH
H C OH m
H C OH
HO C H m
HO C H
CO2H
CO2H
CO2H
CO2H
§ 3 含一个手性碳原子化合物的对映异构
一、不对称（或手性）碳原子：
连有四个各不相同基团的碳原子称为不对称（或手性）碳原子， 用C*表示。
凡是含有一个手性碳原子的有机化合物分子都具有手性，是手性 分子。
二、含一个手性碳原子化合物的对映异构：
含一个C*的化合物，具有两个互为实物与镜象的对映异构体；
镜子
第四章 对映异构（Enantiomerism）
立体化学是有机物的一个重要组成部分，前面，我们学习过烷 烃的各种构象，也学习过环烷烃的顺反异构，在今天的课程里， 我们将引进一种新的立体异构。
如：乳酸的构造为：CH3CHCOOH
OH
从人体运动产生的乳酸的结构是： HO
H COOH
C
CH3 H
HOOC
牛奶通过乳酸菌发酵产生的乳酸的结构是：
*左边两式不存在对称中心；
相同物质
CO2H H C OH HO C H
CO2H
CO2H HO C H
H C OH CO2H
CO2H H C OH H C OH
CO2H
（＋）－酒石酸 （－）－酒石酸 内消旋（meso－）酒石酸
(2R,3R)-(+)-酒石酸 (2S,3S)-(-)-酒石酸
第四章对映异构与非对映异构
立体化学Figure 4.1 A Molecule of lactic acidand its mirror imagea bCOOHCOOHCH 3CH 3OHOH4.1.2 手性分子Figure 4.2 The molecule is super imposable on its mirror imageCOOHCOOHCH 3OHOHz 定义：任何一个不能和它的镜象完全重叠的分子，也称不对称分子。
z 凡是手性分子都具有旋光活性。
CHEM TVz平面偏振光：只在同一个平面内振动的光，简称偏振光。
Figure 4.4 The nature of plane-polarized light4.2.2 物质的旋光性Figure 4.5 Ability of a molecule to rotate plane-polarized light图4.6 WXG-4 圆盘旋光仪（手动测量，测量范围：±180o , 准确度：b-起偏镜c-盛液管d-检偏镜e-刻度盘ab cd e4.7 WXG-5半自动旋光仪工作模式: 旋光度、比旋度、溶液浓度和糖度, 自动重复测6次并计算平4.8 WZZ-3数字自动旋光仪练习（2008农学联考）+25°/ (0.1g.mL-1×2.5dm) = +100°对称面：把分子分为实物与镜象关系的平面。
手性碳原子：和四个不相同的原子或基团相连的碳原子。
*CH3CH3*HHCH3 CH3D－乳酸的Fischer 投影式COOH COOH对构型。
(+)-z R－乳酸的Fischer投影式是（）。
（2008农学联考）练习（2009农学联考）H5C6HO HH CH3NHCH312D定义：可以用平面将分子分成实物和镜影关系的两两个不对称原子的旋光性相反, 整个分子没有旋光活性的异构体(meso)。
2001年度诺贝尔化学奖获得者及其主要贡献Willam S. Knowles主要贡献威廉诺尔斯：1942年获美国哥伦比亚大学博士学位，曾就职于孟山都公司，主要开发了不对称氢化反应的手性催化剂。
4第四章 对映异构
对称轴 Cn
若通过分子画一轴线，当分子绕此轴旋转360º/n后，得到与原 来分子相同的形象，此轴线就是该分子的 n 重对称轴。
注：分子中只可能有一个对称中心，具有对称中心的分子是 非手性的，没有对映体和旋光性。
15
4C3 3C2
1C3
1C2
注：具有对称轴的化合物，大多数是非手性分子，但也有例外。
16
α
t λ
[α]tλ = l × c
atλ : 实验观察到的旋光度 l : 样品管长度（dm 分米） c : 样品浓度（g/ml）
t : 测试时温度 λ: 波长
例 有一物质的水溶液，浓度为5g/100ml, 在10cm长的旋光管内，它
