《有机化学》第二版第8章立体化学
有机化学：第8章-立体化学
H
Cl 旋转 90。
Cl
Cl
HH
Cl
HH
Cl
Cl
H
23
H
-H
Cl
Cl
Cl
Cl
H
-
H
Cl HH
Cl
8.1 手性和对映体
有4重交替对称轴的分子
24
8.1 手性和对映体
❖ 对称性与手性的关系
❖非手性分子——凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的 分子，都能与其镜像重合.
❖手性分子——既没有对称面,又没有对称中心,也没有交替 对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是手性分子.
❖7.1 多环芳烃分类 ❖7.2 联苯及其衍生物 ❖7.3 多苯代脂烃 ❖7.4 稠环芳烃-萘及其衍生物 ❖7.5 稠环芳烃-蒽及其衍生物 ❖7.6 稠环芳烃-菲及其衍生物 ❖7.7 稠环芳烃-其它稠环芳烃 ❖7.8 有机化合物与环境污染 ❖7.9 非苯芳烃
1
回顾
第8章 立体化学
❖8.1 手性和对称性 ❖8.2 旋光性和比旋光度 ❖8.3 分子的手性和手性碳原子 ❖8.4 构型的表示法、构型的确定和标记 ❖8.5 含手性碳原子化合物的旋光异构 ❖8.6 环状化合物的立体异购 ❖8.7 不含手性碳原子化合物的对映异构 ❖8.8 手性分子的获得
碳链异构(如:丁烷/异丁烷) 官能团异构(如:醚/醇) 位置异构(如:辛醇/仲辛醇)
同分异构 isomerism
立体异构 Stereo-
构型异构 configurational
构象异构 conformational
顺反, Z、E异构 对映异构
H
H
H
H
H
H
HH
HH
HH
有机化学 第八章 立体化学
C2H5 Cl Cl
19
H
CH3 H Cl Cl H C2H5 Cl H
CH3 H Cl C2H5 Cl Cl
CH3 H H C 2H 5 H H
CH3 Cl Cl C2H5
CH3 Cl H Cl H C2 H5
CH3 H Cl Cl H C2H5
CH3 H Cl Cl H C2H5
CH3 Cl H Cl H C2 H5
20
注意: 注意
D,L是相对构型,与假定的 、 甘油醛相关联而确定的构型 甘油醛相关联而确定的构型。 D,L是相对构型,与假定的D、L甘油醛相关联而确定的构型。R,S 是相对构型 是绝对构型,能真实代表某一光活性化合物的构型（ 、 ） 是绝对构型,能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S） 。 两种标记法的依据： 两种标记法的依据：R／S法依据与＊C相连的四个原子或基团 法依据与＊ 的大小顺序； 法依据与D 甘油醛的构型是否相同。 的大小顺序；D／L法依据与D-甘油醛的构型是否相同。 无论是D,L还是R,S标记方法， D,L还是R,S标记方法 无论是D,L还是R,S标记方法，都不能通过其标记的构型来判 断旋光方向。因为旋光方向使化合物的固有性质， 断旋光方向。因为旋光方向使化合物的固有性质，而对化合 物的构型标记只是人为的规定 人为的规定。 物的构型标记只是人为的规定。 目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋光方向， 目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋光方向，还 是依靠测定。 是依靠测定。
锲形式
COOH H OH CH3
Fischer投影式 投影式
项：
(1)不能离开纸面翻转；可以沿纸面旋转 )不能离开纸面翻转；可以沿纸面旋转180°，但不能旋转 ° ° 但不能旋转90° 或270°。 ° (2) 基团交换次数可以为偶数次，不能为奇数次；亦可以一基团 基团交换次数可以为偶数次 不能为奇数次； 偶数次， 不动，另三基团顺或逆时针轮换（相当于交换两次）。 不动，另三基团顺或逆时针轮换（相当于交换两次）。
【有机化学讲义】第八章 立体化学
山东理工大学教案第次课教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□实践课□ 技能课□ 其它□主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）：第八章 立体化学§8-1 手性和对映体*§8-2 旋光性和比旋光度*§8-2 含一个手性碳原子的化合物的对映异构*§8-4 构性表示法确定和标记*§8-5 含多个手法碳原子化合物的立体异构#§8-6 外消旋体的拆分(自学)§8-7 手性合成§8-8 环状化合物的立体异构教学目的要求：1．掌握偏振光、旋光性、比旋光度。
