北京大学有机化学课件3
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北京大学有机化学课件3
HS
HR
CH 3
潜非对称分子（原手性分 子）
Ｈ被OH取代
COOH
COOH
HO
H or H
OH
CH 3
CH 3
S-(+)-乳酸
R-(-)-乳酸
潜不对称碳原子（原手性碳原子）
2.含两个或多个不对称碳原子的手性分子
（1）旋光异构体的数目 （2）非对映体 （3）赤式和苏式 （4）差向异构体
(1) 旋光异构体的数目
HOH HOOC
C3右旋60o
HOH
旋转
HOH
180o
COOH HOOC
COOH HOH
C2左旋60o
交叉式(I) 有对称中心
HOH HOOC
OH H
COOH
交叉式(II)
HO
HOH
H HOOC
COOH
交叉式(III)
交叉式(II)与(III)是一对对映体，其内能相等， 在构象平衡中所占的百分含量相等
*1 平面偏振光 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。
*2 旋光物质 能使平面偏振光旋转一定角度的物质称为旋光性物质。
*3 旋光度()
在旋光仪中被测出的使偏振光旋转的角度称为旋光度。
影响旋光度的因素
1. (a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; 2. (d) 测定温度; (e) 所用光的波长
对称面（ ）
对称操作 反映（射）
判别手性的依据 有对称面无手性
S1=
对称轴(Cn）
S2= i
2 n
旋转
不能作为区别手性的依据
对称中心(i) （或反演中心）
北大有机化学课件（已处理）
* 第一章有机化合物的同分异构体及命名 exit 碳架异构体位置异构体官能团异构体互变异构体价键异构体构型异构体构象异构体几何异构体旋光异构体交叉式构象重叠式构象构造异构体同分异构体（结构异构体）立体异构体电子互变异构体第二节有机化学中的同分异构现象 * 分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体, 也叫结构异构体碳架异构体：因碳架不同而引起的异构体; 如: 位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构体; 如: 官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体; 如: 一、构造异构体：因分子中原子的连结次序不同或者键合性质不同而引起的异构体。
互变异构体: 因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的官能团异构体价键异构体：因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同时也改变了分子的几何形状，从而引起的异构体; 如: 蛛网式结构简式键线式二、有机化合物构造式的表达方式CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3 立体异构体：分子中原子或原子团互相连接次序相同，但空间排列方式不同而引起的异构体。
构象异构体旋光异构体构型异构体几何异构体交叉式构象重叠式构象几何异构体：由于双键不能自由旋转或由于成环碳原子的单键不能自由旋转而引起的立体异构体。
旋光异构体：因分子含有不对称碳原子或者没有对称因素而引起的具有不同旋光性能的立体异构体。
立体异构体三、立体异构体的定义一）、 Z、E 或顺反构型的确定由于双键不能自由旋转而引起的顺反异构体用Z, E表示。
确定Z, E的原则是：按顺序规则确定与双键碳原子相连二个基团的大小，由大到小用箭头标出。
二个双键碳原子连的基团箭头方向一致，双键为Z构型；箭头方向相反，双键为E构型。
双键用Z、E表示构型 Z -2-丁烯或顺-2-丁烯 E -2-丁烯或反-2-丁烯第一条规则：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。
