非对映异构体的特征
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有机化学对映异构与非对映异构
H
H
H
CH3 C CC CC
H
丙二烯的两个端碳原子上各自连有不同的 基团，为手性分子。
2-甲基-2，3-戊二烯
H3C
CH3
CCC
H
CH3
有对称面，非手性分子
单键旋转受阻的联苯型化合物
COOH NO2
HOOC NO2
HOOC NO2
COOH NO2
6,6'-二硝基联苯-2,2'-二甲酸的旋光异构体
与手性碳原子相连的原子A若以双键或叁键与另一 个原子B相连, 则相当于A与两个B或三个B相连。
CH CH2
CO H
CC CCH HH
OC CO H
C CH
CO OH
CC C CH CC OC CO OH
练习 标出（＋）－乳酸分子中手性碳原子的绝 对构型。
(+)-
R－乳酸的Fischer投影式是（ ）。 （2008农学联考）
平面偏振光：只在同一个平面内振动的 光，简称偏振光。
4.2.2 物质的旋光性
Figure 4.5 Ability of a molecule to rotate plane-polarized light
几个基本概念
物质的旋光性：物质能使偏振光的振动平面 旋转的性质，也叫光学活性
右旋体：使偏振光的振动平面向右（顺时针） 旋转的物质（+）
联苯的4个α-位都连有较大的基团，而且同一 苯环上连着的两个基团不同，为手性分子
2，6-二氯-2’，6’-二溴联苯
Cl Br
Br Cl
有对称面，非手性分子
4.9 对映异构体的性质及研究意义 4.9.1 物理性质
熔点、沸点，在非手性溶剂中的溶解度等完 全相同。
高等有机第二章立体化学原理
构象异构
3
H H H H H H H
HH H H
单键旋转 构象异构 （可互相转化）
H
叔胺翻转
R1、R2、R3是烃基
4
两种异构体A和B
A和B分子中的原子具有相同的连接顺序吗？ 否 构造异构体 是 立体异构体 A和B具有相互不能重合的实物与镜像关系吗？ 否 非对映异构体
是
对映异构体
5
一. 对称性与分子结构
化合物的对称性可以用对称元素加以确定，而对称元 素又可以用一定的对称操作加以描述。对称元素可以 分为对称轴、对称面、对称中心和更迭对称轴（或旋 转反射对称轴）。 对称轴 Cn： 通过分子的一条直线，以这条直线为轴旋 转 360°/ n（n=2、3、4、…）角度，得 到的物体或分子的形象和原来的形象完全 相同，这种轴称为对称轴，并相应地称之 为n重对称轴。 例如：反-2-丁烯有一个二重对称轴C2（垂 直于碳碳双键中心）。
12
2. 含有其它手性原子的化合物
分子中含有四个键指向四面体的四个顶点的原子，若 四个基团不同就有旋光性。
CH2CH3 N CH(CH3)2 C6H5 CH3 CH2CH3 C6H5 N CH(CH3)2 CH3
CH2CH=CH2 P CH(CH3)2 C6H5 CH3
CH2CH=CH2 C6H5 P CH(CH3)2 CH3
外消旋体
非对映混合体
• 拆分酸时，常用的光学活性的碱，如天然的生物碱（（-）奎宁、（-）-马钱子碱、（-）-番木鳖碱）和合成得到的光学 纯的胺类等。
27
• 拆分碱时，常用的天然的光活性酸，如酒石酸、樟 脑--磺酸等。 如a-苯乙胺的拆分：
NH 2 Ph + H CH3 (R-) OHNH2 Ph H CH 3 (R-) NH2 Ph H CH 3 (S-) + HOOC OH COOH NH 3+ Ph HOOC H CH3 (R-) NH 3+ Ph H CH3 (S-) OH HOOC COOOH COOOH
汪小兰有机化学课件第四版第五章旋光异构
旋转受阻，两个苯环 不能在同一平面上
两个苯环成一定角度
总目录
(1)苯环上无取代基、有小取代基或苯环上有两个
相同基团时，分子有对称面，无手性。
NO2
NO2
Cl
NO2
NO2
(2)当苯环邻位连接两个体积较大的不同取代基时，
分子没有对称面与对称中心，有手性。
π 键相互垂直
所形成的平面也相互垂直
总目录
c
b CCC
d
a
当a=b或c=d，可找到对称面m，分子无手性。
当a≠b、c≠d，分子有手性。
cc
b
b
a
C
C
C
C
dd
C
C
a
总目录
2. 具有联苯类结构的化合物
是否有手性？
两个苯环可在一个平面上，有对称面，无手性。 当苯环邻位引入体积较大基团时，苯环旋转受阻。
Cl
H
CC
H
Cl
C2
n = 360°/180°=2
总目录
环丁烷
H
H
苯
H
H
C4
H
H
C
H
H
6
反-1,2-二氯环丙烷
H H
C2
H
Cl
Cl
H
总目录
2. 手性判据
Cl
HH
Cl
CC H
CC
Cl Cl
H
有对称面的物质与其镜像可重合，无手性
CH3
CH3
H C Cl Cl
Cl
C H
Cl
有对称面的物质与其镜像可以重合，无手性。
COOH
H OH m
H OH
物理有机化学第2章立体化学
