个立体异构体
医学有机化学--第五章立体异构
Br Cl
Cl
CC
Cl
H
Br
(E)-1，2-二氯-1-溴乙烯 顺-1，2-二氯-1-溴乙烯
2020/3/2
9
H C
H3C
CH3 C CH3 CH
CH3
H3C C
H
CH3 C CH3 CH
CH3
(E)-3, 4-二甲基-2-戊烯 顺-3, 4-二甲基-2-戊烯
(Z)-3, 4-二甲基-2-戊烯 反-3, 4-二甲基-2-戊烯
1、确定C*abcd分子，优先顺序a>b>c>d;
2、若最小基d在垂直方向，ab c顺时针时为R 构型；
反之，为S构型。
3、若最小基d在水平方向，ab c顺时针时为 S构型；
反之，为R构型。
a
Rc
b
a dc
d
b
2020/3/2
S
a
a
bc
cd
32
d
b
乳酸
OH COOH CH3 H
COOH
（一）命名法法则： 针对 C*abcd分子
1、根据次序规则，排列成序：a>b>c>d; 2、把最小的d基团放在最远，其它三个朝向自己；
3、观察abc顺序,若呈顺时针为R-构型；呈逆时针
为S-构型。
a
a
2020/3/2
d
b
c
d
c b
a b c顺时针 a b c逆时针
R-构型
S-构型
31
（二）由费歇尔投影式确定R/S构型的方法
CH3
2020/3/2
6
③当取代基为不饱和基团时，则把双键、三键原子 看成是它以两个或三个单键与相同的原子相连。
α构型和β构型
α构型和β构型α构型和β构型是有机化学中常见的两种立体异构体。
它们的区别在于它们的立体结构不同，因此它们在物理性质和化学性质上也有所不同。
本文将详细介绍α构型和β构型的定义、结构、性质以及应用。
一、定义1. α构型α构型是指具有环糖分子内部氧原子和羟基取向相反的立体异构体。
具有α构型的环糖分子称为α环糖。
2. β构型β构型是指具有环糖分子内部氧原子和羟基取向相同的立体异构体。
具有β构型的环糖分子称为β环糖。
二、结构1. α-葡萄糖α-葡萄糖是一种六元环状分子，其化学式为C6H12O6。
在α-葡萄糖中，羟基与碳原子上方或下方的氧原子形成了一个平面内呈现出“椅形”结构，其中一个羟基位于平面上方，另一个羟基位于平面下方。
2. β-葡萄糖β-葡萄糖也是一种六元环状分子，其化学式为C6H12O6。
在β-葡萄糖中，羟基与碳原子上方或下方的氧原子形成了一个平面内呈现出“椅形”结构，其中两个羟基位于平面上方或下方。
三、性质1. 物理性质α构型和β构型在物理性质上有所不同。
例如，它们的溶解度和熔点都不同。
以葡萄糖为例，α-葡萄糖的溶解度比β-葡萄糖高，而β-葡萄糖的熔点比α-葡萄糖高。
2. 化学性质α构型和β构型在化学性质上也有所不同。
例如，在酸催化下水解反应中，α-葡萄糖比β-葡萄糖更容易被水解。
此外，在一些生物过程中，如淀粉分解和酵母发酵中，α-构型和β-构型也有不同的反应速率。
四、应用1. 食品工业α构型和β构型在食品工业中有广泛的应用。
例如，在制作冰淇淋时，添加一定量的α-半乳糖可以提高冰淇淋的口感和质地。
此外，α-半乳糖还可以用于制作甜味剂和增稠剂。
2. 医药工业α构型和β构型在医药工业中也有一定的应用。
例如，α-葡萄糖是一种重要的能量来源，在体内被分解为葡萄糖，供给身体所需的能量。
另外，β-葡萄糖还可以用于制作口服药物的填充剂。
3. 其他领域除了食品和医药工业外，α构型和β构型在其他领域也有应用。
例如，在纺织工业中，α-半乳糖可以用于染料固定剂；在化妆品工业中，α-半乳糖可以用于保湿剂。
第十三章章 立体异构
第十三章立体异构学习目标掌握立体异构、顺反异构、旋光异构、构象异构的定义，产生顺反异构的条件和命名方法，手性分子的判断，旋光异构的表示方法和命名；熟悉构象异构的产生、表示方法及重叠构象、交叉构象、稳定构象、优势构象等基本概念。
了解顺反异构和旋光异构在性质上的差异及在医药上的应用。
有机化合物普遍存在同分异构现象，这是构成有机化合物种类繁多、结构复杂的原因之一。
分子的结构包括构造、构型和构象。
分子的构造是指有机化合物分子中的原子或原子团相互连接的顺序和方式。
分子的构型是指具有一定构造的分子中，由于原子在不同方向的连接所引起的原子或原子团在空间的排列方式。
分子的构象是指具有一定构型的化合物分子，由于单键的旋转或扭曲所产生的原子或原子团在空间排列方式。
分子组成相同，由于原子和原子间的连接方式不同而引起的异构现象称为构造异构。
