光学异构对映异构体

(+) (-)
D、L-
R、S-
之间没有任何必然的联系。
Fischer投影式在纸平面上转动90°或90°的奇 数倍，所得构型相反。例：
Fischer投影式在纸平面上转动90°的偶数倍， 所得构型不变。
将Fischer投影式的 C*任意两个原子或基团 对调， C*构型改变。
将Fischer投影式的 C*任意 3 个原子或基团按一 定方向依次调换位置， C*构型不变。
C-3称为假手性碳原子。 如果C-3所连的两个C*构造和构型完全相 同，分子有手性，实物和镜象不能重叠，在空 间有两种排列，得到一对对映体；若这两个C* 构造相同、构型相反，在空间也有两种排列， 但由于分子内部有对称面，所以得到两个不同 的内消旋体。
§5-3 碳环化合物的旋光异构现象
例1 2-甲基环丙基甲酸 4种构型
§5-2 含手性碳原子的链状化合物的 旋光异构现象
一、含一个手性碳原子的化合物
二、旋光异构体构型的表示方法和命名 1.表示方法
COOH
H
C CH3 OH
COOH
H3C C HO
H
透视式
COOH
COOH
H
OH HO
H
CH3
CH3
Fescher投影式
2.命名 (1)相对构型 D/L命名法
CHO
CHO
两两互为非对映体。
COOH
H OH HO H
COOH
COOH
HO
H
H OH
COOH
COOH
HO
H
HO H
COOH
(2R,3R)
(2S,3S)
一对对映体
(2S,3R) 内消旋体（meso-）
五、含假手性碳原子的分子
HOOC C*H CH C*H COOH HO OH OH
单从构造式看，C是非手性碳原子。分子 中含两个相同C*，有3个旋光异构体。其中一 对对映体，一个内消旋体。但其旋光异构体的 总数=4，有一对对映体，两个内消旋体。
一对对映体就好比是两个螺纹相反的螺丝 钉，木制品对它们来说，就是非手性条件，这 两个螺丝钉都能旋进去，性质相同，没有手征 性；而螺丝帽则为手性条件，只有与螺丝帽螺 纹方向一致的螺丝钉才能旋进去，二者性质不 同，具有手征性。
非手性条件：加热、溶剂、非手性试剂和催化 剂等 → 一对对映体的 m.p、 b.p、 S以及一般 实验条件下的化学性质相同。
CH3
(2R,3S)
CH3 Cl H HI
CH3
(2R,3R)
分子式、结构式相同，含n个不相同手性碳 原子→旋光异构体总数 =2n
四、含两个相同手性碳原子的化合物
HOOC C*H C*H COOH
酒石酸
OH OH
分子式、结构式相同，含两个相同手性碳
原子→旋光异构体总数=3→一对对映体和一个 内消旋体→一对对映体和内消旋体之间，彼此
CH3
H3C
H
分子式为C5H10的环丙烷异构体的数目？
例4 3-甲基环丁基甲酸 2种构型
H3C
COOH
顺-
H
H
反-
H3C
H
H
COOH
用透视式、平面式或构象式判断环烷烃衍 生物有无手性，其结果相同。
4
§5-4 旋光异构体的性质
一、对映体的性质 对分子式相同、结构式相同，互为实物和 镜像不能重叠的一对对映体来说，二者都是手 性分子，但在非手性条件下二者的理化性质完 全相同，没有手征性，只有在手性条件下其手 征性才能表现出来。
COOH H 2 OH (2R,4R) H 3 OH HO 4 H
COOH
COOH H 2 OH H 3 OH H 4 OH
COOH
(2R,3r,4S)
COOH HO 2 H HO 3 H (2S,4S)
H 4 OH COOH
COOH H 2 OH HO 3 H H 4 OH
COOH (2R,3s,4S)
H
H
顺-
CH3 COOH
H
H
H
H
CH3 COOH HOOC
CH3
反-
H
COOH
CH3 H
H
COOH HOOC
H
CH3 H
H
CH3
例2 2,2-二甲基环丙基甲酸 2种构型
H3C
H
H
CH3
CH3 COOH HOOC
CH3
例3 1,2-二甲基环丙烷 3种构型
顺-
H3C
CH3
H
H
反-
H3C
H
H
CH3
H
H
OH HHOO
H
CH2OH
D(+)-甘油醛
CH2OH
L(-)-甘油醛
(2)绝对构型 R/S命名法
系统命名法用以“基团次序”规则为基础的 R/S命名法命名绝对构型。 R：Retus （拉丁文，右） S：Sinister（拉丁文，左）
COOH
H
OH
CH3
COOH
HO
H
CH3
D(-)-乳酸 R-
L(+)-乳酸 S-
§5-1 旋光异构现象 一、偏振光和旋光活性
1.偏振光
普通光和偏振光
2.旋光活性 3.旋光度α 4.旋光仪
旋光仪示意图
5.比旋光度
[α]λt
=
α
—— c×l
或
α
——
d×l
例，
肌肉运动产生的乳酸
[α]=﹢3.8° (﹢)或d-，右旋
糖发酵产生的乳酸
[α]=﹣3.8° (﹣)或l-，左旋
牛奶发酵产生的乳酸
手征性分子
旋光活性
3.手征性碳原子（不对称碳原子） sp3杂化的碳原子所连的 4 个基团不相 同——手征性碳原子：C* 。例如：
CH3C*HCOOH
OH
4.对映体
如果两个旋光异构体互为实物和镜像不能 重叠的关系——一对对映体。例如，肌肉运动 产生的乳酸和糖发酵产生的乳酸就是一对对映 体。一对对映体比旋光度相等，方向相反。
三、含两个不同手性碳原子的化合物
CH3C*H *CHCH3 I Cl
2-氯-3-碘丁烷
CH3C*H *CHCH3 OH OH
2,3-二羟基丁烷
22 =4→两对对映体→两对对映体之间，彼此两 两互为非对映体。
CH3 H Cl HI
CH3
(2S,3R)
CH3 H Cl IH
CH3
(2S,3S)
CH3 Cl H IH
[α]=0°
(±)或dl-
二、分子的手征性和旋光活性 1.手征性（手性或不对称性） 手征性 —— 手的特性：实物和镜像不能重 叠的特性。
例：人的左、右手分别与自己的镜像不能 重叠，且二者具有互为实物和镜像不能重叠的 关系。
2. 手征性分子 手征性分子 ——与自己的镜像不能重叠的 分子。
充要条件
CH3C*HCOOH
OH
肌肉运动产生的乳酸：[α]=﹢3.8°，右旋体 糖发酵产生的乳酸 ： [α]=﹣3.8°，左旋体
→ 一对对映体
对映体
旋光异构体
例2
COOH O2N
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NO2 HOOC
含C*的分子
手性分子
决定分子手征性的因素？
有对称面或对称中心 → 分子无手性 → 基团在空间只有一种排列→无旋光异构现象