的旋光都是-4.64°,求[α]20D
解 [α]20D 20 ℃
( 钠光，D线，λ=589nm)
25
26
用这一方法对有机分子作投影时，规定如下：
十字式
伞形式
Fischer 投影式
使手性碳原子的四个价键投影在纸平面上必须成为一个方位端正的 十字，十字的交点代表手性碳。横前竖后，一般将主链写在竖线上 。
CH3 H C OH 不是立体结构式
C2H5
27
对映异构体的命名 右手定则 对映体的构型用R、S来表示，判断某一构型是R或S，需
[α]20D = α20D l×c
- 4.64
=
=-92.8°
1 ×5/100
查手册得出，果糖的[α]20D =-93°，故该物质可能是果糖水溶液。 若知道某物质的比旋光度，也可测定该物质溶液的浓度。制糖工业
常利用旋光度来监控糖液的浓度。
13
§4.3 对映异构和分子结构的关系
可以借助分子的对称因素，来判断分子是否具有手性。
李景宁版有机化学第六章习题解答
Br
H
CH2CH2CH3
CH2CH2CH3
S
R
3-溴-己烷
（2S，3R） （2R，3S） （2S，3S） （2R，3R） 3-溴-2-丁醇
meso forms
racemic forms
meso forms
racemic forms
meso forms
racemic forms
7、写出下列化合物的费歇尔投影式。
个C均得(Ⅱ),而丛(Б)的反面进攻环上的两个C均得Ⅱ 的对映体Ⅲ ,
反应的立体化学过程如下：
H
CH3
HO C
H
CH3
C + HOCl
H
CH3
C Cl
HO
C Cl
H3C
H
C
H3C
H
CH3
C
H
CH3 HO
H
CH3
C Cl HO C
HO
H
H3C
H
Cl
H
CH3
CH3
H
Cl
H
OH
旋转180oC
CH3
H
Cl
H
*
*
有手性碳有手性
3、写出分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些 化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对映异构体。
(1) CH3CH2*CHDCl (2) CH3CDClCH3 (3) CH3C* HDCH2Cl
(4) CH2ClCH2CH2D (5) CH3C* HClCH2D
H
CHl O
H
CH3
Cl
H
HO
H
CH3
2S,3R
（5）
第4章对映异构
4.3.7判断下列说法是否正确。正确画“√”，不正确画“×”。
（1）一对对映体总有实物和镜像的关系。
（2）所有手性分子都有非对映异构体。
（3）所有具有手性碳的化合物都是手性分子。
（4）每个对映异构体的构象只有一种，它们也呈对映关系。
非对映异构体：彼此不呈实物与镜像关系的旋光异构体。
外消旋体：等量对映异构体的混合物称为外消旋体。
尽管内消旋体和外消旋体均无旋光性，但本质不同。内消旋体是一种异构体，单一的纯物质；外消旋体是两种异构体的等量混合，是一个混合物。
含两个相同手性碳的化合物有三个旋光异构体：一个内消旋体①，一对对映异物体③与④。
D－（+）－甘油醛D－（－）－甘油酸D－（+）－异丝氨酸
L－（－）－甘油醛酸 L－（+）－甘油酸 L－（+）－乳酸
D/L标示法虽然在使用中有一定的局限性，但糖类化合物及氨基酸类化合物的构型命名仍然经常使用D/L标示法。
2.R/S标示法R/S标示法是一种更具有普遍性，且能明确表示分子的绝对构型的标示方法。
基本原则：将连在手性碳上的四个基团（a,b,c,d）按顺序规则从大到小排列成序（假设大小顺序为a＞b＞c＞d）；将最小基团（d）远离观察者，其余三个基团面向观察者，观察三个基团的关系，若由a→b→c是顺序时针排列，此手性碳就是R－构型；若由a→b→c是按逆时针排列，则为S－构型。
4.2.6含两个手性碳化合物的旋光异构体
4.3.9D－（+）－甘油醛经过氧化变成（－）－甘油酸（HOCH2CHOHCOOH），后者的构型应为D型还是L型?