前面各章介绍的碳链异构、位置异构、官能团异构、互变异构，都属于构造异构。
各种构造异构所形成的同分异构体之间，分子组成相同，但原子的连接方式不同。
分子组成相同，由于原子或原子团在空间的排列方式不同而引起的异构现象称为立体异构。
立体异构体的分子中，原子与原子间的连接方式相同，只是空间排列方式不同，这是与构造异构不同之处。
立体异构可分为构型异构和构象异构，构型异构又包括顺反异构和旋光异构。
同分异构的分类总结如下：分子的立体结构与其性质关系密切，同种化合物的不同异构体在性质上存在一定的差异，生理作用就可能不同。
学习立体异构方面的有关知识，对今后学习药学方面的专业课程十分必要。
第一节顺反异构一、 顺反异构在含有双键的有机物分子中，由于双键是由一个σ键和一个π键组成的，双键的旋转必然破坏π键，因此双键的旋转就受到了限制。
连在双键碳原子上的原子或原子团就会有不同的空间排列方式，即可以产生不同的构型。
例如：2-丁烯有两种不同的构型，可分别表示为：顺-2-丁烯 反-2-丁烯熔点-139.4℃ 熔点-105.4℃同理，在脂环化合物中的环内碳原子，由于受环本身的限制，不能绕碳碳单键旋转，当有两个或两个以上的成环碳原子所连的基团不同时，就会有不同的空间排列方式。
有机化学中的异构体
有机化学中的同分异构同分异构体包括构造异构体与立体异构体而构造异构体中包括碳架异构、位置异构、官能团异构。
立体异构又包括构象异构与构型异构。
(一)立体异构一、构象异构1、定义由于高分子链的构象不同所造成的异构体,又称内旋转异构体。
注:(1)小分子的稳定构象数=3^(n-3) (n为分子中单键碳原子数目,n>2)(2)高分子的可实现构象数远小于3^(n-3),但一个高分子的可实现构象数远多于一个小分子的稳定构象数(因高分子的n值很大)。
2、构象与构型的主要区别(1)、从起因方面瞧,构象就是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式;构型就是由化学键所固定的原子空间排列方式。
(2)、从改变方面瞧,构象发生改变时不虚破坏化学键,所需能量较少(有时分子的热运动就足够),较易于改变;而构型发生改变时需要破坏化学键,所需能量较大,不轻易改变。
(3)、从分离方面瞧,不同的构象不能用化学的方法分离,而不同构型可以用化学的方法分离。
(4)、从数目方面瞧,稳定构象数只具有统计性,且稳定构象数远多于有规构型数;而有规立构的构型数目可数。
3、晶体中的高分子链构象晶体中的分子链构象有螺旋形构象、平面锯齿形构象等。
(1)、两个原子或基团之间距离小于范德华半径之与时,将产生排斥作用。
(2)、分子链在晶体中的构象,取决于分子链上所带基团的相互排斥或吸引作用的情况。
(3)、有规立构高分子链在形成晶体时,在条件许可下总就是尽量形成时能最低的构象形式。
(4)、基本结构单元中含有两个主链原子的等规聚合物,大多倾向于形成螺旋体构象。
(5)、若存在分子内氢键,将影响分子链的构象。
4、溶液中的高分子链构象(1)、高分子溶液中,除了刚性很大的棒状分子之外,柔性分子链大多都呈无规线团状。
(2)、当呈螺旋形构象的高聚物晶体溶解时,可由棒状螺旋变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。
二、构型异构构型异构:就是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。
立体异构
COOH HO H H OH COOH 2S, 3S HO HO
COOH H H COOH 2S, 3R
COOH OH H H OH COOH
由于内消旋体的存在使对映体数目< 2n
内消旋体 ---- 分子中虽有手性碳原子，但因有对称因素而使旋 光性在内部抵消，成为不旋光的物质(纯净物） 外消旋体----等量的左右旋体构成的混合物
正丁烷分子中，有三个C—C σ 键可以旋转，若选择C2—C3 单键旋转，可产生四个极限构象：
四种极限构象的稳定性次序为：全交叉式 ＞ 斜交叉式 ＞ 部 分重叠式 ＞ 全重叠式
但它们之间的位能相差不大，常温时可以相互转变，达到动 态平衡。
环已烷也存在椅式和船式两种构象
He Ha
椅式 0 kJ/mol
Cl CH3 H H
.
H H Cl CH3
H H CH3 Cl
镜子
.
Cl CH3 H
Cl CH3 H
.
