第一节 有机化学中的构象和顺反异构
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和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和构型异构。
（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）、从起因方面看，构象是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式；构型是由化学键所固定的原子空间排列方式。
（2）、从改变方面看，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）、从分离方面看，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）、从数目方面看，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和时，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：是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。
包括顺反异构、对映异构（也称为旋光异构）等1、对映异构：互为镜像关系的立体异构体,称为对映异构体 (enantiomers,简称为对映体). 对映异构体都有旋光性,其中一个是左旋的,一个是右旋的. 所以对映异构体又称为旋光异构体.简单的说也就是两个异构体之间的关系就如同一个物体的立体结构在照镜子，这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体。
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。
有机化学复习提纲
第三讲有机化合物的命名Outline1、普通命名法2、系统命名法3、各类有机化合物的命名（1）烃的命名（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、环烷烃）（2）卤代烃的命名（3）含氧化合物的命名（醇，酚、醚、醛、酮、醌、羧酸）（4）羧酸衍生物（酰卤、酸酐、酯、酰胺）和取代羧酸（卤代酸、羟基酸、酮酸、氨基酸）的命名优先次序原则：1、将直接连在双键碳原子上连个院子按原子序数大小为序排列。
大的优先，小的在后。
同位素原子以质量大的优先2、与双键碳原子相连的两个原子相同时，比较连在这两个原子上的其他原子，若第二个也相同则比较第三个，原子序数较大者优先。
3、与双键碳原子相连的基团有双键或三键是，可见其看作连接两个或三个相同的院子ZE命名：两个碳上的优先基团在双键同侧，Z型，异测E型单螺环烷烃的系统命名：双环桥环烷烃的系统命名：对映异构体构型的命名D、L命名：RS命名：1、将连在手性碳原子上的四个基团按次序规则排序，优先的在前；2、将次序最低的集团远离观察者，其他三个基团沿顺时针具有R构型，逆时针为s构型。
采用费歇尔投影式时，若次序最低的院子或基团处于垂直方向上，顺时针为r构型：若处于水平方向上，顺时针为s构型Objective requirements：1、掌握普通命名法2、掌握系统命名法3、掌握各类有机化合物的命名原则4、掌握优先次序原则5、熟悉常见基团的命名6、学会比较各类有机化合物命名的异同点7、了解碳原子的类型与命名之间的关系8、了解某些有机化合物的俗名第四讲立体化学基础第二章构象异构（第四节）第三章顺反异构（第一节）第五章立体化学基础（第一、二节）-------对映异构现象Outline第一节构象异构一、构象异构现象二、链烃的构象异构1、乙烷的构象异构2、丁烷的构象异构三、脂环烃的构象异构1、环己烷分子的构象异构2、一取代环己烷的构象异构3、二取代环己烷的构象异构第二节顺反异构一、顺反异构现象二、产生顺反异构的条件三、顺反异构的命名1、顺/反命名法2、Z/E命名法四、脂环化合物的顺反异构五、顺反异构体的性质1、理化性质2、生物学性质第三节对映异构一、对映异构体的旋光性1、平面偏振光和物质的旋光性2、旋光仪和比旋光度二、对映异构现象1、化合物的旋光性与分子结构的关系（1）手性和手性分子（2）对映异构体（3）分子的对称性2、含一个手性碳原子化合物的对映异构基本规则：1、手性碳原子上任意两个基团的位置经偶数次互换，构型保持不变；奇数次互换内发生了改变2.