2024版年度《北京大学有机化学》ppt课件
2024/2/2
31
THANKS
感谢观看
2024/2/2
32
14
酚
酚的分类与命名
根据羟基所连苯环的不同，酚可 分为一元酚和多元酚等。
2024/2/2
酚的物理性质
多数酚为无色或淡黄色晶体，具有 特殊气味，微溶于水，易溶于有机 溶剂。
酚的化学性质
酚分子中的羟基和苯环相互影响， 使得酚具有一些特殊的化学性质， 如酸性、氧化反应等。
15
醚
醚的分类与命名
根据醚键两端所连基团的不同，醚可分为单醚、混醚等。
实例与应用
乙炔是常见的炔烃之一，广泛应用于 焊接、切割、照明等领域。
10
芳香烃
定义与通式
结构特点
芳香烃是由苯环或稠环结构组成的烃类化合 物。
芳香烃分子中含有苯环或稠环结构，具有特 殊的稳定性和芳香性。
性质与反应
实例与应用
芳香烃的化学性质较为特殊，可以发生取代、 加成、氧化等多种反应，但反应条件较为苛 刻。
机溶剂。
卤代烃的化学性质
03
卤代烃中的卤素原子较为活泼，可发生取代反应、消除反应等。
13
醇
醇的分类与命名
根据羟基所连碳原子的不 同，醇可分为伯醇、仲醇、 叔醇等。
2024/2/2
醇的物理性质
多数醇为无色液体，具有 特殊气味，可溶于水，也 可溶于有机溶剂。
醇的化学性质
醇分子中的羟基具有亲核 性，可发生氧化反应、酯 化反应等。
遵守实验室规章制度，尊重实验数据，不抄袭、不造假，保持诚信 和实事求是的科学精神。
29
实验操作规范与安全注意事项
1
实验前准备
熟悉实验步骤和操作规程，检查实验仪器和试剂 是否齐全、完好，做好个人防护措施。
2024版北京大学有机化学ppt课件[1]
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含氧官能团的保护与脱保护
阐述在有机合成中如何对含氧官能团 进行保护和脱保护，以实现复杂有机 分子的合成。
14
04
含氮有机化合物
2024/1/2915源自胺类化合物结构和性质胺类化合物的结构特点
包括伯胺、仲胺和叔胺的结构特征， 以及它们与氨分子的结构差异。
胺类化合物的物理性质
胺类化合物的化学性质
阐述胺类化合物的碱性、亲核性、氧 化还原性以及它们的特征反应，如酰 化反应、烷基化反应等。
炔烃 含有碳碳三键的链状烃类化合物。具有不饱和性，可发生 加成、聚合等反应。性质较为活泼，可与多种物质发生反 应。
8
芳香烃及其衍生物
芳香烃
含有苯环的烃类化合物，如苯、甲苯、二甲苯等。具有特殊的芳香气味和稳定 的化学性质。
芳香烃衍生物
以芳香烃为母体，通过取代反应引入其他官能团的化合物，如硝基苯、苯酚、 苯胺等。具有多样化的化学性质和广泛的应用领域。
2024/1/29
13
含氧官能团转化反应及合成策略
醇与醛、酮的转化 讲解醇氧化成醛或酮的反应条件及机 理，以及醛或酮还原成醇的方法。
酚与醚的转化
阐述酚羟基化合成醚的反应条件及机 理，以及醚裂解生成酚的方法。
2024/1/29
羧酸及其衍生物的转化
介绍羧酸及其衍生物之间的转化反应， 如酯化反应、酰胺化反应等，并讲解 其合成策略。
6
02
烃类化合物
2024/1/29
7
烷烃、烯烃、炔烃等结构和性质
2024/1/29
烷烃 由碳和氢元素组成，分子中只含有单键的链状烃类化合物。 根据碳原子数不同，可分为甲烷、乙烷、丙烷等。具有饱 和性、稳定性，不易发生化学反应。
烯烃 含有碳碳双键的链状烃类化合物。根据双键位置不同，可 分为α-烯烃、β-烯烃等。具有不饱和性，可发生加成、氧 化等反应。
大学有机化学第三章烯烃ppt课件
c
(E)-构型
Entgegen（相反）
3.3.2 次序规则 （1）将双键碳原子所连接的原子或基团按其原子序数的大
小排列，把大的排在前面，小的排在后面，同位素则按 原子量大小次序排列。
I， Br, Cl,, S, P, O, N, C, D, H
13
（2）如果与双键碳原子连接的基团第一个原子相 同而无法确定次序时，则应看基团的第二个 原子的原子序数，依次类推。按照次序规则 （Sequence rule）先后排列。
例如：-CH(CH3)3 ＞ -CH2CH3 ＞ -CH3 又例如：
