立体异构体构型异构体构象异构体几何异构体旋光异构体
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盛液管为1分米长，被测物浓度为1g/ml时的旋光度。
[]
t D
Lc
o
Na:λ= 5869A
o
Hg : λ= 5461A
[] 20 = - 93。 D 果糖(水)
[] 20 = +52.5。
D 蔗糖(水)
§4.1 旋光性
分子比旋光度
比旋光度分子量/100
t
M λ=
t λ
×
分子量
100
旋光仪中测不出旋光度的化合物不一定是一个 没有旋光性的化合物，也可能是一种等量的右旋体 和左旋体的混合物。
分 类
{ { 立体异构体
构型异构体 构象异构体
几何异构体
旋光异构体 （对映异构）
§4.1 旋光性
4.1.1偏光
普通光通过尼可尔棱镜后产生只能在一个 平面振动的光。这种只能在一个平面振动的光为 平面偏振光。
平面偏振光
§4.1 旋光性
那么，偏振光能否透过第二个Nicol 棱镜 (检偏镜) 取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；否 则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里 面装入两种不同的物质：
4.3.1 Fischer投影式
注意事项：
*1. 不能在纸面上旋转90o *2. 不能离开纸面翻转180o *3. 基团两两交换次数不能为奇数次，但 可以是偶数次。
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2 对映体的命名
a
Cb
d
c
R
a
Cc
d
Байду номын сангаас
b
S
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2 对映体的命名
第四章 对映异构
exit
本章提纲
第一节 旋光性 第二节 手性 第三节 含一个不对称碳原子的化合物 第四节 含几个不对称碳原子的开链化合物 第五节 环状化合物的立体异构 第六节 构象与旋光性
立体异构体的分类和定义
任务：研究分子的立体形象及与立体形象相联 系的特殊物理性质和化学性质。
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。
第二条规则
4 H
HOCH2 1
3 CH2CH
CH3 CH3
若多原子基团的第一个连接原子相 同，则比较与它相连的其它原子，先 比较原子序数最大的原子，再比较第
CH2CH 2
CH3 二大的，依次类推。若第二层次的原
CH2Cl
子仍相同，则沿取代链依次相比，直 至比出大小为至。
Cl H
H H
CH
CH
OH
H
H
CH H
CC H
CC H
C HH H
C HH H
H
H
H
1
2
3
4
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
第三条规则 含不饱和键时排列顺序大小的规则：连有双键或叁
键的原子可以认为连有两个或三个相同的原子。
C CH >
CC
CH C
C CC H
CC C
H
CH CH2 >
C H
CH C
C CH H
H
CH(CH3)2
§4.1 旋光性
4.1.2 旋光物质和比旋光度
能使平面偏振光旋转一定角度的物质称为旋 光性物质。
旋光度() 在旋光仪中被测出的使偏振光旋转的角度称为旋度。
影响旋光度的因素
(a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; (d) 测定温度; (e) 所用光的波长
§4.1 旋光性 比旋光度
COOH H C* OH
COOH H C * OH
CH3
CH2COOH
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
（1） 具有镜像与实物关系的一对旋光异构体。
乳酸
COOH
COOH
C
H
CH3
OH
C
H
CH3
OH
外消旋乳酸
(S)-(+)-乳酸 mp 5135oC []D=+3.82
pKa=3.79(25oC)
(R)-(-)-乳酸 mp 5135oC []D=-3.82 pKa=3.83(25oC)
亮
丙酸
α
暗
亮
乳酸
§4.1 旋光性
结论： 物质有两类：
（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性 质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物 质。
（2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫 做 非旋光性物质。
旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，
以“”表示。
其旋光方向
顺时针 右旋，以 “ d ” 或 “ + ” 表示。 逆时针 左旋，以“ l ” 或 “ ” 表示。
H H
CH H
C CH H
H
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2.2 R / S 的确定