投影式不离开纸平面旋转180或其整数倍，构型不变，若旋转90或其整数倍，转变为其对映异构体3、若固定投影式的一个基团不动，其余三个基团按顺时针或逆时针方向旋转构型保持不变3、对映体的表示方法对映体的标记（1）相对构型命名法-----D/L标记法（2）绝对构型命名法-----R/S标记法三、含两个或两个以上手性碳原子化合物的对映异构1、含两个不同碳原子化合物的对映异构含有不同手性碳原子分子具有旋光异构体数目为2的n次方个（n为手性碳原子数目），对映体为2的n-1次方对2、含两个相同碳原子化合物的对映异构只有3个旋光异构体四、对映异构体的性质Obejective requirements：1、构象异构现象（1）掌握同分异构的概念及分类（2）掌握环己烷的构象异构及稳定性的排列（3）熟悉链状化合物的构象异构（4）了解含两个以上取代基环己烷的构象异构2、顺反异构现象（1）掌握顺反异构产生的条件，学会判断分子是否具有顺反异构、（2）掌握顺反异构体的表达方式（3）掌握顺反异构体的命名，顺反命名法和Z/E命名法。
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。
第一节_顺反异构
O C (CO、OOH、O) >
H、H)
O CC H(O、>O、H) CH 2OCH (O、
根据上述规则，下列化合物分别命
名为：
H3C
CH 3
CC
H
H
H3C
H
CC
H
CH 3
Z-2-丁烯
时，按原子序数大小排列，原子
序数大者为大基团；同位素按质
量大小排列（如D＞H）。
（2）如与双键碳直接相连的 2 个原子
相同，则向外延伸，比较其次相
连原子的原子序数，依次类推，
以确定原子团的大小次序。
例如：双键碳原子上连有甲基（-
CH3）和乙基（-CH2CH3），与双键 碳直接相连的第一个原子都是碳
反-l，2-二溴丙烯
H
H
H CH 3
CH 3 顺-1，3-二甲基环己烷
环己烷
CH 3
CH 3
H 反-l，3-二甲基
（二）Z、E命名法
顺、反命名法只适用于双键或
环上至
少有一对原子或原子团是相同的情况。 若
双键或脂环碳原子上所连的 4 个原子或 原
子团都不相同，就无法用顺、反命名法 命
名。为克服顺、反命名法的局限性，国
第一节 顺反异构
有机化合物分子中如存在双键或脂环，键的自由旋转就会受到阻碍， 分子中原子或原子团在空间就有固定的排列方式（即构型），从而产生两种 不同构型的化合物。其中一种为顺式，另一种为反式。这种异构现象称为顺 反异构。
H
H
CC
CH 3
H
CC
有机化学复习总结ppt课件
8
第二节 有机化学的基本反应
均裂
自由基反应（A ：B
A• + B•）
重排反应
有机反应 离子型反异应裂 （A ：B A+ + B- ）
取代反应 缩合反应 加成反应 降解反应 消去反应 氧化还原反应
1. 系统命名法： 选择官能团(母体)→确定主链→排列取代基顺序→写出化合物全称 构型 + 取代基 + 母体
2. 桥环和螺环烃的命名法 取代基 ＋ 环数[大.中.小] ＋ 母体 取代基 ＋ 螺[小. 大] ＋ 母体
2
第一节 有机化合物命名和结构书写
3. 芳香烃命名法：
CH3
o
o邻
m
m间
p
对
4. 音译命名法
43%
57%
hv
CH3CH2CH3 + Br2
CH3CH2CH2Br + CH3CHBrCH3
3%
97%
10
第二节 有机化学的基本反应
②烯丙基氢和苄基位氢卤代选择性好——NBS
CH3
CH2Br
+ NBS
2.亲电取代——芳环的“四化”(卤化、硝化、磺化、烷基化和酰基化) 【注意】 ①定位规律 I类定位基：负电荷、孤对电子、饱和键 II类定位基：正电荷、不饱和键 III类定位基：卤素
3. 考虑反应的区域选择性问题：消除反应：扎依切夫规则还是霍夫 曼规则; 加成反应：马氏规则还是反马氏规则; 重排反应：哪个基团迁移、 不对称酮的反应：热力学控制还是动力学控制等。
4. 考虑立体选择性问题：消除反应：顺消还是反消、加成反应：顺 加还是反加、重排反应：构型保持还是构型翻转、SN1:重排、SN2：构型 翻转等。
4.ze,顺反,异构【最新精选】
顺反异构（英文：Cis-trans isomerism），也称几何异构，[1]是存在于某些双键化合物和环状化合物中的一种立体异构现象。
由于存在双键或环，这些分子的自由旋转受阻，产生两个互不相同的异构体，分别称为顺式（cis）和反式（trans）异构体。