Cl
O
C H> C O
Cl
C O>
Cl CC
H
C
H
C
14
（3）含有双键和叁健基团，可认为连有二个或三个 相同原子
HC CH2
HH 12
C C (C)
(C) H
C1(C,C,H) C2(C,H,H)
H 12
C CH3
CH3
C1(C,C,H) C2(H,H,H)
32
CH2=CH2
98% H2SO4
H2O
C H3C H2O H
CH3CH=CH2
80 % H2SO4
H2O
OH
65 %
H2O
H2SO4
OH
33
（3）与水的的加成: 在酸催化下，烯烃与水作用得醇，副产物多, 实验室无制备价值。 工业上乙烯水解制备乙醇（p54）
（4）与卤素的加成： a)卤素的活泼性：F2>Cl2>Br2>I2 b)Br2/CCl4溶液可鉴定烯烃（黄棕色退为无色） e)反应历程也为亲电加成＊
+ HBr
北大金属有机课件-3
M
CO
RLi
M
O
Li+
R
R'+
O M R
R'
Fischer型
卡宾配合物
三级膦或烷氧基膦可以稳定低价过渡金属配合物以及烷 基金属配合物等，是使用最多最广泛的配体。
键性质
Dewar-Chatt-Duncanson Model
C
M
C
金属—烯烃之间的 π 键
物理数据
键性质
配位之后使烯烃的C=C键变弱。
举例
不稳定的主要原因： 一是金属有机化合物对氧或潮气敏感； 金属有机化合物 氧或潮气敏感 二是存在能垒较低的协同形式的分解途径。 主要有两个分解途径： β消除反应和还原消除反应。
基元反应
σ 键 之稳定性
大部分烷基过渡金属有机化合物通过这两个途径之一发生分解。 除此之外，还有其他位置的消除反应、自由基分解等。 防止经过 β消除反应而发生分解的办法： 1。合成带有不会发生 β消除反应的化合物 烷基有 合成带有不会发生 β消除反应的化合物：烷基有
Cl Pd Cl Pd
§ 2.4 18电子规则
在处理金属有机化合物的反应机理等时，要养成考虑 18电子规则的习惯，要考虑该配合物是否配位饱和。 18电子规则的习惯 要考虑该配合物是否配位饱和
金属有机化合物绝大部分符合18电子规则。 有采取16电子构造的，如平面型结构的Ni(II), Pd(II), Pt(II)等； 有采取16电子构造的 如平面型结构的Ni(II) Pd(II) Pt(II)等 还有14电子和12电子的例子，如Cu, Ag, Au等的配合物。 但是，超过18电子的例子非常少。因此，对于超过18电子的结 但是 超过 电子的例子非常少 因此 对于超过 电子的结 构，就要考虑是否弄错了。如，在考虑反应机理时，遇到超过1 8电子的中间体，就要慎重考虑该机理的合理性或者考虑其他历 程。 配位不饱和的配合物往往不稳定，有形成配位饱和的配合物的 倾向。
大学有机化学总课件ppt全文免费
有机化合物分类及命名
分类
按照碳架分类，如开链化合物、碳环化合物和杂环 化合物等；按照官能团分类，如烃、醇、酚、醚、 醛、酮、羧酸、酯等。
命名
有机化合物的命名遵循一定的规则和原则，如 IUPAC命名法，根据化合物的结构特征和官能团进 行命名。
有机化学发展历史
1 2 3
早期历史 有机化学的起源可以追溯到古代，人们开始使用 天然有机化合物，如木材、油脂、药物等。
芳香烃分子中含有苯环结构， 苯环上的碳原子以共价键相连 形成平面六边形结构。这种结 构使得芳香烃具有较高的稳定 性和特殊的化学性质。
芳香烃的物理性质与烷烃、烯 烃和炔烃有所不同。例如，芳 香烃通常具有较强的气味和毒 性，且熔沸点较高。
芳香烃的化学性质较为特殊， 可以发生取代反应、加成反应 和氧化反应等多种反应。但由 于苯环结构的稳定性较高，这 些反应通常需要较为苛刻的条 件。
到商业上可得的原料或易于合成的中间体。
应用
02
在复杂有机分子的合成设计中，逆合成分析法是一种有效的策
略，可以帮助化学家快速找到合成路径。
优点
03
能够简化合成步骤，提高合成效率，降低成本。
官能团转化策略
官能团的定义
决定有机化合物化学性质的原子或原子团。
官能团转化
通过一系列化学反应，将一个官能团转化为另一个官能团，以实 现目标分子的合成。
烯烃、炔烃的化 学性质