2．掌握手性、对映性、非对映性，内消旋体、外消旋体和不对称性等概念。
3．掌握fischer投影的规则和使用，以及fischer投影式和Newman式，楔形式的转换。
4．掌握含有一个和二个手性碳原子的手性分子的R/S标记法。
5．理解对称元素和对称操作，识别指定结构的对称元素。
6．理解对映异构体理化性质差异及外消旋体的化学拆分原理。
7．了解构型的D、L标记法及手性在自然界的意义。
8．了解手性合成、环状化合物的立体异构。
9．能运用立体化学知识解释烯烃亲电加成反应历程。
教学方法和教学手段：本课程以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。
教学手段以板书和多媒体相结合。
讨论、思考题、作业：教材：1、①③⑤⑦；3；6、①②；9。
思考：7参考资料：1．邢其毅等，《基础有机化学》.高等教育出版社，19932．胡宏纹主编《有机化学》高等教育出版社19903．王积涛等《有机化学》 南开大学出版社 19934（美）莫里森、博伊德编《有机化学》（第二版），复旦大学化学系有机化学教研室译，科学出版社，1993年。
第八章立体化学对映异构现象的发现早在十九世纪就发现许多天然的有机化合物如樟脑、酒石酸等晶体有旋光性，而且即使溶解成溶液仍具有旋光性，这说明它们的旋光性不仅与晶体有关，而且与分子结构有关。
1848年巴斯德（L.Pasteur）在研究酒石酸钠铵的晶体时发现，没有旋光性的酒石酸钠铵在一定条件下结晶时可生成外形不同的两种晶体，它们之间的关系相当于右手和左手的关系，外形相似，但不能互相重叠。
徐寿昌有机化学2-8章课后答案
.徐寿昌编《有机化学》第二版习题参考答案第二章 烷烃1、用系统命名法命名下列化合物1.(CH 3)2CHC(CH 3)2CHCH 3CH 32.CH 3CH 2CH CHCH 2CH 2CH 3CH 3CH(CH 3)2（1）2，3，3，4-四甲基戊烷 （2）3-甲基-4-异丙基庚烷3.CH 3CH 2C(CH 3)2CH 2CH 34.CH 3CH 3CH 2CHCH 2CH 2CCH 2CH3CHCH 3CH 3CH 2CH 312345678（3）3，3-二甲基戊烷 （4）2，6-二甲基-3，6-二乙基辛烷5.12345676.（5）2，5-二甲基庚烷 （6）2-甲基-3-乙基己烷7.8.1234567（7）2，2，4-三甲基戊烷 （8）2-甲基-3-乙基庚烷 2、试写出下列化合物的结构式(1) 2，2，3，3－四甲基戊烷 (CH 3)3CC(CH 2)2CH 2CH 3(2) 2，3－二甲基庚烷 (CH 3)2CHCH(CH 3)CH 2CH 2CH 2CH 3 (3) 2，2，4－三甲基戊烷 (CH 3)3CCH 2CH(CH 3)2(4) 2，4－二甲基－4－乙基庚烷 (CH 3)2CHCH 2C(CH 3)(C 2H 5)CH 2CH 2CH 3 (5) 2－甲基－3－乙基己烷 (CH 3)2CHCH(C 2H 5)CH 2CH 2CH 3 (6) 三乙基甲烷 CH 3CH 2CH(C 2H 5)2(7) 甲基乙基异丙基甲烷 (CH 3)2CHCH(CH 3)CH 2CH 3 (8) 乙基异丁基叔丁基甲烷 CH 3CH(CH 3)CH 2CH(C 2H 5)C(CH 3)3 3、用不同符号表示下列化合物中伯、仲、叔、季碳原子3CH2CCH32CH3CCH3CH31.001111112CH342.430011323)334、下列各化合物的系统命名对吗？如有错，指出错在哪里？试正确命名之。
有机化学ppt课件第八章立体化学
05
立体选择性合成策略与方 法
不对称合成策略简介
不对称合成定义
利用非手性原料合成具有特定构型手性化合物的 方法。
不对称合成意义
获得单一手性化合物，避免消旋体的产生，提高 药物疗效和降低副作用。
不对称合成策略
手性源合成法、手性辅剂诱导合成法、动力学拆 分和热力学拆分方法等。
手性源合成法
手性源概念
农业科学
立体化学在农业科学中也有潜在 的应用价值，例如通过研究农药 和化肥的立体结构来提高其效果 和降低对环境的负面影响。
THANKS
感谢观看
构型对化合物性质的影响
不同构型的碳原子在化合物中具有不 同的化学和物理性质，如旋光性、反 应活性等。