解：因由甘油醛氧化为甘油酸的过程中只是官能团醛基转变为羧基，与C*所连接的化学键没有发生断裂。所以（－）－甘油酸的构型也为D型。即：
第六章习题参考答案
第六章 习题参考答案1、举例说明下列各词的意义。
（1）旋光体 （2）比旋光度 （3）对映异构体 （4）非对映异构体 （5）外消旋体 （6）内消旋体 解：略2、下列化合物分子中有无手性碳原子（用*表示手性碳原子）。
(1)(2)(3)(4)BrCH 2 CHDCH 2ClCOOHCHCl COOH OHClCH 3CHOH CH 2CH 3解：(1)(2)(3)(4)BrCH 2 CHDCH 2ClCOOH CHCl COOH OH ClCH 3CHOH CH 2CH 3无****3、写出分子式为C 3H 6DCl 所有构造异构体的结构式。
在这些化合物中哪些有手性？用投影式表示它们的对映异构体。
解：分子式为C 3H 6DCl 的化合物共有5个构造异构体，其中3个有对映异构体。
无*ClDCHCH 2CH 3CH 3CDClCH 3DCH 2CH 2CH 2Cl(5)(1)(2)(3)无*ClCH 2CHCH 3D*DCH 2CHCH 3Cl(4)(1)(3)Cl HD CH 2CH 3Cl DH CH 2CH 3CH 2Cl H D CH 3CH 2Cl DH CH 3CH 2D H Cl CH 3CH 2D Cl H CH 3(4)4、（1）丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6Cl 2的四种构造异构体，写出它们的构造式。
（2）从各个二氯化物进一步氯化后，可得到三氯化物（C 3H 5Cl 3）的数目已由气相色谱法确定。
从A 得出一个三氯化物，B 给出二个，C 和D 各给出三个，试推出A 、B 的结构。
（3）通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C ，那么C 的构造式是什么？D 的构造式是怎样的？（4）有旋光性的C 氯化时，所得到的三氯丙烷化合物中有一个E 是有旋光性的，另二个是无旋光性的，它们的构造式是怎样的？ 解：（1）Cl 2CHCH 2CH 3 CH 3CCl 2CH 3 ClCH 2CHClCH 3 ClCH 2CH 2CH 2Cl （2）A 的构造式为：CH 3CCl 2CH 3（3）C 的构造式为：ClCH 2C*HClCH 3 ，D 的构造式为：Cl 2CHCH 2CH 3 （4）E 的构造式为：Cl 2CHC*HClCH 3另外两个的构造式为：ClCH 2CCl 2CH 3 ClCH 2CHClCH 2Cl 5、写出下列构型式是R 或S 。
有机化学 第四章 对映异构
对称元素： 对称面、对称中心、对称轴。 1. 对称面（σ）
定义： 若有一个平面，能将分子切成两部分，一部 分正好是另一部分的镜象，这个平面就是这 个分子的对称面。
14
H
C H H
C Cl Cl
H
C Cl
Cl
有两个对称面：
H C H
Cl Cl
可看出H-C-H平面上下翻转180 度，实物和镜象重叠。它们是 一种化合物。
CH2OH
（Ⅱ）
CH2OH
总结：
A B
R R
S S
S R
R S
（Ⅰ） （Ⅱ） （Ⅲ）（Ⅳ）
一对对映体 一对对映体
39
注意:（Ⅰ）与（Ⅱ）、（Ⅲ）与（Ⅳ）等摩尔混合构成外消旋体。
（Ⅰ）与（Ⅲ）、 （Ⅰ）与（Ⅳ）、（Ⅱ）与（Ⅲ） 、 （Ⅱ）与（Ⅳ）分别是一对非对映异构体。
非对映异构体——不成镜象关系的对映异构体。 2. 含有两个以上的不相同的不对称碳原子的化合物
CH3 C H
结构特点：中间碳原子连的四个原子（基团）不同，这
个中间碳原子叫手性碳原子或不对称碳原子。 在生物体内，大量存在手性分子。如D–(+)–葡萄糖在动 物代谢中有营养价值，D–(-)–葡萄糖没有。左旋氯霉素 有抗菌作用，而其对映异构体无疗效。
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在药物中，手性化合物占50%以上。 一对对映异构体是两种不同的化合物，它们的化学 性质、物理性质无差别，差别是对偏振光有不同的反 映。一个可以把偏振光向左旋，另一个则把偏振光向 右旋。 偏振光是检验手性分子的一种最常用的方法。