烯烃和炔烃的化学性质 非常活泼，可以发生加 成反应、聚合反应、氧 化反应等多种反应。加 成反应包括与氢气、卤 素、水等的加成，聚合 反应则可以形成高分子 化合物。
芳香烃结构与性质
芳香烃的通式与命名
芳香烃的结构特点
芳香烃的物理性质
北京大学有机化学课件(2024)
24
六元杂环化合物
吡啶和嘧啶
含有氮的六元杂环化合物，具有芳香性和弱碱性，是许多药物和生 物活性分子的核心结构。
哒嗪和嘌呤
含有两个氮原子的六元杂环化合物，具有重要的生物功能，如DNA 和RNA的组成成分。
氧杂蒽类化合物
如喹啉、异喹啉等，具有多种生物活性，如抗菌、抗炎等。
2024/1/29
25
生物碱简介
醇、酚、醚具有亲核取代 反应、氧化反应和还原反 应等化学性质。其中，亲 核取代反应是它们最重要 的反应之一，可以生成酯 、卤代烃等化合物。
2024/1/29
14
醛、酮、醌
01
02
03
04
05
醛的分类和命名
酮的分类和命名
醌的分类和命名
醛、酮、醌的物 理性质
醛、酮、醌的化 学性质
醛是羰基与一个烃基和一 个氢原子相连的化合物。 根据羰基所连碳原子的类 型，醛可分为甲醛、伯醛 和仲醛。醛的命名以羰基 为定位基，遵循系统命名 法。
33
分类
按碳骨架分类为开链化合物、碳环化合物和杂环化合物；按 官能团分类为烃类、醇类、酚类、醚类、醛类、酮类、羧酸 类、酯类等。
5
有机化学研究意义
揭示生命现象本质
推动材料科学发展
有机化合物是生命体的基础物质，研究有 机化学有助于揭示生命现象的本质。
有机高分子材料在现代社会中应用广泛， 研究有机化学可以为材料科学的发展提供 理论支持。
促进医药事业发展
探索新能源和环保技术
许多药物都是有机化合物或其衍生物，研 究有机化学可以为药物设计和合成提供思 路和方法。
有机化合物在新能源和环保技术中具有潜在 应用价值，研究有机化学可以为相关领域的 发展提供技术支持。
六元杂环化合物
吡啶和嘧啶
含有氮的六元杂环化合物，具有芳香性和弱碱性，是许多药物和生 物活性分子的核心结构。
哒嗪和嘌呤
含有两个氮原子的六元杂环化合物，具有重要的生物功能，如DNA 和RNA的组成成分。
氧杂蒽类化合物
如喹啉、异喹啉等，具有多种生物活性，如抗菌、抗炎等。
2024/1/29
25
生物碱简介
醇、酚、醚具有亲核取代 反应、氧化反应和还原反 应等化学性质。其中，亲 核取代反应是它们最重要 的反应之一，可以生成酯 、卤代烃等化合物。
2024/1/29
14
醛、酮、醌
01
02
03
04
05
醛的分类和命名
酮的分类和命名
醌的分类和命名
醛、酮、醌的物 理性质
醛、酮、醌的化 学性质
醛是羰基与一个烃基和一 个氢原子相连的化合物。 根据羰基所连碳原子的类 型，醛可分为甲醛、伯醛 和仲醛。醛的命名以羰基 为定位基，遵循系统命名 法。
33
分类
按碳骨架分类为开链化合物、碳环化合物和杂环化合物；按 官能团分类为烃类、醇类、酚类、醚类、醛类、酮类、羧酸 类、酯类等。
5
有机化学研究意义
揭示生命现象本质
推动材料科学发展
有机化合物是生命体的基础物质，研究有 机化学有助于揭示生命现象的本质。
有机高分子材料在现代社会中应用广泛， 研究有机化学可以为材料科学的发展提供 理论支持。
促进医药事业发展
探索新能源和环保技术
许多药物都是有机化合物或其衍生物，研 究有机化学可以为药物设计和合成提供思 路和方法。
有机化合物在新能源和环保技术中具有潜在 应用价值，研究有机化学可以为相关领域的 发展提供技术支持。
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北京大学有机化学课件3
本章提纲
第一节 立体化学的任务，立体异构体的 分类和定义
第二节 旋光性和分子结构的对称性因素
第三节 手性分子的分类及情况分析
第四节 消旋、拆分和不对称合成
第一节 立体化学的任务 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的科学。
对称元素 对称操作 判别手性的依据
对称面（ ） 反映（射） 有对称面无手性
对称轴(Cn）
2 n
旋转
对称中心(i) （或反演中心）