(二) 手性分子的几种类型
判断分子具有手性的充分必要条件： 分子既没有对称面，没有对称中心，也没有四重交替对
称轴。一般情况下，只要分子中既没有对称面也没有对称 中心，即可判断它是手性分子。
⑴分子含有手性中心即不对称碳原子（连接四个不同取 代基的碳原子）
⑵非碳手性中心（Si,N,S,P As以及B等）；非碳原子 所形成的不对称四面体（或三角锥体）化合物也有对映异 构现象。如手性膦、手性氮与手性砜类化合物：
手性(Chirality)——实物与其镜像不能完全重合的特性
生活中的手性现象
手性分子 ——具有手性特征的分子
COOH C HHO CH3
(R)-(-)-乳酸
COOH C H3C OHH
(S)-(+)-乳酸
一. 分子的对称因素和手性
(一). 分子的对称性
对称要素：
对称轴 (Cn)：
Cl
H
(—)酒石酸 (＋)酒石酸 内消旋酒石 酸 (±)酒石酸
熔点（℃）溶解度（g） [α]D 20
170
139.0
-12
170
139.0
+12
140
125.0
0
206
20.0
0
含n个手性碳原子化合物的对映异构 C47H51NO14 Taxol
紫杉醇是一种全新的光 谱抗癌药，副作用小， 国际医疗界认为紫杉醇 是近10年来发现的最有 希望的抗癌药物。
H
异 构
CH2OH体
*
*
*
*
H
COOHHOOC
H
反式异构体
对映体对
C O O H C O O HC O O H H
H
* H
06 第六章 对映体
CH2OH
（Ⅱ）
CH2OH
H F F H
H
有对称中心
镜象和实物能重叠，无手性
结论：有对称中心的分子，实物和镜象能重叠，无手
性，无对映异构体，无旋光性。
20
21
3. 对称轴 定义: 穿过分子画一直线,以它为轴旋转一定角度后,可 以获得于原来分子相同的构型,这一直线叫对称 轴.
H H H H
Cn
H H H
C4
( 360 ) 90
29
COOH H C
CH 3
COOH
OH
对映异构体：
HO
H3 C
C H
S–(+)–乳酸
（R）
注意: R、S与右旋、左旋没有一定关系。
CH3 C H OH CH2CH3 CH3CH2 OH CH3 C H
(S)–2–丁醇
(R)–2–丁醇
30
H H3C C OH CH CH2
H
OH COOH C
(S)–3–丁烯–2–醇 (S)–2–羟基苯乙酸 2. 对映异构体的表示方法 常有两种表示方法
18
2. 对称中心( i ) 定义：分子中有一点 P ，以分子任何一点与其连线，
都能在延长线上找到自己的镜象，则 P 点为
该分子的对称中心。
19
例：环丁烷
H H H H H
H H H H H H H H
P
H H
H
有对称中心
镜象和实物能重叠，无手性。
Cl
Cl H F H H F H Cl
例：
H Cl
O C OH CH3 H H H
28
O C CH3 O O C
第二较优
O C H O O H
一 手性---立体(三维)异构 - 分子识别与功能重点实验室 …
黄皮酰胺是由黄量先生小组从中国治疗风湿和肝炎的中药
“ELN脯氨酰 4-氢化酶”的活性，导致“缺氧诱导 因子”水平下降。
黄皮中分离出来的，(Байду номын сангаас)-黄皮酰胺具有抗衰老，抗缺氧及 促智等作用，(+)-黄皮酰胺不仅无正作用，还有一定抑制 作用。
手性药物的药理作用
通过药物分子与体内的大分子之间严格的手性识别和匹配 而实现的。生物体的酶和细胞表面受体是手性的，两个对 映体在体内以不同的途径被吸收、活化或降解。 多 为例 以DOPA（多巴）为例：
这三位科学家获奖的意义还在于： “他们的发明帮助人们在认识和改造世界中
L-多巴生产工艺
不对称合成中最大的工业化例子 (Novatis, 1996)：
(S)-异丙甲草胺除草剂（>10,000 >10 000 吨/年）
还有，如： 硫醚的不对称氧化：生产抗胃溃疡药，奥美拉唑，的新工艺 应用不对称异构化反应生产薄荷醇---日本高砂公司
5
B）化合物带有三价的杂原子， 如：N, S, P 等
具有角锥形结构，三个基团和孤对电子形成假四面体排列，可能 带有不对称性，即形成中心手性。
Cl N H CH3 N Cl H CH3 N H3C O Ph Ph
在溶液中稳定存在的三元杂环体系，不易翻转。 可分离到稳定的对映体。
Troger碱
两个N原子被环内亚甲 在室温下，N原子中心翻转很快，使对映体无法分离。 在室温下，与磷相邻的键翻转较慢，有可能得到手性膦, 即含磷的手性化合物。 基的固定，三级胺的翻 转受阻，两个对映体可 被拆分。
3.1 手性分子的命名（构型）规则
Fisher命名法则： 相对构型：将尽可能多的手性化合物与标准化合物的构型 相关联，用以推导这些化合物的构型。
“ELN脯氨酰 4-氢化酶”的活性，导致“缺氧诱导 因子”水平下降。
黄皮中分离出来的，(Байду номын сангаас)-黄皮酰胺具有抗衰老，抗缺氧及 促智等作用，(+)-黄皮酰胺不仅无正作用，还有一定抑制 作用。