H H Cl CH3
转换为
H
H
实物分子
镜像分子
能够重合
分子中存在对称中心，该分子的镜像可以与实物重合
具有对称面的分子，不具有手性 ; 具有对称中心的分子和它的镜像能够叠合，不具有手性 。 对称中心的影响大于对称面(i>)
CH3 H Cl Cl H C2H5
CH3 H Cl Cl H C2H5
CH3 Cl H Cl H C2H5
【典型例题】
例1、指出下列化合物哪些具有旋光性。
分析：分子的手性 特征是其具有旋光性的 充分和必要条件。此题 主要是判断分子是否具 有手性。（1）含有一个 C*。含有一个C*的化合 物一定具有旋光性。 （5）、（6）中两个双 键（或两个环）所在平 面相互垂直，整个分子 没有对称面和对称中心， 因此是手性分子，具有 旋光性。
有机化学基础知识点整理立体异构与手性化合物
有机化学基础知识点整理立体异构与手性化合物有机化学基础知识点整理立体异构与手性化合物介绍：有机化学是研究有机物的结构、性质和反应的学科。
其中，立体异构与手性化合物是有机化学中的重要概念。
本文将为您整理基础的有机化学知识点，重点探讨立体异构和手性化合物。
一、立体异构1.1 定义立体异构是指分子的空间结构相同，但是在立体构型方面存在不同的化学物质。
即同一分子式的化合物，其空间结构不同，化学性质和物理性质也会相应变化。
1.2 分类1.2.1 构型异构构型异构是指分子内部原子的排列方式不同，导致空间结构也不同。
主要有以下几种形式：1.2.1.1 同分异构同分异构是指同种原子通过共价键连接，在排列或转动时可形成不同的构型。
如顺反异构、轴官能团异构等。
1.2.1.2 二面角异构二面角异构是指由于碳链之间存在着特定的旋转角度，分子在空间中不同部位产生不同构型的异构体。
如转平面异构。
1.2.2 空间异构空间异构是指构成分子的原子的连接方式不同，导致分子空间结构不同，无法通过旋转或转动使其重合。
主要有以下几种形式：1.2.2.1 键位置异构键位置异构是指在分子中，原子的连接方式或位置不同，导致分子的空间结构也会不同。
如环异构。
1.2.2.2 空间位阻异构空间位阻异构是指分子内部的原子或官能团由于空间位阻的影响，影响了分子的空间构型，从而导致异构体的产生。
二、手性化合物2.1 定义手性化合物是指分子或物体不重合与其镜像体的物质。
手性化合物包括手性立体异构体和不对称分子。
2.2 手性中心手性中心是指分子中一个碳原子与四个不同基团连接。
手性中心是产生手性的必要条件。
根据手性中心的性质，分子可以分为两种类型：2.2.1 单手性中心单手性中心的分子有两个镜像异构体，即L体和D体。
2.2.2 多手性中心多手性中心的分子有2的n次方个立体异构体，其中n为手性中心的个数。
2.3 光学异构体光学异构体是指由于手性中心的存在而产生的非重合的光学异构体。
第四章 立体异构
Cl
C CH3
C Br
CH3
C
C H
(E)- 2-氯-1-溴丙烯
(Z)- 2-氯-1-溴丙烯
2. 次序规则
（1）将与双键碳原子直接相连的原子按原 子序数大小排列，原子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数大者为“较优”基 团；若为同位素，则质量高者为“较优”基团。
I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > D > H
H C CH3
这种在有双键或环状结构的分子中，由于旋转受阻 使与双键或环相连接的原子或原子团在空间的排布方式不 同所引起的立体异构现象叫做顺反异构现象。各种异构 体互称为顺反异构，又称几何异构。
2.产生顺反异构的原因和条件
产生的原因：由于双键中的π键限制了σ键 的自由旋转，使得两个甲基和两个氢原子在空间 有两种不同的排列方式。
三、含一个手性碳原子的化合物的旋光异构
1．对映体和外消旋体 H3C
C
CH3 H HO
C
HOOC
H OH
COOH
乳酸的一对对映体（透视式） 对映体：互为实物和镜像关系的异构体叫做对 映异构体，简称对映体。
外消旋体；它们的等量混合物可组成一个外消 旋体，用（±）表示 。外消旋体无旋光性。
2．构型的表示方法
构象的两种表示方法
透视式
H
H H C H H C H H
H C H H H
C H
交叉式
重叠式
纽曼投影式：
H H H H
H H
H H
HH
H H
交叉式
重叠式
交叉式构象为优势构象
乙烷处于交叉式构象时，两个碳 上的氢原子相距最远，相互排斥力最 小，因而内能最低。重叠式构象内能 最高。但二者内能相差仅12.5kJ/mol， 室温时，分子热运动所提供的能量就 能使各个构象相互转化，因而不能分 离出乙烷的某一构象异构体。
第三章 立体化学讲解