Fisher
Fisher投影式是一种表示有机化合物立体结构的方法，通过横线
和竖线表示碳原子的键合关系。
Fisher投影式的书写规则
02
在Fisher投影式中，横线代表伸向纸面前方的键，竖线代表伸向
具有手性的起始原料， 可提供手性中心。
手性源合成法原理
以手性源为原料，通过 保留或转化其手性中心 ，合成目标手性化合物 。
手性源合成法应用
天然产物全合成、药物 合成等。
手性辅剂诱导合成法
01
手性辅剂概念
在反应中能与底物形成非对映异构体，从而控制反应立体选择性的添加
剂。
02
手性辅剂诱导合成法原理
手性辅剂与底物形成非对映异构体，利用非对映异构体之间的性质差异
判断手性碳原子构 型
根据旋光度的正负及大小，结合其他信息判断手性碳原子 的构型。
注意事项
旋光法只能判断化合物是否具有旋光性，不能确定其绝对 构型。
X射线衍射法确定绝对构型
大学有机化学第八章 立体化学
l --- 样品池的长度，单位为dm；
c --- 为样品的浓度，单位为g•ml-1。
8.3
含一个手性碳原子的化合物的对映异构
8.3.1手性碳原子（不对称碳原子）
— 与四个不相同的原子或基团相连
的碳原子为不对称碳或手性碳原子或
手性中心，在结构式中用﹡标出。
8.3.2 含一个手性碳原子的化合物的对映异构 例如乳酸：
COOH C HO H3C H
H
COOH C OH CH3
用透视式书写旋光异构体比较直观，原子或原子团在 空间的排列易观察，但对于结构复杂的分子透视式几
乎无法表示。
（2)、费歇尔（Fischer）投影式表示法 1891年Fischer提出了以他姓氏为名称的投影结构 式书写方法。这种投影式是按照碳的四面体结构， 按规定的原则将分子结构投影到平面上，用所得到 的平面投影式来表示分子的立体结构。
S
a HO
b COOH H c CH3
若最小基团在横键：
a→b→c顺时针－S； (逆时针－R)
R
a HO
b COOH
若最小基团在竖键： a→b→c顺时针－R； (逆时针－S)
CH3 c
H
标记下列旋光异构体的构型：
CH3 Cl H
有机化学第八章立体化学PPT课件
配体设计
手性催化剂的配体设计是关键， 通过选择合适的配体，可以实现
对反应的立体选择性控制。
反应机理
手性催化剂的选择性合成通常涉 及特定的反应机理，如协同反应 或逐步反应，这些机理决定了催
化剂对立体异构体的选择性。
手性拆分技术
手性拆分技术
手性拆分技术是利用化学或物理方法将外消旋混合物分离成各自 的立体异构体的过程。
非对映异构体的性质
非对映异构体的物理性质通常不同，如沸点、熔点和折射率等。它 们的旋光性和比旋光度也可能不同，但通常比对映异构体的差异更 小。
非对映异构体的合成
非对映异构体的合成是有机化学中的重要研究内容，需要采用特定的 合成策略和技巧来制备。
顺反异构体
顺反异构体定义
顺反异构体是指由于双键的存在导致取代基在空间中不能处于同一侧的分子。这种排列方 式使得分子具有不同的物理性质和化学反应特性。
越来越多的手性药物被发现和开发。
手性药物的发展阶段
02
手性药物的研发经历了三个阶段，包括手性源药物、手性拆分
药物和手性合成药物。
手性药物的现状与未来
03
目前，手性药物已经成为药物研发的重要组成部分，未来随着
手性技术的不断进步，将会有更多的手性药物问世。
手性药物的药理作用
手性药物的药效
手性药物的药效与其手性构型密切相关，不同构型的手性药物可 能具有不同的药理作用。
手性药物的作用机制
手性药物的作用机制涉及多个方面，包括与靶点的选择性结合、影 响细胞信号转导等。
手性药物的疗效与副作用
手性药物在临床应用中具有疗效高、副作用小的优势，但也存在一 定的个体差异和不良反应。
手性药物的合成与制备
手性药物的合成方法
有机化学第八章立体化学
6.理解内消旋体和外消旋混合物的区别。
7.掌握异构体的分类。 8.运用立体化学知识解释烯烃亲电加成反应历程。
2019/2/16
4
本章教学内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 物质的旋光性 化合物的旋光性与其结构的关系 对映异构体的构型 含手性碳原子化合物 的对映异构 手性物的制备与外消旋体的拆分 异构体的分类 立体化学在研究反应历程中的应用
21
第二节 化合物的旋光性与其结构的关系