手性药物的药理作用
通过药物分子与体内的大分子之间严格的手性识别和匹配 而实现的。生物体的酶和细胞表面受体是手性的，两个对 映体在体内以不同的途径被吸收、活化或降解。 多 为例 以DOPA（多巴）为例：
这三位科学家获奖的意义还在于： “他们的发明帮助人们在认识和改造世界中
L-多巴生产工艺
不对称合成中最大的工业化例子 (Novatis, 1996)：
(S)-异丙甲草胺除草剂（>10,000 >10 000 吨/年）
还有，如： 硫醚的不对称氧化：生产抗胃溃疡药，奥美拉唑，的新工艺 应用不对称异构化反应生产薄荷醇---日本高砂公司
5
B）化合物带有三价的杂原子， 如：N, S, P 等
具有角锥形结构，三个基团和孤对电子形成假四面体排列，可能 带有不对称性，即形成中心手性。
Cl N H CH3 N Cl H CH3 N H3C O Ph Ph
在溶液中稳定存在的三元杂环体系，不易翻转。 可分离到稳定的对映体。
Troger碱
两个N原子被环内亚甲 在室温下，N原子中心翻转很快，使对映体无法分离。 在室温下，与磷相邻的键翻转较慢，有可能得到手性膦, 即含磷的手性化合物。 基的固定，三级胺的翻 转受阻，两个对映体可 被拆分。
3.1 手性分子的命名（构型）规则
Fisher命名法则： 相对构型：将尽可能多的手性化合物与标准化合物的构型 相关联，用以推导这些化合物的构型。
对映异构-有机化学
泳衣品牌
它们不同对映体
表现出相反作用。
对于含手性碳原子的药物，即便是同一药物，
产生的生物活性，有的强弱不一，有的甚至
这是因为生物大分子（如酶、受体、抗体等）或它的 活性部位具有手性，具有一定的立体构型和构象，所以 它要求和它相互作用的的生物活性分子（如神经递质、
激素、药物、毒物等）也要具有和它相适应的立体化学
二 含一个手性碳原子化合物的对映异构
手性碳原子：
泳衣品牌与四个不同的原子或原子团相
* CH CH CO O H 3 OH
连的碳原子。 例如：乳酸分子
(一) 对映异构体
COOH C CH3 H OH H HO COOH
对
互为实物与镜
影关系，不能 相互重叠的两
C CH3
映 体
S-(+)-乳酸
R-(-)-乳酸
5、迅猛增长的市场需求，刺激了手性药物的研究与开发。
§9.1 偏振光和旋光性
一、偏振光和物质的旋光性
光是一种电磁波，光波的振动方向与其前进方向垂直。
光束先进方向
光源
尼可尔棱镜 (偏振片)
与棱镜晶轴 平行的振动 平面
晶轴 b a c d
普通光
a 平面偏振光
有无数个振动平面，振动平面与光的前进方向 相垂直
-1 2 °
0° （ m） 酒 石 酸
0°
内消旋体（分子中有对称面）
内消旋体(meso)：分子内部形成对映两半的化合物。
(有平面 对称因素)。内消旋体无旋光性。 具有两个手性中心的内消旋结构一定是（R、S）构 型。 外消旋体与内消旋体异同： 外消旋体与内消旋体的共同之处是：二者均 无旋光性，但本质不同。 外消旋体：是混合物，可拆分出一对对映体。 内消旋体：是化合物，不能拆分。
非对映异构体的特征
CH3 C C CH3 Cl H
对映体 enantiomers
(2S,3R)-2,3-二氯 丁烷
(2R,3R)-2,3二氯丁烷
(2S,3S)-2,3二氯戊烷
构型标定实例
OH>COOH>CH3 COOH HO CH3 "H"在横向 OH/COOH/CH3顺时针 变"S": (S)-2-羟基丙酸 （S）-(+)-乳酸 H HO H "H"在纵向 OH/COOH/CH3逆时针 不变"R": (R)-2-羟基丙酸 （R）-(－)-乳酸 COOH CH3
2-羟基-3-氯丁二酸 （氯代苹果酸）
CH3 CH-OH CH-C6H5 CH3
3-苯基-2-丁醇
对映异构类型
A B
+
A + B
非对映体
-
A + B
+
A B
-
对映体
对映体
非对映体
非对映体: 构造相同但不呈镜像对应关系的立体异构体。 非对映异构体的特征： 1° 物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。 2° 比旋光度不同。 3° 旋光方向可能相同也可能不同。 4° 化学性质相似，但反应速度有差异。
§4.2 构型的R、S命名
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。
构型的标定
举例（对照模型）
a d c （1 ） b
a
第五章 旋 光 异 构
外消旋体 m.p 157℃
非对映体
含n个不同手性碳原子的化合物，对映体的数目有2 n个，外消旋体的数目2 n-1个
2、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 。
I和II, III和IV分别互为对映体，I和III, I和IV, II和III, II和IV分别互为非对映体
内消旋体与外消旋体的异同