倒反
更迭对称轴(Sn)
（或旋转反射轴） 旋转+反射
2 n
不能作为区别手 性的依据
有对称中心 无手性
有更迭对称轴 无手性
第三节 手性分子的分类及情况分析 一 含手性碳原子的手性分子 二 不含手性碳原子的手性分子
（3）赤式和苏式
含两个不对称碳的分子，若在Fischer投影式中，两个H在 同一侧，称为赤式，在不同侧，称为苏式。
HOCH2-CH(OH)-CH(OH)-CHO
CHO
CHO
CHO
CHO
R H OH
HO
HS
S HO H
H OH R
R H OH
HO
HS
R H OH
HO H S
CH 2 OH
(i)
CH 2 OH
（1）手性碳原子（已讲）
（2）对映体
具有镜像与实物关系的一对旋光异构体。
COOH
C
H
CH 3
OH
(S)-(+)-乳酸
mp 53oC
[]D15=+3.82
pKa=3.79(25oC)
COOH
C H
CH 3 OH
(R)-(-)-乳酸 mp 53oC []D15=-3.82
pKa=3.83(25oC)
外消旋乳酸
(ii)
CH 2OH
(iii)
CH 2OH
(iv)
(2R,3R)-(-)-赤藓糖 (2S,3S)-(+)-赤藓糖 (2S,3R)-(+)-苏阿糖 (2R,3S)-(-)-苏阿糖
(i)(ii)对映体，(iii)(iv)对映体。
(i)(iii),(i)(v),(ii)(iii),(ii)(v)为非对映体。原子的化合物 2.含两个或多个不对称碳原子的化合物 3.含两个或多个相同（相象）手性碳原子的化合物 4.含手性碳原子的单环化合物
1.含一个手性碳原子的化合物
（1）手性碳原子 （2）对映体 （3）外消旋体 （4）Fischer投影式 （5）相对构型和绝对构型 （6）旋光度的表示（偏振光） （7）分子的潜非对称性
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。
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
第二节 旋光性和分子结构的对称性因素
一 手性分子
不能与其镜象叠合的分子为手性分子； 手性分子有旋光性。
二 判别手性分子的依据
S1= S2= i
一个C* 两个C* 三个C*
四个C*
A+ B+ B-
C+ C- C+ C-
D+D- D+D-D+D-D+D-
…… n个C*
…………
AB+ B-
C+ C- C+ C-
D+D- D+D-D+D-D+D-
…………
2 4
8 16 …… 2n
（2）非对映体
不呈镜影关系的旋光异构体为非对映体。非对映体具有不同 的旋光能力，不同的物理性质和不同的化学性质。
（6） 旋光的表示
*1 平面偏振光 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。
*2 旋光物质 能使平面偏振光旋转一定角度的物质称为旋光性物质。
*3 旋光度() 在旋光仪中被测出的使偏振光旋转的角度称为旋光度。
影响旋光度的因素 1. (a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度;
（4）差向异构体
两个含多个不对称碳原子的异构体，如果，只 有一个不对称碳原子的构型不同，则这两个旋 光异构体称为差向异构体。如果构型不同的不 对称碳原子在链端，称为端基差向异构体。其 它情况，分别根据C原子的位置编号称为Cn差 向异构体。
COOH
HS
HR
CH 3
潜非对称分子 （原手性分子）
Ｈ被OH取代
COOH
HO H
CH 3
S-(+)-乳酸
COOH
or H OH
CH 3
R-(-)-乳酸
潜不对称碳原子（原手 性碳原子）
2.含两个或多个不对称碳原子的手性分子
（1）旋光异构体的数目 （2）非对映体 （3）赤式和苏式 （4）差向异构体
(1) 旋光异构体的数目
（i）外消旋混合物
（ii）外消旋化合物
（iii）固体溶液
（4） Fischer投影式
HOOC
H
OH
H 3C
立体结构
COOH
H C OH
CH3
投影式
COOH H C OH
CH3