优势构象
叔丁基是一个很大的基团，一般占据e键。
某些取代环己烷，张力特别大时，环 己烷的椅式构象会发生变形，甚至会 转变为船式构象
CH3
H
H3C
CH3
C
H
C(CH3)3 C(CH3)3
C(CH3)3 H
椅式
船式 优势构象
一般对优势构象的讨论，只是从取代 基的体积影响进行分析，对于烷基这类基 团来说是正确的。但有时非键合原子间的 其它作用力 如偶极-偶极间的电效应也会 影响分子的构象稳定性。
109o28'
60o
105o
3.3.1Baeyer张力学说
当碳原子的键角偏离109°28′时，便会产生一种 恢复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离 正常键角越多，张力就越大。
偏转角度=
109°28′内角
2
N=3 4 5 6 7
偏转角度
24o44’ 9o44’ 44’ -5o16’ -9o33’
…… n个C*
…………
AB+ B-
C+ C- C+ C-
D+D- D+D-D+D-D+D-
…………
2 4
8 16 …… 2n
例如: 一个C* 二个C* 三个C*
R\S RR\SS RS\SR RRR\SSS RRS\SRR RSR\SRS RSS\RRS
（2）非对映体
不呈镜影关系的旋光异构体为非对映异构体。非对映体具有不 同的旋光性，不同的物理性质和不同的化学性质。
立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的 次序相同，但在空 间的排列方向不同而引起的异构体。
3.1 轨道的杂化和碳原子价键的方向性
立体化学一异构体的分类
COOH
H
OH
H
COOH
H
OH
CH 2OH D-(+)-甘油醛
CH 2 OH
a
CH 3 D-(-)-乳酸
20
2. R / S标记法
OH
OH
H
CHO H OH
C2HO H
R
C2H5 H
C H3
R
CHO
H
OH
C2HO H
a
C H3 C2H5
S
H HO
CHO
C2HO H
21
D,L标记的是相对构型，R,S标记的是绝对构型
旋光方向，还是依靠测定。
a
22
五、含两个手性碳原子化合物的对映异构 1. 含两个不同手性碳原子化合物的对映异构
1
-
COOH
1
COOH
HO
HO 2 H
H2
Cl 3 H
H 3 Cl
4COOH
(2R,3R)
4COOH (2S,3S)
1
2
1
COOH HO 2 H
H 3 Cl 4COOH
(2R,3S)
3
-
1
COOH
COOH
(1)
(2)
(3) (+)-酒石酸
mp
(+)-酒石酸 170oc
(-)-酒石酸
170oc
()-酒石酸 (dl) 206oc
meso-酒石酸 140oc
[]D(水) +12.0 -12.0 0 0
溶解度(g/100ml) 139 139 20.6
a 125
COOH HO H (S)
H OH (S)
(最新整理)大学有机化学之立体异构
号碳原子放在上方。
2021/7/26
26
COOH C3H
OH
H
OH
H OH HO H H 3C COO HO HOC C 3HH C3H
C3H
COOH H
OH COO
(Ⅰ )
(Ⅱ )
(Ⅲ )
(Ⅳ )
(V )
如何判定不同Fischer投影式是否为同一构型？
1．不离开纸平面旋转180˚投影式相同，构型相 同，如(Ⅰ)和(Ⅱ)，(Ⅲ)和(Ⅳ)。
2021/7/26
12
第二节 对映异构 对映异构又称旋光异构或光学异构。
从动物肌肉中提取出的乳酸和糖发酵所得的乳
酸 ， 具 有 相 同 的 结 构 式 CH3－CH(OH)－COOH。 但前者能使平面偏振光向右旋转，叫做右旋乳酸；
后者却能使平面偏振光向左旋转，叫做左旋乳酸。
旋光性不同的异构体，对人和机体的生理效 应和药理效应常常是不同的。如右旋维生素C有 抗坏血病的作用，而左旋体则没有；左旋氯霉素 治疗伤寒等疾病有效，右旋体则几乎无效。
2021/7/26
2
同分异构的分类归纳如下：
同分异构
碳链异构
位置异构
结构异构 官能团异构
互变异构
价键异构
顺反异构
构型异构
立体异构
对映异构(旋光异构，光学异构)
构象异构
2021/7/26
3
第一节 顺反异构 一、顺反异构的概念和形成条件
丁烯二酸：
H
COOHH
H
CC
CC
HOOH C
HOOC COOH
延胡索酸
2021/7/26
H CCC 3H HOO H C
反-2-丁烯酸
液相色谱 异构体-概述说明以及解释
液相色谱异构体-概述说明以及解释1.引言1.1 概述液相色谱（HPLC）是一种常用的分离和分析技术，具有高效、高灵敏度和高分辨率的优点。
在化学和生物学领域，异构体是一种普遍存在的现象。