相同点：都不旋光 不同点：内消旋体是一种纯物质，外消旋体是 两个对映体的等量混合物，可拆分开来。 从内消旋酒石酸可以看出，含个手性碳原子的 化合物，分子不一定是手性的。故不能说含手 性碳原子的分子一定有手性。
第五节 构型的标记——R、S命名规则
R、S命名规则： 1、按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。
（3）、对称轴
Cl Cl Cl Cl
不具有手性 (模型同反-二丁烯)
H
H H Cl
Cl C2
H
H
H
H
H
Cl
Cl
H
H
Cl
H
H
Cl
具有手性 (分子和镜像不能重合)
有无对称轴不能作为判断分子有无手性的依据！
第三节 含一个手性碳原子化合物的对映 异构
一、对映体(enantiomers) 1．对映体——互为物体与镜象关系的立体异构体。 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
透视式
（2）、Fischer投影式
消旋_r_s_非对映异构_解释说明以及概述
消旋r s 非对映异构解释说明以及概述1. 引言1.1 概述消旋r s 非对映异构是有机化学领域中一个重要的概念。
它涉及到手性化合物的特性和结构，以及在不对称合成、药物研究和生物学等领域的应用。
消旋化合物是指具有光学活性但无旋光性质的化合物，而r 和s 异构体则是指由相同分子组成但空间构型不同的对映异构体。
本文将介绍和解释消旋r s 非对映异构的定义、特点和性质，并通过示例与案例分析展示其在有机化学、生物学和药物领域中的应用前景。
同时，我们还将探讨实验方法与技术应用，包括常见的鉴定与分离纯化方法，以帮助读者更好地理解和应用这一概念。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先是引言部分，对消旋r s 非对映异构进行概述，并介绍了文章结构和目录。
接下来，在第二部分中，我们将详细定义和解释消旋化合物以及r s 非对映异构体的概念，并说明其特点和性质。
第三部分将通过丰富的示例和案例分析，展示在有机化学、生物学和药物领域中消旋r s 非对映异构体的实际应用和研究成果。
同时，我们也会展望其未来的发展方向。
第四部分将重点讨论实验方法与技术应用，包括常见的判别鉴定和分离纯化方法，例如手性柱色谱、核磁共振和红外光谱等。
我们将介绍其理论基础、原理以及具体操作步骤，并提供实验结果及讨论。
最后，在第五部分中，我们将对全文进行总结，并回顾研究成果。
此外，我们还会展望未来发展方向，探讨消旋r s 非对映异构研究的前景和潜力。
1.3 目的本文的目的是系统地介绍消旋r s 非对映异构的概念、特点和性质，并探讨其在有机化学、生物学和药物领域中的重要应用。
通过具体示例与案例分析，读者可以更深入地理解这一概念，并了解相关实验方法与技术应用。
最后，本文还将回顾研究成果并展望未来的发展方向，为相关领域的学者和研究人员提供参考。
2. 消旋r s 非对映异构的定义和解释:2.1 消旋化合物的概念:消旋化合物是指具有手性的有机分子，它们不具有对称中心或轴反演中心，因此无法重叠与镜像投射的光学异构体。
大学有机化学第八章立体化学(对映异构)
3. 楔型式转化为 Fischer 投影式
方法：将纸面上竖直向上的基团和伸向纸面后方的 基团写在 Fischer 投影式的竖线上，上下关系不变；
其余两个基团写在横线上，左右关系不变。
COOH C OH
H3C
COOH
H H 3C
OH
H
COOH C OH
HO
COOH C
H H 3C
H CH3
COOH
COOH COOH
COOH H HO C CH 3
H OH CH3 CH3 OH H
COOH C H3C H OH
-
(2) 二者的关系：互为镜像（实物与镜像关系，或者 说左、右手关系）。二者无论如何也不能完全重叠。
与镜像不能重叠的分子，称为手性分子
对映异构体
分子的构造相同，但构型不同；形成实物与镜象、相 似而不能重合的两种分子，称为对映异构体(对映体) 对映体：成对存在，旋光能力相同，但旋光方向相反 二者能量相同（分子中任何两原子的距离相同）
H Cl H H Cl
Cl H H Cl Cl H H Cl
360° /4
Cl H
Cl
相同
S4
判断分子是否手性的依据：
※ 凡具有对称面、对称中心的分子，都是非手性分子。 ※ 有无对称轴，对分子是否有手性无决定作用。 一般：※ 当分子中只有一个C* ，分子一定有手性。 ※ 当分子中有多个手性中心时，要借助对称因素。无对称 面，又无对称中心的分子，必是手性分子。
实验事实：
CH3 CH COOH
OH α 羟基丙酸 ( 乳酸 ) 来 源 旋光性 。 + 3.82 。 3.82 。 0
从肌肉中得到的肌肉乳酸 葡萄糖发酵得到的乳酸 酸牛奶中得到的乳酸
第三章 药学,有机化学,旋光异构体
有更迭对称轴 无手性
2 n
分子的 对称因素与对称分子