一、镜像、手性及对映异构 二、手性与结构的关系 三、对称元素与手性的关系 四、对映异构体与非对映异构体 自然界中，有的物质有旋光性，有的没有旋光性。 怎样从一个化合物的结构判断其是否具有旋光性呢？
2019/2/16
22
一、 镜像、手性及对映体
如果将物体放在平面镜前，使之成像，并设想把物 体的“像”从镜中取出，有的物体比如均匀的木棒、皮 球或铁钉可与其镜像完全重合；而有的物体如蜗牛壳、 剪刀或螺丝钉与其镜像不能重合，这正如人的左右手一 样：左手和右手互为实物与镜像关系又不能完全重叠。
经实验测定：
右旋圆偏光对右旋乳酸的折射率为1.10011。 左旋圆偏光对右旋乳酸的折射率为1.10017。
折射率的不同说明两个前进圆偏光成分，经过手性分子时所遇 到的阻力不相等，速度减慢的程度也就不一样。这就导致合成光振 动平面不能再维持在原来的方向上，而产生一定的偏转，从而表现 出旋光性，如图（b）。
8
2019/2/16
2.旋光物质
把两个尼科尔棱晶平行放置，使普通的光射在第一 个棱晶上，透出来的光就变成偏光，因为第二个棱晶与 第一个互相争行，所以偏光能完全通过第二个棱晶。
亮
有机化学---第8章 立体化学
① 对称面 ② 对称中心 ③ 对称轴
④ 交替对称轴（旋转反映轴）* 对称操作：旋转＋ 反射 手性判断：有交替对称轴，分子无手性。
凡物质分子在结构上不具有对称面、对称
中心或四重交替对称轴，这个物质就具有手性，
从而具有对映异构现象。
h
6
8-2 旋光性和比旋光度
旋光性:能使偏振光振动平面旋转的性质。
Nicol 棱镜
COOH
H
OH
D-(-)- 乳酸
C H3
COOH
HO
H
L-(＋)-乳酸
C H3
注意：该标记法只能表示出分子中含有
一个手性碳原子的构型。
h
17
构型的标记
R-S标记法
根据化合物的实际构 型或投影式而命名的
含有一个手性碳化合物C-abcd的命名步骤:
① 将手性碳原子所连的四个基团(a,b,c,d)根据 “次序规则”先后排列, 如a > b > c > d;
绝对构型: 能真实代表某一光活性化合物的构型.
实验证实, 任意指定的甘油醛的构型正是其绝
对构型, 因此由甘油醛关联而得到的各旋光性化
合物的相对构型就是他们的绝对构型。
h
15
构型的标记
D-L标记法
以甘油醛的构型为对 照标准来进行标记
标记规则：右旋甘油醛的构型为D型； 左旋甘油醛的构型为L型。
凡构型与D-甘油醛相同的化合物, 命名时标以 “D”; 凡构型与L-甘油醛相同的化合物, 命名时标以“L” 注 意：旋光方向用(＋)(－h )表示 , 不用“d”或“1l6” 。
外消旋体
由等量的左旋体和右旋体混合而成的没有 旋光性的混合物。 一般用（±）表示。
《有机化学》(徐寿昌)第08章 立体化学
24
CHO
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
CH2OH
D-(+)-阿洛糖 D-(+)-Allose
CHO
H
OH
H
OH
HO
H
H
OH
CH2OH
D-(–)-古罗糖 D-(–)-Gulose
己醛糖的八个D-异构体
CHO
HO
有机化合物的异构分类
骨架异构（链异构）
构造异构 位置异构 （结构异构） 官能团异构
互变异构 构象异构
顺反异构（几何异构） 立体异构
构型异构 对映异构（光学异构） 非对映异构
1
物体的手性
手性
一个物体的 实物和镜像 不能重合的性质
2
氯甲烷的手性
氯甲烷分子没有手性 (CH3X型化合物 )
3
氯乙烷的手性
38
[ ]
：旋光度(°) l： 测量管的长度(dm)
l c c：溶液的浓度(g/mL)
11
乳酸的比旋光度 光学异构体
对映异构体的比旋光度一定大小相等方向相反
12
一些有机物的比旋光度
Camphor 樟脑 Morphine 吗啡 Sucrose 蔗糖
Cholesterol 胆固醇 Penicillin 青霉素 Glutamate 谷氨酸盐
H
COOH
内消旋体 26
外消旋体
27
酒石酸立体异构体的性质
不能用简单的方法分离对映异构体
28
外消旋体的拆分－机械拆分法
Optical isomers
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
平面偏振光
让光通过一个象栅栏一样的 Nicol 棱镜 (起偏镜)不是所 有方向的光都能通过，而只有与棱镜晶轴方向平行的光 才能通过。透过棱晶的光就只能在一个方向上振动。
1、平面偏振光：只在一个平面上振动的光，简称偏振光。