顺反异构现象教学重点：含有一个双键的开链、含有两个取代基的环状化合物的顺反异构体的标识分子的构造相同，由于原子或基团在空间排列方式不同产生的异构现象，称为构型异构现象。
分子的构造相同，原子或基团在π键平面或环状分子平面两边排列方式不同产生的异构现象，称为顺反异构现象。
顺反异构是构型异构中的一种。
一、含双键化合物的顺反异构形成双键>C=C< 、>C=N- 和-N=N-的原子都是SP2杂化，未杂化的P轨道形成π键，阻碍了形成双键的原子绕两原子轴线旋转，使两原子上连的不同原子或基团出现了不同空间排列，即出现了顺反异构。
C原子上是两个原子或基团，而N上是一个原子或基团，另一个SP2轨道中是孤对电子，在顺序规则中视为原子序数为零的“假想原子”。
1．含>C=C< 键化合物的顺反异构1）在双键两端各连有不同的两个原子或基团时，有两种排列方式；相同的原子或基团在π键的同侧为顺式异构体；相同的原子或基团在π键的两侧为反式异构体，命名时，在名称前标记“顺”或“反”。
2）当双键上连有四个不同原子或基团时，也有两种排列，出现两个异构体：这时用“顺序规则”来区分a、b、d、e原子或基团。
连在同一个碳上的两个基团相比较，如果两个碳连的“较优”基团在π键平面的同侧者称为Z-异构体，用Z表示（德文Zusammen 字首“同”的意思）；如果两个“较优”基团在π键的两侧者称为E-异构体，用E表示（德文Entgegen 字首，“相反”的意思）。
命名时，Z、E放到括号中，放到名称前面。
用“↑”表示顺序方向，箭头指向“较优”基团。
顺/反，Z/E是两种命名方法，后者包括前者，但顺式不完全是Z式，反式也不完全是E式3）在分子中存在多于一个双键时，分别判断每个双键的Z、E-构型。
第一章有机化学名词解释
名词解释１．构造式—表达原子的结合方式和次序的式子例如：CH3CH2CH2CH3２．构型式—表达原子的空间连接方式和次序的式子例如：C CHCH3 HH3C３．构象式—表达未连接原子的空间相对位置的式子４．分子式—表示分子中所含的各种原子的数量５．最低系列原则—是指碳链以不同方向编号，得到两种或两种以上的不同编号系列，比较各系列不同位次，最先遇到的位次最小者，定为“最低系列”６．顺式\反式—两个相同或相似的基团处于双键的同侧叫做顺式，反之叫反式。
７．顺反异构现象—由于双键碳原子连接不通基团而形成的异构现象叫做顺反异构现象。
形成的同分异构体叫做顺反异构体。
８．顺反命名法—当烯烃双键的两个碳原子分别连有两个不同的原子或基团，并且两个双键碳原子或基团有一对或两对相同时，可采用顺反命名法。
两个相同基团位于双键同侧的叫做顺式，反之叫做反式。
例如：C CCH3H3CH H顺-2-丁烯C CCH3H3CHH反-2-丁烯９．Z、E命名法—如果两个碳原子上各自所连的优先基团处于双键的同侧，称为“Z”式构型，处于异侧的称为“E”式构型。
例如：C CC2H5CH3H3CH（Z）-3-甲基-2-戊烯１０．多环烃—脂环烃分子中含有两个或两个以上的碳环的化合物. １１．环烯烃—环上有双键的脂环烃例如：环戊烯１２．桥环化合物—多环烃中共用两个碳原子的双环化合物例如： CH 3CH 37，7-二甲基双环[4.1.0]庚烷１３． 螺环化合物—多环烃中共用一个碳原子的双环化合物 例如： 螺[4,5]癸烷１４． 桥头碳—桥环化合物中各桥共用的两个碳原子１５． 螺原子—螺环化合物中两环共用的碳原子１６．单环芳烃—分子中含有一个苯环的芳烃 例如：CH (CH 3)2异丙苯１７． 多环芳烃—分子中含有两个或两个以上芳环的烃例如：联苯１８． 酚—羟基直接连在芳环上的化合物 例如：OH苯酚１９．羧酸衍生物—羧基中的羟基被其他原子或基团取代后所生成的化合物。
顺反异构现象的定义
顺反异构现象的定义全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：顺反异构现象是一个涉及有机化学中分子结构特征的概念。
具体来说，顺反异构现象指的是同一种有机分子因为化学键旋转或立体异构体的不同而呈现出不同的构象或立体异构体的现象。
在有机化学中，这种现象经常出现在环状化合物、立体异构体或手性分子上。
顺反异构现象的最典型的例子可以从烷烃中找到。
正丁烷（CH3-CH2-CH2-CH3）就是一个简单的烷烃分子，它可以存在两种不同的构象：顺丁烷和反丁烷。
在顺丁烷中，四个碳原子位于同一直线上，而在反丁烷中，两个碳原子之间相互靠近，形成了一个折叠的结构。
这两种构象是由于碳-碳键的旋转所导致的，它们并没有化学键的断裂或形成。
另外一个常见的例子是手性分子的顺反异构现象。