CH 3
OH H H
CH 3
OH
对映异构体为： H
CH 3
对映异构体和非对映异构体名词解释
对映异构体和非对映异构体名词解释嘿，伙计们！今天我们来聊聊一个非常有趣的话题——对映异构体和非对映异构体。
你们知道这是什么吗？别着急，我会给你们解释清楚的。
让我们先来了解一下什么是对映异构体和非对映异构体吧。
哎呀，说到这个话题，我就想起了一句话：“事物总是两面性的”。
对映异构体和非对映异构体就是这样的例子。
它们看起来很相似，但实际上却有着天壤之别。
好了，不多说了，让我们开始吧！我们来看看什么是对映异构体。
对映异构体是指在化学中，两种化合物具有相同的分子式，但它们的原子排列方式不同，导致它们具有不同的物理性质和化学性质。
换句话说，对映异构体就是一对“孪生兄弟”，虽然长得一模一样，但性格却大不相同。
举个例子吧，大家肯定都知道氯丙嗪这个词吧。
氯丙嗪和它的对映异构体丙咪嗪长得非常像，都是由一个氯原子和一个氮原子组成的四面体结构。
但是，氯丙嗪是一种抗精神病药物，而丙咪嗪则是一种镇静剂。
这就是对映异构体的神奇之处，它们看似相似，却有着截然不同的用途。
接下来，我们再来说说非对映异构体。
非对映异构体是指在化学中，两种化合物具有相同的分子式和空间结构，但它们的原子排列方式不同，导致它们具有不同的物理性质和化学性质。
换句话说，非对映异构体就是一对“失散多年的兄弟”，虽然曾经亲密无间，但现在却各奔东西。
还是用氯丙嗪和丙咪嗪的例子来说明吧。
虽然它们长得像双胞胎，但它们的分子式和空间结构是完全一样的。
这就意味着，如果我们能找到一种方法，让氯丙嗪变成丙咪嗪，那么我们就可以利用丙咪嗪的特性来制作出新的药物。
这就是非对映异构体的魅力所在，它们看似无关紧要，但却可能成为改变世界的关键。
当然啦，我们不能忽视对映异构体的重要性。
事实上，很多重要的药物都是通过对映异构体的发现而得到的。
比如青霉素、阿司匹林等。
这些药物之所以能够发挥神奇的疗效，就是因为它们具有对映异构体的特性。
所以说，对映异构体和非对映异构体就像是一枚硬币的正反面，它们共同构成了一个完整的世界。
对映异构体和非对映异构体名词解释
对映异构体和非对映异构体名词解释一、对映异构体和非对映异构体的概念在化学领域，我们经常会遇到一些形形色色的化合物，它们之间的性质和结构有时候会让我们感到非常困惑。
今天，我们就来聊一聊两个与化合物结构密切相关的概念：对映异构体和非对映异构体。
这两个概念听起来似乎很高深莫测，但实际上它们都是可以通过理论知识来解释的。
接下来，我们将从不同的角度来详细阐述这两个概念的含义和区别。
我们来看看什么是对映异构体。
在有机化学中，一个分子的镜像对称性决定了它的立体构型。
如果一个分子的镜像对称性不完全相同，那么它就是非对映异构体。
换句话说，对映异构体是指具有不同立体构型的同分异构体。
这些异构体的物理性质和化学性质往往是不同的，因此在研究过程中需要加以区分。
而非对映异构体则是指具有相同立体构型的同分异构体。
这些异构体的物理性质和化学性质通常是相似的，因此在研究过程中相对容易处理。
这并不是说非对映异构体就没有研究价值，事实上，它们在某些特定情况下也可能表现出独特的性质。
二、对映异构体的成因那么，为什么有些化合物会出现对映异构体呢？这要从分子的结构说起。
在一个分子中，原子之间的连接方式有四种：单键、双键、三键和四键。
这四种连接方式可以组合成各种各样的分子结构。
在这四种连接方式中，只有双键和三键能够形成手性中心。
手性中心是指一个分子中的一个或多个原子，它们的连接方式使得这个分子具有手性。
手性分子是指其镜像对称性的破坏会导致其物理性质发生改变的分子。
当一个分子中有多个手性中心时，它的立体构型就变得复杂起来。
这时，我们需要考虑如何将这些手性中心分配到不同的立体位置上，以便得到一系列具有不同立体构型的同分异构体。
这就是对映过程。
通过对映过程，我们可以将一个复杂的立体体系简化为一系列简单的平面结构，从而更容易地研究它们的性质和相互关系。
并非所有的手性中心都能通过对映过程得到相同的立体构型。