OH
OH
H
CHO
H
OH
C H2O H
R
C2H5 C H3
R CHO
H
C H2O H
H
C H3
C2H5
S
H
CHO
OH
HO
C H2O H
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
D / L标记法
CHO
CHO
H OH
§4.2 手性
4.2.1 对映异构和手性
*1 结构：镜影与实物关系，不能相互重叠，正 如左右手的关系的异构现象成为对映异构体。 *2 内能：内能相同。 *3 物理性质和化学性质在非手性环境中相同， 在手性环境中有区别。 *4 旋光能力相同，旋光方向相反。
§4.2 手性
4.2.2 不对称碳原子
▪ 范特霍夫把与四个不相同的一价集团相连的碳 原子称为不对称碳原子。
HO H
CH2OH -
D-(+)-甘油醛
CH2OH L-(-)-甘油醛
以甘油醛为基础，通过化学方法合成其它化合物，如果与手 性原子相连的键没有断裂，则仍保持甘油醛的原有构型。例
CHO
O
COOH
H
H OH
各种原子或取代基按先后次序排列的规则称为顺序规则。
第一条规则：
将各种取代基的连接原子，按原子序数的大小排列， 原子序数大的顺序在前。若为同位素，则质量数高 的顺序在前。
I > Br > Cl > F > O > N > C > D > H
不同原子按原子序数排列
同位素按质量数 由高到低的顺序 排列
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
CHO HO H
CH2OH
S -(-)-甘油醛
CHO H OH
CH2OH
R -(+)-甘油醛
CHO
O
COOH
H
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
R -(+)-甘油醛
COOH H OH
CH3 R-(-)-乳酸
能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S）
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2.1 顺序规则
()-乳酸 mp 18o1C5
[]D=0 pKa=3.86(25oC)
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.1 Fischer投影式
HOOC
COOH
H
OH
H3C
立体结构
H C OH
CH3
锲形式
COOH
H C OH
CH3
投影式
COOH H OH
CH3
Fischer投影式
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
[]
t D
Lc
o
Na:λ= 5869A
o
Hg : λ= 5461A
[] 20 = - 93。 D 果糖(水)
[] 20 = +52.5。
D 蔗糖(水)
§4.1 旋光性
分子比旋光度
比旋光度分子量/100
t
M λ=
t λ
×
分子量
100
旋光仪中测不出旋光度的化合物不一定是一个 没有旋光性的化合物，也可能是一种等量的右旋体 和左旋体的混合物。
分 类
{ { 立体异构体
构型异构体 构象异构体
几何异构体
旋光异构体 （对映异构）
§4.1 旋光性
4.1.1偏光
普通光通过尼可尔棱镜后产生只能在一个 平面振动的光。这种只能在一个平面振动的光为 平面偏振光。
平面偏振光
§4.1 旋光性
那么，偏振光能否透过第二个Nicol 棱镜 (检偏镜) 取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；否 则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里 面装入两种不同的物质：
4.3.1 Fischer投影式
注意事项：
*1. 不能在纸面上旋转90o *2. 不能离开纸面翻转180o *3. 基团两两交换次数不能为奇数次，但 可以是偶数次。
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2 对映体的命名
a
Cb
d
c
R
a
Cc
d
Байду номын сангаас
b
S
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2 对映体的命名
第四章 对映异构
exit
本章提纲
第一节 旋光性 第二节 手性 第三节 含一个不对称碳原子的化合物 第四节 含几个不对称碳原子的开链化合物 第五节 环状化合物的立体异构 第六节 构象与旋光性
立体异构体的分类和定义
任务：研究分子的立体形象及与立体形象相联 系的特殊物理性质和化学性质。
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。
第二条规则
4 H
HOCH2 1
3 CH2CH
CH3 CH3
若多原子基团的第一个连接原子相 同，则比较与它相连的其它原子，先 比较原子序数最大的原子，再比较第
CH2CH 2
CH3 二大的，依次类推。若第二层次的原
CH2Cl
子仍相同，则沿取代链依次相比，直 至比出大小为至。