锲形式
COOH
H
OH
CH3
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
×
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。
（7）潜非对称性和潜不对称碳原子
如果一个对称分子经一个基团被取代后失去了 其对称性，而变成了一个非对称分子，那么原 来的对称分子称为“潜非对称分子”，或称为 “原手性分子”。而分子所具有的这种性质称 为“潜非对称性”或“原手性”，而发生变化 的碳原子称为“潜不对称碳原子”或“原手性 碳原子”。
是偶数次。
CHO HO H
CH 2OH L-(-)-甘油醛
（5）相对构型和绝对构型
CHO
H
OH
O
COOH
H
OH
H
COOH
H
OH
CH 2OH
CH 2 OH
CH 3
D-(+)-甘油醛
D-(-)-乳酸
绝 能真实代表某一
对 构 型
光活性化合物的 构型（R、S）
相 与假定的D、L甘油
对 构 型
醛相关联而确定的 构型。
2. (d) 测定温度; (e) 所用光的波长
*4 比旋光度
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
[] 25 = + 90.01。
D
(C 1.15, C2H5OH)
*5 分子比旋光度
比旋光度分子量/100
t
M λ=
t λ
()-乳酸 mp 18oC
[]1D5 =0
pKa=3.86(25oC)
特点
*1 结构：镜影与实物关系 *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。
（3）外消旋体 一对对映体等量混合，得到外消旋体。 外消旋体与纯对映体的物理性质不同，旋 光必然为零。
本章提纲
第一节 立体化学的任务，立体异构体的 分类和定义
第二节 旋光性和分子结构的对称性因素
第三节 手性分子的分类及情况分析
第四节 消旋、拆分和不对称合成
第一节 立体化学的任务 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的科学。
对称元素 对称操作 判别手性的依据
对称面（ ） 反映（射） 有对称面无手性
对称轴(Cn）
2 n
旋转
对称中心(i) （或反演中心）
倒反
更迭对称轴(Sn)
（或旋转反射轴） 旋转+反射
2 n
不能作为区别手 性的依据
有对称中心 无手性
有更迭对称轴 无手性
第三节 手性分子的分类及情况分析 一 含手性碳原子的手性分子 二 不含手性碳原子的手性分子
（3）赤式和苏式
含两个不对称碳的分子，若在Fischer投影式中，两个H在 同一侧，称为赤式，在不同侧，称为苏式。
HOCH2-CH(OH)-CH(OH)-CHO
CHO
CHO
CHO
CHO
R H OH
HO
HS
S HO H
H OH R
R H OH
HO
HS
R H OH
HO H S
CH 2 OH
(i)
CH 2 OH
（1）手性碳原子（已讲）
（2）对映体
具有镜像与实物关系的一对旋光异构体。
COOH
C
H
CH 3
OH
(S)-(+)-乳酸
mp 53oC
[]D15=+3.82
pKa=3.79(25oC)
COOH
C H
CH 3 OH
(R)-(-)-乳酸 mp 53oC []D15=-3.82
pKa=3.83(25oC)
外消旋乳酸
(ii)
CH 2OH
(iii)
CH 2OH
(iv)
(2R,3R)-(-)-赤藓糖 (2S,3S)-(+)-赤藓糖 (2S,3R)-(+)-苏阿糖 (2R,3S)-(-)-苏阿糖
(i)(ii)对映体，(iii)(iv)对映体。
(i)(iii),(i)(v),(ii)(iii),(ii)(v)为非对映体。原子的化合物 2.含两个或多个不对称碳原子的化合物 3.含两个或多个相同（相象）手性碳原子的化合物 4.含手性碳原子的单环化合物
1.含一个手性碳原子的化合物
（1）手性碳原子 （2）对映体 （3）外消旋体 （4）Fischer投影式 （5）相对构型和绝对构型 （6）旋光度的表示（偏振光） （7）分子的潜非对称性