对称因素—— 使分子产生对称性的几何因素 1. 对称面( )：如果分子中存在一个平面，能将分子分割 为互为实物与镜像两部分，此平面就是对称面。
H3 C
CH3
H HO C COOH HO C COOH H
Propanoic acid 有对称面
第三章 立体化学 旋光异构体
§3.4 旋光性
3.4.1 平面偏振光
光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。
普通光 (unpolarized light)
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(plane polarized light) ，简称偏振光
彭彩云
判别对称分子的依据
对称元素 对称操作 判别对称性的依据
对称面(σ)
对称轴(Cn)
反映
旋转
有对称面--对称化合物
不能作为区别手性的依据
对称中心(i) (或反演中心)
更迭对称轴(Sn) (或旋转反射轴)
倒反
旋转+反射
有对称中心--对称化合物
有(Sn)对称化合物
对称分子与不对称分子
对称分子 ：有对称面或对称中心的分子。 对称分子一定没有旋光性。 没有旋光性的分子一定是对称分子。 不对称分子：不具有任何对称因素的分子。 不对称分子一定有旋光性。 有旋光性的分子一定是不对称分子。
( 钠光，D线，l=589nm)
COOH
COOH
(R, R)-(+)-酒石酸
溶剂
浓度
海洛因： [α]D 15 －166o (甲醇） =
蔗糖： [α] D = 20 66.7o +
2 n
分子的 对称因素与对称分子
对称因素—— 使分子产生对称性的几何因素 1. 对称面( )：如果分子中存在一个平面，能将分子分割 为互为实物与镜像两部分，此平面就是对称面。
H3 C
CH3
H HO C COOH HO C COOH H
Propanoic acid 有对称面
第三章 立体化学 旋光异构体
§3.4 旋光性
3.4.1 平面偏振光
光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。
普通光 (unpolarized light)
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(plane polarized light) ，简称偏振光
彭彩云
判别对称分子的依据
对称元素 对称操作 判别对称性的依据
对称面(σ)
对称轴(Cn)
反映
旋转
有对称面--对称化合物
不能作为区别手性的依据
对称中心(i) (或反演中心)
更迭对称轴(Sn) (或旋转反射轴)
倒反
旋转+反射
有对称中心--对称化合物
有(Sn)对称化合物
对称分子与不对称分子
对称分子 ：有对称面或对称中心的分子。 对称分子一定没有旋光性。 没有旋光性的分子一定是对称分子。 不对称分子：不具有任何对称因素的分子。 不对称分子一定有旋光性。 有旋光性的分子一定是不对称分子。
( 钠光，D线，l=589nm)
COOH
COOH
(R, R)-(+)-酒石酸
溶剂
浓度
海洛因： [α]D 15 －166o (甲醇） =
蔗糖： [α] D = 20 66.7o +
7-对映异构问题参考答案
7 对映异构问题参考答案问题1 某纯液体试样在10cm 的盛液管中测得其旋光度为+30°，怎样用实验确证它的旋光度是+30°而不是-330°，也不是+390°？讨论：通过旋光度测定实验，可以利用物质旋光度αλt 与该物质质量浓度ρB 或管长l 成正比的关系确定。
例如，物质质量浓度ρB 增大为原来的2倍，若测得其旋光度为+60°，则说明第1次测得的旋光度不是-330°。
再使物质质量浓度ρB 减小为原来的1/2，若测得其旋光度为+15°，则说明第1次测得的旋光度不是+390°。
因此最终确定测得其旋光度为+30°。
对于纯液体，则可通过2次改变旋光管的长度进行测试即可确定。
问题2 构型相同的旋光化合物，它们的旋光方向就一定相同吗？反之又如何？构型与旋光方向之间有什么关系？讨论：两化合物构型相同时，它们的旋光方向不一定相同，反之亦然。
手性化合物的旋光方向和构型是两个不同的概念。
因此，手性化合物在构型上的联系才是本质的联系。
构型的命名是人为规定的，但是不论按照什么命名系统规定，都是为了表示分子中的原子在空间的排布方式。
现在所涉及的问题都是绝对构型，实际上也就是分子的真实立体结构。
旋光方向和旋光度是它们显示出来的物理性质。
化合物的任何性质都是由它们的组成和结构决定的，这是化学思维中的一条最重要的基本原理。
因此，旋光度和旋光方向，必然是由化合物的结构决定的。
问题3 请用实例解释非对映异构现象，说明非对映异构与对映异构的异同。