旋光性:能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋光性
旋光性物质：具有旋光性的物质，也称光学活性物质
COOH H CH3 OH CH3 OH COOH H HO CH3 H COOH
（iv）若通过奇数次调换手性碳所连基团，则转换为其对映 体，通过偶数次调换，则保持原构型。
COOH H CH3 原构型 OH 对调1次 HO CH3 对映体 COOH 再对调1次 H HO CH3 H COOH 原构型
C2 H H H Cl H H H H H Cl 非手性分子
*
*
手性分子
*
*
Cl
Cl
8.4 构型的表示方法
一、对映异构体的表示方法
正确表示手性碳上各基团和原子在空间的相对位置
1. 透视式
COOH C OH
HO
COOH C
或（楔形式）
H H 3C
H CH3
对映体
写法：将手性碳表示在纸面上，用细实线表示纸面上的键，用虚线 表示伸向纸后方的键，用锲形键表示伸向纸前方的键。（手势法）
徐寿昌《有机化学》(第2版)章节题库(立体化学)【圣才出品】
第8章立体化学一、选择题1．下列化合物中没有光学活性的是（）。
Ａ．B．C．Ｄ．【答案】B【解析】AC两项，很明显为手性分子；B项，分子中有对称面（羰基所在的平面为对称面），为非手性分子，无光学活性；D项，表面上看来好像为对称分子，但要注意其丙二烯结构中的两个π键互相垂直，分子中的两个苯环在互相垂直的两个不同平面内，故为手性分子，有光学活性。
二、简答题１．写出2－甲基－7－氯双环[2.2.1]庚烷的可能的立体异构体。
答：该化合物有4个不对称碳原子，2个是桥头碳原子。
因桥环不能翻转，该化合物应有8个立体异构体。
２．Newmann投影式（1）～（4）：请选出满足下列条件的化合物：（A）一对对映体；（B）同一立体异构体；（C）一对非对映体；（D）画出（3）的Fischer投影式并用R，S标定之。
答：对各手性碳原子构型用R，S标记，若所有的手性碳原子的构型都发生R，S互变，则为对映体；若只有部分手性碳原子的构型发生R，S互变，则为非对映体；若手性碳原子都不发生构型改变，则为同一种物质。
（A）（1）和（3）是一对对映体；（B）（2）和（4）为同一立体异构体；（C）（1）和（2），（2）和（3）为非对映体；（D）（3）的Fischer投影式为：３．在酸催化下，（－）－α－羟基丙酸与甲醇反应，生成（＋）－α－羟基丙酸甲酯，反应式如下：推测反应前后构型的变化。
答：反应后构型没有发生变化。
尽管产物的旋光方向相对于反应物而言发生了变化，但在与手性碳原子（C*）相连的原子之间没有发生键的断裂，而且与手性碳原子相连的原子（基团）的顺序也没有发生变化，所以上述反应中不可能发生手性碳原子的构型变化，这也说明了旋光方向与构型之间没有必然的关系。
４．写出在光照下丁烷氯化时的一氯化产物，如有立体异构体产生，则说明其形成过程。
答：得到1－氯丁烷和外消旋体2－氯丁烷。
在生成2－氯丁烷时，作为反应中间体的烷基自由基为，碳自由基为杂化，为平面结构，具有孤电子的P轨道垂直于上述平面，碳自由基可以在平面的两边从中夺取Cl原子，从而得到R和S构型的2－氯丁烷。
《有机化学(第二版)》第8章 立体化学
第八章 立体化学一、下列化合物有多少中立体异构体？1.CH 3CH CH CH 3Cl Cl CH 3CH 33CH3Cl H HHH H HCH 33Cl ClCl ClCl 2.CH 3CH CHCH ClOH CH 3Cl CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3Cl Cl ClOHOH OH OH H H HHHH H H 3.CH 3CH 3CHCH CH 3OH CH 3CH 3HOH HO H3)23)24.CH 3CHCH CH CH 2CH 3Cl Cl CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CH 2CH 32CH 3CH 2CH 3Cl Cl ClCl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl ClCl Cl ClCl Cl Cl Cl ClCl H HH H H HH H HHH H HHHH H H H H H HHH Cl5.CH 3CHCHCl CH36.CH 3CH(OH)CH(OH)COOH CH 3CH 3COOHCH 3CH 3COOHCOOHOH OH OH OH OH OH OH OHH HH H HHHH7.BrCH 2CH 2CHOCH 3CH 2C=C=C H CH 2CH 3HCH 3CH 2C=C=CHCH 2CH 3H9．1，3－二甲基环戊烷，三种3CH 3CH 33H H二、写出下列化合物所有立体异构。