手性分子是指这些分子不重合于其镜像像分子的情况。
最著名的手性分子例子是葡萄糖。
葡萄糖有两种手性异构体：D-葡萄糖和L-葡萄糖。
这两种异构体的结构是非对称的，但它们的化学组成是相同的。
这种顺反异构现象是由于葡萄糖分子中的手性碳原子的排列方式不同而导致的。
在有机化学反应中，顺反异构现象也可能对反应的速率和选择性产生影响。
在有机合成中，合成的产物可能会出现多种立体异构体，而且这些异构体之间的产率和选择性可能受到顺反异构现象的影响。
有机合成化学家通常会针对这些顺反异构现象进行精确的设计和控制，以获得所需的产物。
顺反异构现象是有机化学中的一个重要现象。
它不仅仅是分子结构的一种形式，还可能对分子的性质、反应和合成产物产生影响。
通过深入研究顺反异构现象，我们可以更好地理解有机分子的结构特点，为合成有机化合物和药物提供更多的有用信息。
第二篇示例：顺反异构现象是指在同一种物质中存在不同空间构型的现象。
通俗来说，就是同一个分子可以存在多种不同的形态或构型。
这种现象在化学、生物学和物理学领域都有所体现，并且具有重要的科学意义和应用价值。
顺反异构现象最早被发现于有机化学领域。
在有机分子中，由于碳原子的四价性质以及自由旋转的特性，同一个分子可以存在不同的构型。
3-构象异构
Li Ligeng
Department of Medicinal Natural Product Chemistry College of Pharmaceutical Science, Hebei Medical University
河北医科大学药学院 天然药物化学教研室
李力更
1
没有理论上的总结和提高，
H CH3
H3C H
15.9
CH3 CH3
CH3
H3C CH3
18.8 kj.mol-1 3.7
CH3
-
-
0
60 120 180 240 300
360
旋转角度
19
[copy]
20
三、取代的正丁烷体系的构象 一般情况下，当分子中除立体因素外，不
存在其它相互作用的因素（如：偶极作用、氢 键等）时，对位交叉是最稳定的构象。
HH
不相似重叠式(a1c8)
中英文对照名词：
邻位交叉 不相似重叠 部分重叠 相似重叠 全重叠
gauche unlike eclipsed partially eclipsed like eclipsed fully eclipsed
正丁烷构象的能量图
E 能量
H3C CH 3
CH3 CH3
H CH3 H CH3
bond），简称 e 键。 36
环已烷的椅式构象-2
a e
e a
☞ 椅式构象中，6 个 C 原子实际上成 2 个平面， 即相互间隔的 3 个 C 原子在同一平面，另外 3 个 C 原子在另一平面，两个平面间隔约 0.056 nm。
37
环已烷的椅式构象-3
a e
e a
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。
有机化学
第一次交换
C2H5
第二次交换
C2H5
-Cl和-CH3交换 第三次交换
Cl H
CH3
（4）在投影式中，固定任一基团不动，其余 在投影式中，固定任一基团不动， 三个基团按顺时针或逆时针顺序依次交换位置， 三个基团按顺时针或逆时针顺序依次交换位置， 其构型不变。 其构型不变。
COOH H CH3
固固固其固固 ，其其其其其其 按按按按 依依依依依依
若将其中一个费歇尔投影式的手性碳原子 上的任意两个原子或基团交换奇数次后， 上的任意两个原子或基团交换奇数次后，得到 的投影式和原来的那个投影式互为对映体。 的投影式和原来的那个投影式互为对映体。
CH3 H C2H5
-H和-CH3交换
Cl H3C
H
-H和-C2H5交换
Cl H3C
C2H5 Cl H
2-氯丁烷的一对对映体 对映体：互为实物和镜影关系的异构体叫做对 对映体： 对映体。 映异构体，简称对映体 映异构体，简称对映体。 外消旋体； 外消旋体；它们的等量混合物可组成一个外消 旋体， 旋体，用（±）或“dl”表示 。 表示
2．构型的表示方法 描述旋光异构体分子中的原子或基团在 空间的排列方式时可用费歇尔（E.Fischer） 空间的排列方式时可用费歇尔（E.Fischer） 投影式来表示。 投影式来表示。 费歇尔投影式的投影规则如下： 费歇尔投影式的投影规则如下： （1）将碳链竖起来，把氧化态较高的碳原子 将碳链竖起来， 或命名时编号最小的碳原子放在最上端。 或命名时编号最小的碳原子放在最上端。 横前竖后： （ 2 ） 横前竖后 ： 与手性碳原子相连的两个横 键伸向前方，两个竖键伸向后方。 键伸向前方，两个竖键伸向后方。 横线与竖线的交点代表手性碳原子。 （3）横线与竖线的交点代表手性碳原子。