它们是由相同组分的分子构成，在化学结构上存在差异。
异构体的分离和鉴定对于理解化学反应的机理、探究药物的性质以及研究生物学中的多样性具有重要意义。
异构体的概念可以通过对化学结构的分析和比较来描述。
化学上，异构体可以由原子的空间排列或者官能团的位置引起，从而影响它们的物理和化学性质。
由于异构体之间的微小差异，常规的分析方法往往无法有效区分它们，这就需要借助精密的分离技术来解决这一问题。
液相色谱技术作为一种重要的分离方法，广泛应用于异构体的分离和鉴定。
它通过将混合物溶解在移动相中，利用分子在固定相上的亲和性不同而实现分离。
在液相色谱中，固定相可以是多种材料，如硅胶、聚合物等，而移动相可以根据需求进行调整，以实现对异构体的选择性分离。
不同的异构体在液相色谱中表现出不同的潜力和保留行为，这为鉴定和分析提供了重要的信息。
通过控制液相色谱的条件，如流速、洗脱剂的组成和pH值等，可以实现对异构体的有效分离和定量。
液相色谱技术的高分辨率和高灵敏度使得它成为研究和分析异构体的首选方法。
本文旨在探讨液相色谱在异构体分离和鉴定中的应用。
我们将详细介绍液相色谱技术的原理和操作步骤，并通过实例展示其在解决异构体分离难题中的优势。
同时，我们将讨论异构体分离的重要性以及液相色谱在异构体研究领域的潜在应用。
通过本文的学习，读者将能够更好地理解和利用液相色谱技术，在化学和生物学研究中开展异构体分离和分析工作。
1.2文章结构文章结构：本文将分为三个主要部分来讨论液相色谱在异构体分离中的应用。
首先，我们将介绍异构体的概念，包括其定义、类型和重要性。
然后，我们将详细探讨液相色谱技术，包括其原理、优点和常用方法。
最后，我们将讨论异构体分离的重要性以及液相色谱在该过程中的应用案例。
3.3 立体异构现象
1/253.3.1 手性，对称性，对称轴，对称面和对称中心。
动画由WebMO Molecule Editor程序生成2/143.3.1 手性，对称性，对称轴，对称面和对称中心一、手性和旋光性碳原子与4个不相同的原子或基团相连时，例如α－羟基丙酸（俗名乳酸），就有两种构型异构体。
乳酸S‐构型R‐构型当一个化合物与其镜相不重合进，那么该化合物和其镜相之间称为对映异构体。
一个碳原子上连有四个不同的取代基的时候，这四个不同取代基有两种排列方式，这个碳原子被称为不对称碳原子，用C*表示。
动画由WebMO Molecule Editor程序生成3/14很多的天然产物都是具有手性的，比如氨基酸、葡萄糖、蔗糖和药物。
庶糖奈普生青蒿素3.3.1 手性，对称性，对称轴，对称面和对称中心一、手性和旋光性。
动画由WebMO Molecule Editor程序生成4/14对映异构体的物理性质和通常的化学性质都是相同的，但在手性环境下，化学性质往往不相同。
另外，其生物活性可能差异极大。
s-异丙甲草胺r-异丙甲草胺（除草活性）（无除草活性）r-thalidomide s-thalidomide (孕妇镇静剂) (强致畸物质)反应停NN OOHHOON N3.3.1 手性，对称性，对称轴，对称面和对称中心一、手性和旋光性。
5/143.3.1 手性，对称性，对称轴，对称面和对称中心一、手性和旋光性1. 偏振光普通光平面偏振光光是一种电磁波，它振动着前进，振动方向垂直于前进方向。
普通光在所有可能的平面上振动。
如果使单色光通过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，这种光就是平面偏振光。
Nicol 棱镜示意图。
6/143.3.1 手性，对称性，对称轴，对称面和对称中心一、手性和旋光性2. 旋光性偏振光旋转的角度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、所用的溶剂的关系。
异亮氨酸的所有立体异构 解释说明
异亮氨酸的所有立体异构解释说明1. 引言1.1 概述在生化领域中，异亮氨酸是一种重要的氨基酸，具有多种生理功能和应用价值。
异亮氨酸分子具有立体异构现象，即同一分子在空间中可以存在不同的立体构型。
这些不同的立体异构形式对异亮氨酸的性质、生物活性以及化学反应特性等方面产生重要影响。
1.2 文章结构本文将首先介绍异亮氨酸的简介，包括其化学结构和一般特性。
然后解释立体异构的概念，并详细探讨异亮氨酸可能存在的主要立体异构形式。
接下来，将重点关注立体异构对异亮氨酸性质的影响，包括生物活性差异分析、生物合成途径研究以及化学反应特性比较等方面。
此外，还将探讨缺乏某种立体异构对异亮氨酸所带来的原因和影响，并评估其在应用前景中的作用。
最后，在总结部分总结本文内容，并提出存在问题及改进建议，并展望后续研究方向。
1.3 目的本文旨在全面探讨异亮氨酸的立体异构现象，阐明不同立体异构形式对其性质和应用的影响。