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。
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
第二节 旋光性和分子结构的对称性因素
一 手性分子
不能与其镜象叠合的分子为手性分子； 手性分子有旋光性。
二 判别手性分子的依据
S1= S2= i
一个C* 两个C* 三个C*
四个C*
A+ B+ B-
C+ C- C+ C-
D+D- D+D-D+D-D+D-
…… n个C*
…………
AB+ B-
C+ C- C+ C-
D+D- D+D-D+D-D+D-
…………
2 4
8 16 …… 2n
（2）非对映体
不呈镜影关系的旋光异构体为非对映体。非对映体具有不同 的旋光能力，不同的物理性质和不同的化学性质。
（6） 旋光的表示
*1 平面偏振光 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。
*2 旋光物质 能使平面偏振光旋转一定角度的物质称为旋光性物质。
*3 旋光度() 在旋光仪中被测出的使偏振光旋转的角度称为旋光度。
影响旋光度的因素 1. (a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度;
（4）差向异构体
两个含多个不对称碳原子的异构体，如果，只 有一个不对称碳原子的构型不同，则这两个旋 光异构体称为差向异构体。如果构型不同的不 对称碳原子在链端，称为端基差向异构体。其 它情况，分别根据C原子的位置编号称为Cn差 向异构体。
COOH
HS
HR
CH 3
潜非对称分子 （原手性分子）
Ｈ被OH取代
COOH
HO H
CH 3
S-(+)-乳酸
COOH
or H OH
CH 3
R-(-)-乳酸
潜不对称碳原子（原手 性碳原子）
2.含两个或多个不对称碳原子的手性分子
（1）旋光异构体的数目 （2）非对映体 （3）赤式和苏式 （4）差向异构体
(1) 旋光异构体的数目
（i）外消旋混合物
（ii）外消旋化合物
（iii）固体溶液
（4） Fischer投影式
HOOC
H
OH
H 3C
立体结构
COOH
H C OH
CH3
投影式
COOH H C OH
CH3
锲形式
COOH
H
OH
CH3
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
×
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。
（7）潜非对称性和潜不对称碳原子
如果一个对称分子经一个基团被取代后失去了 其对称性，而变成了一个非对称分子，那么原 来的对称分子称为“潜非对称分子”，或称为 “原手性分子”。而分子所具有的这种性质称 为“潜非对称性”或“原手性”，而发生变化 的碳原子称为“潜不对称碳原子”或“原手性 碳原子”。
是偶数次。
CHO HO H
CH 2OH L-(-)-甘油醛
（5）相对构型和绝对构型
CHO
H
OH
O
COOH
H
OH
H
COOH
H
OH
CH 2OH
CH 2 OH
CH 3
D-(+)-甘油醛
D-(-)-乳酸
绝 能真实代表某一
对 构 型
光活性化合物的 构型（R、S）
相 与假定的D、L甘油
对 构 型
醛相关联而确定的 构型。
2. (d) 测定温度; (e) 所用光的波长
*4 比旋光度
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
[] 25 = + 90.01。
D
(C 1.15, C2H5OH)
*5 分子比旋光度
比旋光度分子量/100
t
M λ=
t λ
()-乳酸 mp 18oC
[]1D5 =0
pKa=3.86(25oC)
特点
*1 结构：镜影与实物关系 *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。
（3）外消旋体 一对对映体等量混合，得到外消旋体。 外消旋体与纯对映体的物理性质不同，旋 光必然为零。