有机化学立体化学课件
(c)和(d)之间是何种关系？
30
将 (d) 在纸平面上旋转180，就和 (c) 完全相同。
CCOOOOHH
COCOOHOH
COOH
HH OOHH HHOO H H
H OH H
HHO OHH
HHO OHH
H OH H
CCOOOOHH
COCOOHOH
COOH
(c)
(d)
象 (c) 这种构型的分子, 虽然有两个手性中心, 但作 为分子整体来说是非手性的。 (c) 称为内消旋化合 物 (meso compound)。
8
问题：下列化合物哪些含手性碳原子？
1. CH3CHCH2CH3
*CH3
2.CH3CHClCH2CH3
**
3. CH3-CH-CH-CH2CH3 OH OH
有对称因素的分
有手性碳就一定有手性吗？
子没有手性
三、对称面和非手性分子
有对称面的分子与它的镜像能重合，因此没有对 映异构现象，称为非手性分子
对称因素
透视式是书写立体结构式常见的方法之一。
应注意它的书写方法，通常实线 “” 代表位 于纸平面上的键；虚线 “ ” (或“ ”) 代表 伸向纸平面后方的键，楔形线 “ ” 代表伸 向纸平面前方的键。
CO2H
CO2H
Cl
Cl
CH HC
I C Br Br C I
H3C OH
HO
CH3
H
H
13
(三) 费歇尔投影式 横前竖后
纯液体为密度 通常还要注明溶剂
比例常数 [α] 称为比旋光度。它是单位长度和单 位浓度下的旋光度。
如：[α]D20 = +98.3o (C, 0.05, CH3OH)
4-顺反异构(ppt文档)
H H3C
CH3 H
H3C H
H CH3
R
R
trans-1,3-dimethylcyclopentane (Enantiomers)
H H3C
H CH3
cis-1,3-dimethylcyclopentane Plane of symmetry (meso compounds)
• Fused bicyclic systems:稠双环系统
• 稠环可为顺式或反式（cis or trans）
• 两个环系的环太小时，反式为不可能的， 必须以cis稠合。
H
H
H
H
至今最小反式稠合的环是：4元/5元和6元/3元稠
合。
H
O H
H
H
A
B
• A: trans-bicyclo[3,2,0] heptane
trans: dl pair
• 多于两个取代碳的环分子： • 2n个异构体
• 画出所有可能，判断并删除重复和重叠 结构.
• 1,2－cyclohexanediol:1 dl pair (环己二醇) 2 meso isomers.
• 1,2,3,4,5,6－hexachlorocyclohex： 1 dl pair 7 meso isomers.
• ( a) 1-Bromo-2-chlorocyclohexane (1-溴-2-氯-环己烷)
• ( b) 1-Bromo-3-chlorocyclohexane • ( c) 1-Bromo-4-chlorocyclohexane
• ② 双键的两个碳上，等级优先的基团在双键 同侧，则为Z式（源于德文Zusammen, 意为在 一起），在双键不同侧，则为E式（源于德文 Endgegen，意为相反）
(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
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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
顺反异构产生的原因
顺反异构产生的原因引言顺反异构是指某些有机化合物的同分异构体之间，它们的分子结构相同，但是它们的空间结构却不同。
这种现象的出现有着多种原因，包括分子构造、化学键的性质和各种环境因素等。
在本文中，我们将深入探讨顺反异构产生的原因，并详细分析其相关的因素。
有机化合物的分子构造有机化合物的分子构造是顺反异构产生的重要原因之一。
在有机化学中，碳原子是构成有机物的基本元素之一，而碳原子的四个价电子可以与其他原子形成化学键。
当碳原子存在于手性中心时，即四个不同的基团连接到这个碳原子上时，我们就会观察到顺反异构体的形成。
这是因为碳原子周围的基团排列方式不同，导致分子空间结构的异构体产生。