通过深入了解异亮氨酸的立体异构，可以为进一步研究其生理功能、生物合成途径以及开发相关应用提供参考。
此外，本文旨在引起读者对于立体化学在生物领域中的重要性以及其潜在应用的关注，并为未来的研究提供借鉴和指导。
2. 异亮氨酸的立体异构：2.1 异亮氨酸简介：异亮氨酸（Isoleucine）是一种重要的氨基酸，在蛋白质合成和生物代谢中扮演着重要角色。
它具有两个手性碳原子，因此可以存在多种立体异构体。
2.2 立体异构概念解释：立体异构指的是分子结构相同但空间排列不同的化学物质。
对于异亮氨酸而言，其两个手性碳原子上的基团可以以不同的方式连接，形成不同的立体异构体。
2.3 异亮氨酸的主要立体异构形式：异亮氨酸主要存在以下几种立体异构形式：a) L-异亮氨酸：这是天然界广泛存在且生物活性最高的形式。
L-异亮氨酸在蛋白质合成中起到重要作用。
b) D-异亮氨酸：这是与L-异亮氨酸结构镜像对称的形式。
虽然在自然界中很少发现，但D-异亮氨酸在合成药物和肽类药物研究中具有重要价值。
立体异构体数目的计算
立体异构体数目的计算
在计算机科学中，三维异构体的数量是指物体以x，y和z三个维
度组合而成的结构体的数量。
在实际的3D异构体中，要计算得到每个
结构体数量往往要使用穷举法或其他算法。
比如，若要计算某一盒子
内部某某三维结构数目，就要对每一个点都进行计算：对每个空间点，计算其周围的结构体，最终统计出三维异构体的总数即可。
当然，在
进行统计计算时，也要考虑物体的边界条件，否则容易出错。
比如，
在一个长方体的边界旁边的任意位置，继续跟踪其周围结构体将不会
有任何可能性可以USEP。
4 立体异构
四、对映异构体的标记
（一） D/L相对构型标记法：以甘油醛为标准。
CHO H OH CH 2OH
—OH在横线右端 D-(+)-甘油醛
CHO HO H CH 2OH
—OH在横线左端
L-(-)-甘油醛
注：标准的Fischer投影式
从D型甘油醛
从L型甘油醛 [O]
反应
化合物(D型);
化合物(L型) 。
无旋光性 异构体数目计1个 纯物质
无旋光性 计 2个 混合物(拆分)
六、不具有手性碳原子化合物的对映异构
1.丙二烯型化合物
a≠b, d≠e, 手性
2,3-戊二烯
H3C C H C C
CH3 H
H3C C H C C
CH3 H
2. 联苯型化合物（不作要求）
总结：
产生对映异构现象的原因：分子的手性。
旋光性: 物质能使偏振光的振动面旋转的性质。
手性分子具有旋光性，具有旋光性的分子有手性。
旋光仪
旋光性物质
右旋物质：“d‖ or ―+‖
左旋物质：“l‖ or ―-‖
对映异构体又称为旋光异构体或光学异构体
（二）旋光度和比旋光度[]Dt
旋光度 ：偏振光振动面旋转的角度 影响的因素： 物质的分子结构 溶液的浓度—— ρ（g/ml） 盛液管的长度—— l（dm） 光的波长 ——光谱中的D线（即钠光λ=589nm） 测定的温度—— t 比旋光度[]Dt : 是旋光性物质特有的一种物理常数。 果糖溶液： []D20 = - 92.8°
CH3
H
OH
CH3
OH H
(1) HO
(2) H
异构体的分类
异构体是指以化学结构相似但空间排列不同的分子，它们的分类可以根据它们的结构类型和差异程度进行。
一般而言，异构体可以分为以下几类：
位置异构体（position isomers）：这种异构体指的是在分子中化学基团的位置不同，比如2-丙醇和1-丙醇就是位置异构体。
构造异构体（constitutional isomers）：这种异构体指的是化学结构不同的分子，因为它们的原子组成或键的连接方式不同。
比如，在分子式为C3H6O的分子中，丙酮和乙醛就属于构造异构体。
立体异构体（stereoisomers）：这种异构体指的是有着相同分子式和分子结构的分子，但它们的立体结构不同。
主要分成两种类型，一种是光学异构体（optical isomers）、另一种是对映异构体（enantiomers），常常用手性来描述其特征。
动力学异构体（kinetic isomers）：这种异构体指的是在反应条件下化学反应路径和产物不同，在分子的动力学行为引起结构上不同的分子。
例如轴向对称化反应和不对称化反应。
总的来说，异构体是指在分子结构上略有差异但具有相同原子组成的分子形式。
它们之间的分类，通常基于不同的差异类型，例如位置、构造、立体或动力学方面的差异程度进行划分。
几何立体异构体
几何立体异构体
分子中原子或原子团互相连接次序相同,但空间排列不同引起的异构体称为立体异构体.立体异构体分为两大类：因键长,键角,分子内有双键、有环等原因引起的立体异构体称作构型异构体；仅由于单键旋转引起的立体异构体称作构象异构体.