讨论：以氯代苹果酸为例进行讨论，其Fischer 投影式如下：H OH HClHO H ClHH OH ClHHO H HClCOOHCOOH COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)对映体对映体m.p173℃173℃167℃167℃D20[α]-7.1°+7.1°-9.3°+9.3°(±)m.p 145℃m.p 157℃外消旋体外消旋体非对映体对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。
diastereomeric mixture state 非对映异构体混合物状态
diastereomeric mixture state 非对映异构体混合物状态1. 引言1.1 概述非对映异构体混合物是一种由两种或多种非对映异构体组成的化学物质。
在有机化学和药物化学领域，非对映异构体混合物的研究已经引起了广泛的关注。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来探讨非对映异构体混合物状态。
首先我们将介绍非对映异构体混合物的定义以及其分类。
然后我们将讨论导致非对映异构体混合物形成的因素。
接下来我们将重点分析非对映异构体混合物与单一手性化合物之间的性质和特点上的差异。
最后，我们将探讨该领域目前的研究现状、潜在应用领域以及未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍和讨论非对映异构体混合物状态以及其在化学反应、生理活性等方面表现出来的差异性。
通过系统地总结当前研究进展，希望能够揭示非对映异构体混合物背后隐藏的重要信息，并为展望其潜在应用领域和未来的研究方向提供一定的参考和指导。
2. 非对映异构体混合物状态的定义2.1 对非对称化合物的理解在有机化学中，非对称化合物是由多个立体异构体组成的化合物。
这些立体异构体在空间上不可重叠，并且它们在光学活性上呈现出相反的旋转方向。
这种非对称性使得这些化合物存在着对映异构体（enantiomers）的概念。
2.2 非对映异构体的概念和特点非对映异构体是指具有相同分子式和分子量，但其立体结构不可相互重叠且旋光性相反的化合物。
它们具有绝对的镜像关系，即无法通过旋转或平移使其重叠。
由于靶分子在生物学或医药领域中发挥作用时通常与其他分子之间发生选择性相互作用，因此非对映异构体可能具有完全不同的活性和效果。
2.3 非对映异构体混合物的定义与分类非对映异构体混合物是指由两个或更多个非对映异构体组成的混合状态。
根据不同组成部分之间存在的比例关系，可以将非对映异构体混合物分为不同的类型。
例如，如果两种非对映异构体的比例相等，则混合物为等量混合物；如果存在一种非对映异构体的数量远大于其他异构体，则称其为过剩异构体。
有机化学 第6章 旋光异构
COOH C H CH3 OH H3C HO
COOH C H
③ Fescher投影式
COOH H CH3 OH HO
COOH H CH3
费歇尔投影式投影原则：把与手性碳原子结合
的左右横向的两个键伸向手性碳原子的前面 ，
即伸向观察者；把上下竖立的两个键伸向手性
碳原子的后面。 常称为“横前竖后”，即横
R
4、三基团轮换操作，不改变其构型。
CO2H NH2 CH3 H CH3 H CO2H NH2 H NH2 CO2H CH3 H CH3 NH2 CO2H
（3）构型的标记法
① D、L命名法（相对构型） 1951年前人们用甘油醛提出了D、L命名法：
CHO H OH CH2OH I D-(+)-甘油醛 HO
第六章 旋光异构
以三维空间研究分子结构和性质的科学 分子中原子或基团在空间的排列状况
不同的排列对分子性质的影响
具有相同分子式,但结构不同的化合物称为同分异构体 有机化合物的异构情况：
碳链异构
CH3
CH3CH2CH2CH3与CH3CHCH 3
OH
构造异构
位置异构CH3CH2CH2OH与 CH3CHCH 3
设想分子中有一个点，从分子中任何一个原子出 发，向这个点作直线，再从这个点将直线延长出 去，则在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
Cl H H H F H Cl F
H
Cl F
H
P
H
H Cl
F
③ 手性分子的对称要素
一个分子在结构上具有对称面或对称中心，就无 手性，没有旋光性。 一个分子在结构上即无对称面，也无对称中心， 就具有手性，有旋光性。
消旋体和非对映异构体的概念
第六节 含两个手性碳原子化合物的对映异构
7
7
一、含两个不相同手性碳原子化合物的对映异构 • 丁醛糖是一个四碳糖，分子中含有两个手性碳原子，而
且这两个手性碳原子所连的原子或基团不完全相同。
22=4
8
8
9
9
• 在丁醛糖的四个旋光异构体中，Ⅰ与Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ互为对
映体，并分别组成一对外消旋体。Ⅰ与Ⅲ、Ⅳ，Ⅱ与Ⅲ、 Ⅳ之间不存在实物和镜象关系，它们之间称为非对映异 构体。非对映异构体的旋光度不同，物理性质如熔点、