化学键的性质除了分子构造之外，化学键的性质也对顺反异构起着重要作用。
在有机化合物中，存在着单键、双键和三键等不同的化学键类型。
当有机化合物中存在多个双键时，它们可以以顺式或反式的形式存在。
顺反异构体的形成与双键的空间性质相关，当双键的两个连接基团在空间中互相靠近时，形成顺式异构体；当两个连接基团在空间中互相远离时，形成反式异构体。
环境因素的影响环境因素也可以对顺反异构产生影响。
例如，温度和溶剂的选择可以改变有机化合物的构象。
在高温下，分子的热运动增强，使得顺反异构体之间的转化更为容易。
而溶剂的选择会改变分子的空间结构，从而导致顺反异构的形成。
此外，在化学反应中，催化剂的存在也会影响顺反异构的生成。
催化剂可以改变反应速率和选择性，进而影响顺反异构体的分布。
不同的催化剂可能会选择性地促进顺式异构体或反式异构体的生成，从而产生不同结构和性质的产物。
结论顺反异构是有机化合物中常见的现象，它能够导致物理性质和化学性质的差异。
该现象的产生涉及多种因素，其中包括分子构造、化学键的性质和环境因素等。
通过深入研究顺反异构的原因，我们可以更好地理解有机化合物的空间结构和化学行为，为有机合成和药物研发提供指导。
高中化学-选择性必修三-第一章 有机化合物的结构特点与研究方法 知识总结【新教材】
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法一、有机化合物的分类方法（一）有机化合物的定义含 碳 元素的化合物叫有机化合物。
（除有机物外其他化合物称为 无机 物） 注：1、有机物除含碳外，还含有 H ，有的还含有O 、N 、S 、P 、卤素等2、含碳的化合物 不一定 是有机物。
例：CO 、CaCO3、碳酸盐，碳化物，氰化物等 3、无机物与有机物 没有 明显界限， 可以 相互转化 （二）特点易 溶于水， 难 溶于有机溶剂，多数为 非电解 质，熔沸点 低 ， 易 分解， 易 燃烧，有机反应 复杂 ，多为分子间的反应,速率较 慢 ，副反应 多 ，副产物 多 （三）分类 1、依据碳骨架分类⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧芳香烃衍生物芳香烃芳香族化合物脂肪烃衍生物脂环烃脂环化合物环状化合物脂肪烃衍生物脂肪烃链状化合物有机化合物 2、依据官能团分类（1）官能团的定义：决定有机化合物 特性 的原子或原子团叫做官能团 （2）有机化合物的主要类别：有机化合物类别官能团名称官能团结构有机物 烃烷烃 无 无CH 4 烯烃碳碳双键CH 2=CH 2炔烃 碳碳三键 —C ≡C —CH ≡CH芳香烃无无烃的衍生物卤代烃 碳卤键C X（X 表示卤素原子）CH 3CH 2Br醇羟基—OHCH 3CH 2OH酚羟基—OH醚醚键CH3—O—CH3醛醛基—CHO或CH3CHO 酮酮羰基羧酸羧基—COOH或CH3COOH 酯酯基胺氨基-NH2 CH3NH2（甲胺）酰胺酰胺基乙酰胺CH3CONH2 （3）官能团和根（离子）、基的区别①基与官能团的联系：官能团属于基，基不一定官能团②根与基的区别和联系基根概念化合物分子中去掉某些原子或原子团后，剩下的原子团指带电荷的原子或原子团，是电解质的组成部分，是电解质电离的产物电性电中性带电荷稳定性不稳定，不能独立存在很稳定，可以独立存在于溶液中或熔化状态下实例及电子式—OH OH-联系根与基两者可以相互转化，例：OH-失去1个电子，可以转化为—OH，而—OH获得1个电子，可以转化为OH-二、有机化合物中的共价键（一）共价键的类型σ键π键原子轨道重叠方式“头碰头”“肩并肩”对称类型轴对称镜面对称原子轨道重叠程度大小键的强度轨道重叠程度大，键的强度较大，键越牢固轨道重叠程度较小，键比较容易断裂，不如σ键牢固旋转情况以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构断键与反应类型的关系取代反应加成反应成键规律有机化合物中单键是σ键；双键中一个键是σ键，另一个键是π键；三键中一个键是σ键，另外两个键是π键（二）共价键的极性与有机反应1、共价键的极性与反应活性（1）共价键的极性强弱形成共价键的两种元素的电负性的差值越大→两原子间形成的共用电子对偏移程度越大→共价键的极性越强（2）化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
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１.