这是因为在对映过程中，手性中心的位置和方向都会发生改变，导致立体构型发生变化。
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(2) CH CH2 (1) Cl C CH3 (4)
最小的甲基连接在水平键上， 朝前，其它三个基团顺时针排 列，因此是S构型；
CH2CH3 (3)
(S)-3-甲基-3-氯-1-戊烯
(4) CH3 (1) Br Cl (2) CH2CH3 (3)
最小的甲基连接在竖直键上， 朝后，其它三个基团顺时针排 列，因此是R构型；
COOH H CH3 HO
COOH H CH3
(S)-乳酸 COOH H3C H (R)-乳酸
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COOH H CH3 OH H
COOH OH CH3
OH
• 根据Fischer投影式判断构型
– 依照次序规则区分出四个基团的大小顺序；
– 看最小基团的指向：若指向后方，其它三 个基团顺时针方向排列时为R构型，反时 针方向为S构型； – 若指向前方，其它三个基团顺时针方向排 列时为S 构型，反时针方向为R构型；
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• 已知绝对构型的手性分子的Fischer投影式
– 以不对称碳原子为中心，将最长的碳链投影在 竖直方向，并使编号最小的碳原子写在上面； – 投影时必须遵循将分子中竖直分布的价键指 向后方，水平分布的价键指向前方； – 按构型在水平方向写出另两个基团；
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COOH H3C H OH HO
COOH HO HO H H COOH COOH COOH H HO OH H COOH 2R,3R HO H COOH H OH COOH 2S,3S
H H
OH OH COOH
III
2R,3S IV
I
II
• I和II是一对对映异构体，III和IV是同一个化合物； • III或IV分子中有对称面，不是手性分子，称为内消旋 体，记为meso；
• 对映异构体混合物常用的分离方法是拆分：用 另一种旋光性化合物与对映体化合物反映生成 两个非对映异构体，这是较容易分离的混合物；
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CH3 H2N CH + H HO
COOH OH H COOH
( )--苯乙胺 CH3 H3N C H H HO COO
(+)-酒石酸 CH3 H C NH3 H HO COO OH H COOH (-)--苯乙胺-(+)酒石酸盐 在甲醇中溶解度小
• 构型异构包括几何异构和旋光异构。
2
4.1 和 4.2
一、旋光现象
• 旋光性质：能使平面偏振光的偏振面发生旋转的 性质；
• 旋光性物质：具有旋光性质的物质； • 旋光度：旋光能力的度量； • 比旋光度：比旋光度是在一定测量条件下，单位 浓度的旋光性物质在单位光程下的旋光度， 用 [ ]t 表示。
5
6
7
COOH HO CH3 H
COOH H CH3 OH
HO H
COOH
HOOC
COOH
OH HO H
COOH H CH3
8
H CH3
OH
CH3
H3C
2，对映异构现象和对映异构体 • 手性分子与其镜象不能重叠，是两个不同的化 合物，这两个化合物是一对对映异构体； • 对映异构体之间构造相同，仅是分子中原子或 原子团在空间的伸展方向不同；
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OH H COOH
(+)--苯乙胺-(+)酒石酸盐 在甲醇中溶解度较大
CHO H CH3 OH
HO
CH3 H CHO I H H3C
OH HO CHO II H
H H H CHO III
H
Cl
H3C
CH3
H H
H
CH3
OH OH
24 OH
OH
9
• 对映异构体之间在熔点、沸点、折光率等物理
性质和多数化学性质上没有差别；但在生物学