12
12
二、含两个相同手性碳原子化合物的对映异构
13
13
• Ⅰ和Ⅱ互为对映体。 • Ⅲ或Ⅳ的C2和C3间有一对称面，两个手性碳原子的旋
光度相同，但旋光方向却相反，正好互相抵消而失去旋 光性，这种化合物称为内消旋体，常用“m”或“meso”表
示，所以又称“m-酒石酸”或“meso-酒石酸”。
• 酒石酸的立体异构体实际上只有三种，即左旋体、右旋
要点导航
1． 掌握同分异构体的分类、 分子模型的三种表示方法以及它 们之间的相互转换、对映异构体和手性的概念、分子的手性和 对称因素的关系、手性碳原子的概念及对映体的构型标记、外 （内）消旋体和非对映异构体的概念、苏型和赤型的概念、脂 环化合物的立体异构。
1
1
要点导航
2．熟悉对映体和非对映体的理化性质、不含手性碳原子化 合物的对映异构。 3．了解平面偏振光和比旋光度有关概念、对映体过量百分 率和光学纯度的概念、旋光异构与生理活性的关系、制备单 一手性化合物的方法、有机反应历程中的立体化学。
2
2
立体化学简介
立体化学（stereochemistry）是研究分子的立体结构、反 应的立体性及其相关规律和应用的科学。
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光平面旋转
旋光性
使偏振光偏振面旋转的能力 旋光度 ：使偏振光偏振面旋转的角度 旋光方向:右旋, +; 左旋, 比旋光度
3. 比旋光度
[t
cl
：旋光度; []：比旋光度; t：温度;：光波长; c：样品浓度/g/ml; l:样品管长度/dm
[α ]2D0 +3.79 (乙醇，5%)
三、 对映异构现象与分子结构的关系
内消旋体
分子内部形成对映两半的化合物，有平面对称因素 内消旋体无光学活性，不可拆分
2,3-Dichlorobutane
CH3 H C Cl H C Cl
CH3
CH3 Cl C H Cl C H
CH3
CH3 Cl C H
CH3 H C Cl
H C Cl Cl C H
CH3
CH3
enantiomers
应用
H CH3 C
C
H
CH3
MnO4OH-
内消旋体
应用
H CH3
C
HOBr
C
H
CH3
外消旋体
应用
H C
C H
CH3 CH3
CH3 CH-Br CH-Br CH2CH3
2，3-二溴戊烷
COOH CH-OH CH-Cl COOH
2-羟基-3-氯丁二酸 （氯代苹果酸）
CH3 CH-OH CH-C6H5 CH3
3-苯基-2-丁醇
对映异构类型
A+ A-
B-
B+
A+
A-
B+
B-
对映体 非对映体
对映体
非对映体
非对映体: 构造相同但不呈镜像对应关系的立体异构体。
早 期 发 现
1848年 巴斯德
酒石酸钠铵晶体
1、不对称碳、手性碳、手性分子
➢ 不对称碳：饱和碳原子上连有互不相同 的四个原子或原子团，用*表示。
➢ 手性：如果物质的分子和它的镜像不能 重合，和我们的左右手相像，那么把物 质的这种特征称为手性。
➢ 手性分子：具有手性的分子。
标出手性碳(Chiral Carbon)
※ Fischer投影式的写法（掌握）与变换规则（理解） ※ 掌握含手性碳原子化合物的对映异构的判定与命名 ※ 理解不含手性碳原子化合物的对映异构的判定 ※ 了解化学反应产物的立体化学原理（第六章烯烃）
同分异构的分类
同分异构
构造异构
立体异构
碳干异构 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 构象异构
例
COOH
H
OH
HO
H
COOH
HO
H
H
OH
COOH (1) 对映体
COOH (2)
[α ]2D0
+12°
-12°
（± ）酒石酸 外消旋体
COOH
COOH
H
OH HO
H
H
OH HO
H
COOH
COOH
(3) 同一物质 (4)
0°
0°
（m）酒石酸
内消旋体（分子中有对称面）
内消旋体与外消旋体的异同
相同点：都不旋光 不同点：内消旋体是一种纯物质，外消旋体是两 个对映体的等量混合物，可拆分开来。
要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
对称面():凡有对称面的分子，不具旋光性，也没有对映异构体。
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
思考题
苯或环己烷分子有多少个对称面？
提示：环烷烃分子的环骨架 可以看成是平面正多边形
§4.5 亲电加成反应的立体化学
一、实验结果
外消旋体
内消旋体
外消旋体
外消旋体
二、加成反应立体化学解释
H CH3
C
Br2
H Br C
CH3 (1) Br
(1)
外消旋体
C
H
CH3
C (2)
H
CH3
(2)
如何写烯烃加成产物的构型？
✓ 反应物烯烃是平面构型 ; ✓ 根据历程，把试剂分成两部分从（双键
平面）一侧或反面进攻; ✓ 正确写出Fischer投影式.