写出反－ 写出反－１－甲基－４－ 甲基－ 乙基环己烷的优势构象
H5C2
CH3
1、1-甲基 溴环己烷最稳定的 、 甲基 甲基-4-溴环己烷最稳定的 构象为（ 构象为（ ）
CH3 A Br
CH3 B Br
Br C H 3C
D
H3C Br
E
H3C
Br
答案 C
2、反-1-叔丁基 氯环己烷最稳定的 、 叔丁基-4-氯环己烷最稳定的 叔丁基 构象为（ 构象为（ ）
Br
Br
Br>H
Br 在同侧
H H 顺-1，2-二溴乙烯 ， 二溴乙烯 Z - 1，2-二溴乙烯 ， 二溴乙烯
Z-
1,2-dibromine ethylene
Br H
H Br
Br>H
Br 在异侧
反- 1，2-二溴乙烯 ， 二溴乙烯 E - 1，2-二溴乙烯 ， 二溴乙烯
E-
1,2-dibromine ethylene
碳链异构 构造异构 同分异构 立体异构 位置异构 官能团异构 构型异构 构象异构
顺反异构 对映异构
一、有机化合物的同分异构现象
分子式相同结构不同的现象称 为同分异构现象，分为构造异构和 为同分异构现象， 立体异构。 立体异构。
1、构造异构 、
1.1 、碳链异构 由于碳原子之间连接的方式和顺序不止 一种，形成碳链时产生碳链异构体， 一种，形成碳链时产生碳链异构体， 这种现象叫碳链异构。 这种现象叫碳链异构。
(Z)- 甲基- 异丙基(Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯
CH2CH3 H H CH3
H CH2CH3
H3C H
A
B
反式构象: 反式构象
H CH3 CH2CH3 H H 3C
H CH2CH3 H
C
D
稳定性: D>B >A>C 稳定性
优势构象判断的三条规则： 优势构象判断的三条规则： (1)环己烷最稳定的构象是椅式构 环己烷最稳定的构象是椅式构 象； (2)环己烷多元取代物最稳定的构象是 环己烷多元取代物最稳定的构象是 取代基最多的构象； ｅ 取代基最多的构象； 有不同取代基时, (3) 有不同取代基时 , 大的取代基在 键上的稳定。 ｅ键上的稳定。
反-2-丁烯 丁烯 b.p. 0.9℃ ℃
相同或相似基团处于同侧时称为顺式 相同或相似基团处于同侧时称为顺式 cis处于异侧时称为反式 trans反式（ （cis-），处于异侧时称为反式（trans-）。
H C H3C C CH2 H H C C H CH3
顺，反-2，5-庚二烯 ， 庚二烯
H3C C H3C C
H H C CH2 C
CH3 H
甲基-2， 庚二烯 反-2-甲基 ，5-庚二烯 甲基 顺反异构形成的条件： 顺反异构形成的条件： 1、分子中存在着限制碳原子自由旋转 的因素，如双键或环； 的因素，如双键或环； 2、不能自由旋转的碳原子连接的原子 或原子团必须是不相同的。 或原子团必须是不相同的。
Z／E构型命名法： ／ 构型命名法 构型命名法： 按“次序规则”确定每个双键碳原子 次序规则” 所连基团的优先顺序， 所连基团的优先顺序，当两个优先基团位 于同侧的为“ 构型” 反之为“ 于同侧的为“Z-构型”，反之为“E-构 型”。 (Z) -2-丁烯 丁烯 (E) -2-丁烯 丁烯
5、丙二酰脲的生成 、
COOEt H 2C COOEt H 2N C O H 2N
O H N O O N H C2H5OH
C2H5ONa
O
H N N O
OH N N O H
OH N N N O N HO OH
O
O
H
酮式
OH
HO
H
烯醇式
19/20
O R R'
H N O N H
巴比妥： 巴比妥： 苯巴比妥： 苯巴比妥： 异戊巴比妥： 异戊巴比妥： R
(Z) -1,2-二氯 溴乙烯 二氯-1-溴乙烯 二氯 二氯-1-溴乙烯 反-1,2-二氯 溴乙烯 二氯 (E) -1,2-二氯 溴乙烯 二氯-1-溴乙烯 二氯 -1,2-二氯 二氯-1-溴乙烯 顺-1,2-二氯-1-溴乙烯
CH2CH2CH3 C C CHCH3 CH3
H Cl
Cl Cl
H
Br
CH3 CH3CH2
Br H Br H
Br
顺-1，2-二溴乙烯 ， 二溴乙烯
H H
反- 1，2-二溴乙烯 ， 二溴乙烯
Br
HOOC H HOOC H
COOH
顺-丁烯二酸 丁烯二酸
H H
反-丁烯二酸 丁烯二酸
COOH
顺-1,4-二甲基 二甲基
H3C
H 3C
CH3
环已烷 反- 1,4-二甲基环 已烷
CH3