因双键或成环碳原子单键不能自由旋转而引起的异构体叫几何异构体,也叫顺反异构体.例如乙烯的四个氢原子如果被不同的基团取代,那么由于乙烯是平面构型,因而就会有两种不同的原子排布,具体命名要用到ZE命名法,可以参考那一方面书籍.又如环己烷中有两个碳原子连的氢原子被其他基团取代,那么这两个取代基可能在六元环的一边,也可能在两边.这也叫几何异构,命名时用顺反注明.一部分无机配位化合物也存在几何异构的现象.。
12环己二醇的立体异构
12环己二醇的立体异构
12环己二醇是一种有机化合物，其分子式为C12H26O2。
它由12个碳原子、26个氢原子和2个氧原子组成。
这种化合物具有多个立体异构体，即它们的分子结构相同，但空间构型不同。
让我们来描述一种可能的立体异构体。
在这个异构体中，12环己二醇的分子呈现出一个螺旋状的结构。
每个碳原子都与两个相邻的碳原子和一个氧原子相连接，形成一个稳定的环状结构。
这种立体异构体具有高度的对称性和稳定性，使得它在化学反应中具有特殊的性质和应用。
接下来，让我们描述另一种立体异构体。
在这个异构体中，12环己二醇的分子呈现出一个扁平的结构。
每个碳原子都与三个相邻的碳原子和一个氧原子相连接，形成一个扁平的环状结构。
这种立体异构体具有较低的对称性和稳定性，使得它在化学反应中表现出与前一种异构体不同的性质和应用。
还存在其他形式的立体异构体，它们的分子结构可能更加复杂且多样化。
这些立体异构体的存在使得12环己二醇具有多种化学性质和应用，例如作为溶剂、催化剂、表面活性剂等。
12环己二醇具有多种立体异构体，它们的空间构型不同，但分子结构相同。
这些立体异构体赋予了12环己二醇不同的化学性质和应用。
我们对这些立体异构体的深入研究可以进一步扩展我们对12环己二
醇的理解，并为其在化学工业中的应用提供更多的可能性。
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ISOMERS
LIYING
2020/3/5
Atomic connectivities
立体异构体
Same
Different
Mirror images
STEREOISOMERS
STRUCTURAL ISOMERS
Non-mirror
构造异构体
images
ENANTIOMERS (related by inversion)
1. 不能离开纸面翻转。翻转180。，变成其 对映体。
2. 在纸面上转动90。，变成其对映体。 3. 在纸面上转动180。构型不变。 4. 保持1个基团固定，而把其它三个基团
顺时针或逆时针地调换位置，构型不变。
LIYING
2020/3/5
Fisher投影式转换规则（2）
5. 任意两个基团调换偶数次，构型不变。 6. 任意两个基团调换奇数次，构型改变。
LIYING
2020/3/5
HO H
CH3
Fischer投影式的画法及其含义
1. 把横向的基团朝外，竖向的朝里。 2. 编号小的基团（主要官能团）朝上。 3. 用光对准分子模型垂直纸面照射，手性
碳用十字交差点表示。 Fischer投影式: “横外竖里”
LIYING
2020/3/5
Fischer投影式的转换规则
2）. 螺环化合物
类似于丙二烯型化合物
a b
c d
a b ,c d时， 存在对映体
LIYING
2020/3/5
H HOOC
CH3 COOH
3） 把型（柄型）化合物
HOOC
(CH2)10
LIYING
2020/3/5
p-十次甲基苯-2-甲酸
第三节 构型的R、S命名规则
1955年，Cahn－Ingold－Prelog，提出次序 规则。按照次序规则确定手性碳原子所连 四个基团的优先次序，假定为①>②>③> ④ , 如果除最小（优先次序排在最后）的基 团外，从最小基团的对面观察，其它三个 基团按顺时针排列的为R型，逆时针排列的 为S型。
无光学活性的判据。
C2:
Cl
H
CC
H
Cl
HH C4: H H H H
HH
LIYING
2020/3/5
正n边形有n重对称轴
HH
HH
C6:
C2: H
Cl Cl
H
Cl H H Cl
一般地说，物质分子凡在结构上具有对
称面或对称中心的，就不具有手性
LIYING
2020/3/5
第三节 常见类型有机物的对映异构
充分必要条件
从分子模型判断分子手性，虽然直 观，但很麻烦。 因而从微观分子的对称性入手。
1. 对称面（）：凡有对称面的分子，不具 有旋光性，也没有对映异构体。
LIYING
2020/3/5
对称面
H
C
CH3
Cl
Cl
1,1-二氯乙烷
Cl H CC
H
Cl
(E)-1,2-二氯乙烯
该分子的对称面 即分子平面
平面偏振光
LIYING
2020/3/5
普通光
Nicol棱镜 （起偏镜）
检偏镜
二、旋光仪和比旋光度 1. Optical Activity
入射光
LIYING
2020/3/5
样品管
透射光
2. 旋光仪 The Polarimeter
起偏镜
样品管 检偏镜
钠光灯
平面偏振光
LIYING
2020/3/5