镜面
一对对映体（互为镜像）
对映体
CH2CH3
C
H3C
Cl
H
I
CH2CH3
C
Cl
CH3
H
镜面
II
3、手性和对称因素
微观分子也像许多宏观物体一样，具有对 称性，存在对称因素。如“足球分子” C60： 含20个正六边形和12个正五边形
C-60
C60
C70
C60
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充分必要条件
COOH
FischCH3
Fischer投影式的画法及其含义
➢ 把横向的基团朝外，竖向的朝里。 ➢ 编号小的基团（主要官能团）朝上。 ➢ 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”或“拥抱 式”
Fischer投影式的转换规则（一）
从内消旋酒石酸可以看出，含个手性碳原子的化 合物，分子不一定是手性的。
思考题
☆ 有手性碳原子的化合物 就有手性吗？
☆ 没有手性碳原子的化合物 就没有手性吗？
§4.4 不含手性碳原子化合物的对映异构
一. 累积双键(丙二烯型)
CH3 HC C
C CH3
H
a
c
bC C C d
当a b, c d时，
非对映异构体的特征：
1° 物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。 2° 比旋光度不同。 3° 旋光方向可能相同也可能不同。 4° 化学性质相似，但反应速度有差异。
例
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
内消旋体
(2S,3R)-2,3-二氯 丁烷
CH3 Cl C H
CH3 H C Cl
H C Cl Cl C H
CH3
CH3
ena对nt映io体mers
(2R,3R)-2,3- (2S,3S)-2,3二氯丁烷 二氯戊烷
构型标定实例
OH>COOH>CH3
COOH
COOH
HO
H
HO
CH3
CH3
"H"在横向 OH/COOH/CH3顺时针 变"S": (S)-2-羟基丙酸 （S）-(+)-乳酸
7
2） 对称中心
有对称中心的分子不具手性，无旋光性
H
COOH
H
Br
P
Br
H
COOH H
CH3
H
H
P
H Br
H
H
Br H
H H
CH3
3）对称轴（Cn）
Cn (n＝360。/旋转度数)叫n重轴。
对称轴不能作为分子有无光学活性的判据。
C2:
Cl
H
CC
H
Cl
HH C4: H H H H
HH
正n边形有n重对称轴
H
"H"在纵向 OH/COOH/CH3逆时针 不变"R": (R)-2-羟基丙酸 （R）-(－)-乳酸
b 1b,2-二取代环丙烷
a
a
b
a
a
b
对映异构体 顺反异构体 对映异构体 非对应异构体
a
内消旋体
a
a
a
a a
顺反异构体 非对应异构体
对映异构体
§4.3 含手性碳原子化合物的对映异构
一、构型的表示方法
OH与H对调一次
对映体
举例（对照模型）
a ab b ac b
db
da
dc
c
c
a
（1）
（2） 对映体 （3）
对映体
相同构型
二、含1个手性碳原子(有1对对映体)
CH2CH3
CH2CH3
C
H3C
Cl
H
Cl
镜面
C CH3
H
外消旋体（ ）
I
II
等量一对对映体的混合物
1、对映体
对映体——互为物体与镜象关系的立体异构体
外消旋体: 等量的左旋体和右旋体的混合物，一般 用（±）来表示。
外消旋体与对映体的比较（以乳酸为例）：
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
三、含两个手性碳原子化合物
1、含两个不同手性碳原子的化合物
CH3 COOH
3、 把型（柄型）化合物
HOOC
(CH2)10
p-十次亚甲基苯-2-甲酸
例
三、含杂原子化合物的对映异构
立体异构体的数目规律
光学异构体数 2n 一个含n个相同手性碳原子的直链化合物: 当n为偶数时，存在2(n－1)个对映异构体和2(n/2)-1个 内消旋体； 当n为奇数时，存在2n－1个立体异构体，其中有 2（n－1)/2内消旋体。
立体异构
几何异构：共价键旋转受阻而产生 构象异构：因单键旋转而产生的立异 对映异构：分子中手性因素而产生