Cl H
H H
CH
CH
OH
H
H
CH H
CC H
CC H
C HH H
C HH H
H
H
H
1
2
3
4
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
第三条规则 含不饱和键时排列顺序大小的规则：连有双键或叁
键的原子可以认为连有两个或三个相同的原子。
C CH >
CC
CH C
C CC H
CC C
H
CH CH2 >
C H
CH C
C CH H
H
CH(CH3)2
§4.1 旋光性
4.1.2 旋光物质和比旋光度
能使平面偏振光旋转一定角度的物质称为旋 光性物质。
旋光度() 在旋光仪中被测出的使偏振光旋转的角度称为旋度。
影响旋光度的因素
(a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; (d) 测定温度; (e) 所用光的波长
§4.1 旋光性 比旋光度
COOH H C* OH
COOH H C * OH
CH3
CH2COOH
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
（1） 具有镜像与实物关系的一对旋光异构体。
乳酸
COOH
COOH
C
H
CH3
OH
C
H
CH3
OH
外消旋乳酸
(S)-(+)-乳酸 mp 5135oC []D=+3.82
pKa=3.79(25oC)
(R)-(-)-乳酸 mp 5135oC []D=-3.82 pKa=3.83(25oC)
亮
丙酸
α
暗
亮
乳酸
§4.1 旋光性
结论： 物质有两类：
（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性 质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物 质。
（2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫 做 非旋光性物质。
旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，
以“”表示。
其旋光方向
顺时针 右旋，以 “ d ” 或 “ + ” 表示。 逆时针 左旋，以“ l ” 或 “ ” 表示。
H H
CH H
C CH H
H
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2.2 R / S 的确定
OH
OH
H
CHO
H
OH
C H2O H
R
C2H5 C H3
R CHO
H
C H2O H
H
C H3
C2H5
S
H
CHO
OH
HO
C H2O H
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
D / L标记法
CHO
CHO
H OH
§4.2 手性
4.2.1 对映异构和手性
*1 结构：镜影与实物关系，不能相互重叠，正 如左右手的关系的异构现象成为对映异构体。 *2 内能：内能相同。 *3 物理性质和化学性质在非手性环境中相同， 在手性环境中有区别。 *4 旋光能力相同，旋光方向相反。
§4.2 手性
4.2.2 不对称碳原子
▪ 范特霍夫把与四个不相同的一价集团相连的碳 原子称为不对称碳原子。
HO H
CH2OH -
D-(+)-甘油醛
CH2OH L-(-)-甘油醛
以甘油醛为基础，通过化学方法合成其它化合物，如果与手 性原子相连的键没有断裂，则仍保持甘油醛的原有构型。例
CHO
O
COOH
H
H OH
各种原子或取代基按先后次序排列的规则称为顺序规则。
第一条规则：
将各种取代基的连接原子，按原子序数的大小排列， 原子序数大的顺序在前。若为同位素，则质量数高 的顺序在前。
I > Br > Cl > F > O > N > C > D > H
不同原子按原子序数排列
同位素按质量数 由高到低的顺序 排列
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
CHO HO H
CH2OH
S -(-)-甘油醛
CHO H OH
CH2OH
R -(+)-甘油醛
CHO
O
COOH
H
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
R -(+)-甘油醛
COOH H OH
CH3 R-(-)-乳酸
能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S）
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.2.1 顺序规则
()-乳酸 mp 18o1C5
[]D=0 pKa=3.86(25oC)
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物
4.3.1 Fischer投影式
HOOC
COOH
H
OH
H3C
立体结构
H C OH
CH3
锲形式
COOH
H C OH
CH3
投影式
COOH H OH
CH3
Fischer投影式
§4.3 含一个不对称碳原子的化合物