顺-2-丁烯 丁烯 b.p. 3.5℃ ℃
乙酰乙酸乙酯 FeCl3 紫色
Br2
紫色消失 紫色
O CH3C CH2
O C OCH2CH3 93%
Keto Form
OH CH3C O CH C OCH2CH3 7%
Enol Form
1、 互变异构现象 (Tautomerism)： 、 ： 由于同分异构体之间相互转变， 由于同分异构体之间相互转变， 并以一定比例呈动态平衡存在的现象， 并以一定比例呈动态平衡存在的现象， 叫做互变异构现象。 叫做互变异构现象。
H3C
H3C
CH3
CH3
CH3
CH3
顺式构象: 顺式构象
CH3 H H3C
H H H CH3 CH3
≡
(ae构象 构象) 构象
(ae构象 构象) 构象
反式构象: 反式构象
CH3 H H CH3
H H3C H CH3
(aa构象 构象) 构象
(ee构象 构象) 构象
稳定性: 构象 构象> 构象 构象> 构象 稳定性 ee构象 ae构象 aa构象
O R R' C2H5 R C2H5 , R'
C2H5
C 6 H5
R'
司可巴比妥： 司可巴比妥： R
R'
CH2CH2CH(CH3)2 CH2CH CH2
24/25
CH(CH2)2CH3 CH3
2、构象异构的特点，环已烷及取代 、构象异构的特点， 环已烷的构象分析
构象异构：由于碳碳σ键的自由旋转， 键的自由旋转， 构象异构：由于碳碳 键的自由旋转 使得碳原子上的原子或基团在空间的排列 不同，所产生的异构现象。 不同，所产生的异构现象。
H O R C C C Y R （Y= -X 、–OH 、–NH2、 -OR） = ） O
O R C
H N
O C Y
分子中有以上结构， 分子中有以上结构，并且两 个碳氧双键中至少有一个羰基。 个碳氧双键中至少有一个羰基。 酮式转变成烯醇式时， 酮式转变成烯醇式时，氢总是加 在羰基氧上。 在羰基氧上。
O H3C C
H CH COOCH2CH3
O [ H3C C
.. CH
HO
COOCH2CH3 ] + H
+
H3C C
CH
COOCH2CH3
O H H 3C C CH
O COCH 2 CH 3
4 、酮式烯醇式互变异构产生的 Conditions） 条件 （Creation Conditions）
第二篇 有机化合物的异构现象
目的要求： 目的要求：
一、掌握： 掌握： 1．有机化合物各种异构现象的概念。 ．有机化合物各种异构现象的概念。 2．构象异构的特点，环已烷及取代环已烷的 ．构象异构的特点， 构象分析。 构象分析。 3．顺反异构的特点和标记。 ．顺反异构的特点和标记。 4．对映异构的相关概念、产生原因及条件。 ．对映异构的相关概念、产生原因及条件。
2、 酮式 烯醇式互变异构现象 酮式—烯醇式互变异构现象 (Keto—Enol Tautomerism)： ) 我们把酮式烯醇式两种同分异构 体之间相互转变， 体之间相互转变，并以一定比例呈动 态平衡存在的现象，就叫酮式 烯醇 态平衡存在的现象，就叫酮式—烯醇 式互变异构现象。 式互变异构现象。
3、酮式—烯醇式互变异构现象的 、酮式 烯醇式互变异构现象的 产生原因(Creation Reasons)： 产生原因 ： a、 α－H的活性大：α－H的活性越 、 － 的活性大 的活性大： － 的活性越 主要因素) 大，越容易形成烯醇式 (主要因素 主要因素 b、 形成 —π共轭体系 次要因素 、 形成π 共轭体系(次要因素 共轭体系 次要因素) c、 形成分子内氢键 (次要因素 、 次要因素) 次要因素
B
300
360
丁烷的构象
CH3 H H CH3 H H H H
CH3 CH3 H H
H H
H3CH
H3C CH
3
H H H3C H
H H
对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
稳定性： 稳定性：Ⅰ＞ Ⅱ ＞ Ⅲ ＞ Ⅳ
3、环己烷的构象 H 5H
4 3 230pm 6 2
H
ห้องสมุดไป่ตู้1 4
H
3
183pm 5 6
CH3 CH3
A Eclipsed
H H CH3 CH 3
H H
B Gauche
H H H
H
CH3H
C Eclipsed
H H
CH3 H
D Anti
H
CH3 H H H CH3
CH3 H
C Eclipsed
H H
CH3 H CH3 H H
H CH3
B Gauche