上意义重大；
• 对映异构体具有不同的旋光性质，其一使偏振
光左旋（ - ），另一使偏振光右旋（ + ），
两的比旋光度绝对值相同；
• 等量的对映异构体混合物旋光性质抵消，混合 • 外消旋表示为（±）或（d,l） ；
cl
3
1
2
3
4
二、分子的手性与分子结构 1，手性与旋光性
• 手性物质：一个物质的实体与其镜象若不能重叠， 称其有手性； • 有手性的分子称为手性分子，手性分子组成的手 性化合物有旋光性； • 分子有手性是由于分子结构不对称（分子没有对 称面、对称中心等对称因素）； • 连有四个不同原子和原子团的碳原子是手性碳原 子；
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•联苯类化合物： 联苯分子中两个苯环的2、6位上有不同 取代基时，两个苯环不能处于同一个平面上，分子不对称， 从而具有旋光性；尽管分子中也没有手性碳原子；
a a
b b
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三、旋光异构体的性质
• 内消旋体没有旋光性； • 一对对映异构体的等量混合物也没有旋光性， 称为外消旋化； • 非对映异构体之间在物理性质和化学性质个方 面都有很大的差别，而对映异构体之间仅在手 性性质方面有差别: 如旋光性、生物酶活性等；
COOH H H CH2OH 2S,3S H H COOH OH OH CH2OH 2R,3R
H HO COOH OH H CH2OH 2R,3S HO H COOH H OH
HO
HO
CH2OH 2S,3R
• 四个化合物互为异构体，且为两对对映异构体； • 不是对映体的化合物称为非对映异构体；
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• 含两个相同手性碳原子的分子，不能构成两对对 映异构体：
(R)-2-氯- 2-溴丁烷
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• 表示旋光特征时，左旋乳酸标记为(–)-乳酸 （如蔗糖发酵得到的乳酸），右旋乳酸标记为 (+)-乳酸（如从动物肌肉中提取的乳酸）；
• 此旋光特征标记与构型标记不是一回事，
没有任何可供比较的意义；
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4，含两个手性碳原子的化合物 • 含两个不相同手性碳原子的分子具有手性，有两 对对映异构体；
4 对映异构和非对映异构
本章要点 •旋光现象与分子结构的关系； •手性分子的投影表示和Fischer投影式； •手性化合物的种类与性质。
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• 分子构型产生于碳原子及其它原子的原子轨 道空间分布，形成的分子具有空间的特征分 布；
• 构造相同的有机物分子会有不同的构型或构 象；如果因这些不同而产生有机物性质不同， 即产生异构现象：构型异构及构象异构；
• I和III、IV， II和III、IV互为非对映异构体；
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5，不含手性碳原子的旋光性分子
•丙二烯类化合物 ：丙二烯三个双键碳原子中间的一个是 sp杂化，结构中两个双键平面互相垂直，当两端的双键 碳原子都连接不同基团时分子不对称，从而具有旋光性； 尽管分子中没有手性碳原子；
a C b C C
b a
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物没有旋光性，称为外消旋混合物（化合物？）
3，手性碳原子与含一个手性碳原子的分子
• 只含有一个手性碳原子的分子是不对称分 子，此分子有手性； • 手性碳原子的 绝对构型与R/S 标记法：
– 将手性碳原子上的四个原子和原子团按取代基 次序规则排序；
– 将最小的一个远离观察者，看其它的三个按大 小排列的旋转方向：顺时针排列者为R构型， 逆时针者为S构型；