光平面旋转
2020/3/5
如何确定基团的优先次序？
Sequence Rule
❖SEQUENCE RULE 1: If the four atoms attached to the chiral carbon are all different, priority depends on atomic number, with the atom of higher atomic number receiving the higher priority. 原子序数
第三章 立体化学 (Stereochemistry)
LIYING
2020/3/5
对映异构 (Stereoisomers)
构造异构
同分异构
LIYING
2020/3/5
立体异构
碳链异构 位置异构
官能团异构
互变异构 构型异构 构象异构
顺反异构 对映异构
异构现象
ISOMERISM
Same molecular formula
LIYING
2020/3/5
四、不含手性碳原子化合物 的
对映异构
1. 丙二烯型化合物
a
c
bC C C d
当a b, c d时，
分子既无对称面， 也无对称中心， 因而有旋光性。
CH3 HC C
C CH3
H
LIYING
2020/3/5
2. 阻转型化合物
1）联苯型化合物 2,2’,6,6’位上有体积较大的基团时， 苯环间的单键不能自由旋转，两个苯环
LIYING
2020/3/5
构型的标定
Specification of Configuration
LIYING
2020/3/5
1
2
C 4
3
R
2
1
C 4
3
S
A
A>B>C>D
A
B
D C
B
D C
counterclockwise ---- S
A A
D C
D B
C
B
clockwise ---- R
LIYING
2020/3/5
Optical Isomerism
旋光异构现象
❖Difference in the way that isomers interact with polarized light
➢Differences arise from molecular symmetry properties
(from frankincense) 乳香
CH3
邻乙酰基-b-乳香酸
H3C
CH3
CH3
CH3
H
O
CH3
H3C C O
11
H3C COOH
How many stereocenters can you find?
LIYING
2020/3/5
对映体
镜面
LIYING
2020/3/5
一对对映体（互为镜像）
3. 比旋光度 Specific Rotation
LIYING
2020/3/5
[t
cl
（＋） 表示 右旋， （－） 表示 左旋
：旋光度；[]：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
第二节 对映异构现象与 分子结构的关系
LIYING
Br
* CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 C CH2 CH2 CH2 CH3
H
LIYING
2020/3/5
Locating a Stereocenter
O
* CH3
H
LIYING
2020/3/5
Locating a Stereocenter
H
CH3
no stereocenter
LIYING
3-氯-2-丁醇
CH3
CH3
H C OH HO C H
H C Cl Cl C H
CH3
CH3
enantiomers
CH3 HO C H
CH3 H C OH
H C Cl Cl C H
CH3
CH3
enantiomers
LIYING
2020/3/5
diastereomers
How Many Stereoisomers Are Possible?
对映体
CH2CH3
C
H3C
Cl
H
I
LIYING
2020/3/5
CH2CH3
Cl
镜面
C CH3
H
II
二、手性和对称因素
“足球分子” C60：含20个正六边形和 12个正五边形
C-60
C60
C70
LIYING
2020/3/5
C60
LIYING
2020/3/5
分子的手性（而不是手性碳）是 其具有旋光性和对映异构现象的
对映体 (Enantisomers)
❖Isomers that are non-superimposable
mirror-images
非叠加镜面
LIYING
2020/3/5
W
C
X
Y
Z
W
C
Y
X
镜面
Z
对映体
CH2CH3
C
H3C
Cl
H
I
LIYING
2020/3/5
CH2CH3
Cl
镜面
C CH3
H
II
第一节 物质的旋光性
2020/3/5
Coniine: The Compound that 毒芹碱 Killed Socrates
H
* N
CH2
CH3
CH2
LIYING
2020/3/5
Is there a stereocenter?