指出其中那些是对映体，那些是非对映体。
解：颜色相同的是对映体，不同的为非对映体。
1.CH 3CH=CH CH CH 3OH CH 3C=C HHCH 3H OHCH 3HOHH C=C HCH 3HC=C CH 3HOHHCH 3CH 3C=C OHH H CH 3H四种立体异构，两对对映体2.CH 3CH3CH 3333HH3.ClCl三、下列化合物那些是手性的？Cl1.CH 32.CH 3CH 3CH 3Cl3.CH 3CH 3CH 3CH 34.ClC=C HHCHOHCH 35.CH 3CH 3HH四、下列各组化合物那些是相同的，那些是对映体，那些是非对映体？1.CH 3CH 3CH 3CH 3Br CH 3HHH H H H Br 3HS2.BrBrBr Br H H HH CH 3OH OH Br 2HO33.CH 3CH 3CH 3CH 34.C 2H 5HCH 35.RS6.CHH 3五．胆甾醇的结构式如下：HO六、写出下列化合物的菲舍尔投影式，并对每个手性碳原子的构型标以（R ）或（S ）。
有机化学第八章 立体化学(stereochemistry)
外消旋体可分离成左旋体与右旋体。
8.4 构型的表示、构型的确定、构型的标记
构型的表示
菲舍尔投影式
H H3C CH2CH3 COOH CH3CH2 H COOH CH3 COOH H CH2CH3 CH3 CH3 H COOH CH2CH3
楔形式
CH3 C HO H CH2CH3 HO CH3 C CH2CH3 H HO CH2CH3 C H CH3
COOH H OH H OH COOH COOH HO H HO H COOH
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
内消旋体(meso)：分子内部形成对映两半的化合物。(有平面
对称因数)。 具有两个手性中心的内消旋结构一定是（RS）构型。
COOH H OH H OH
内消旋体无旋光性 (两个相同取代、构型相 反的手性碳原子，处于同一分子中，旋光性
光波振动方向与光束前进方向关系示意图
普通光
平面偏振光
平面偏振光： 通过Nicol棱镜，仅在 一个平面上振动的光。
Nicol prism
普通光
2. 旋光仪、旋光度、比旋光度
a
目镜 单色光源 起偏镜 盛液管 检偏镜
a
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。用表示。 旋光方向：右旋（+）、d- ; 左旋（-）、l如何确定一个活性物质是+60o的右旋体还是-300o的左旋体 比旋光度 [] = C(g/ml) l(dm)
COOH C H Cl CH3
H3 C COOH
S
COOH C Cl CH3 H
H
COOH
S
Cl
CH3
H
Cl
动画演示
《有机化学》徐寿昌第二版第8章立体化学
③分子的对称性与手性的关系
考察分子的对称性,要考察的对称因素有以下四种: ——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转360º/n后,(n=正整数),得到的分子与原来的分子相同,这条直线就是分子的n重对称轴.
有2重对称轴的分子(C2)
(1) 对称轴(旋转轴) -- Cn
旋转180º n=2
在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心,或者同时还具有4重对称轴.没有对称面或对称中心,只有4重交替对称轴的非手性分子是个别的.
手性分子的一般判断:只要一个分子既没有对称面，又没有对称中心，就可以初步判断它是手性分子.
凡是手性分子,必有互为镜象的构型.分子的手性是存在对映体的必要和充分条件. 互为镜象的两种构型的异构体叫做对映异构体,简称对映体. 一对对映体的构造相同,只是立体结构不同,这种立体异构就叫对映异构.
（2）有机化合物的同分异构现象及分类
立体异构 Stereo-
顺反；Z、E异构(烯烃) 对映异构
isomerism 本章主要讨论立体化学中的对映异构.
同分异构
构造异构
constitution 碳链异构(如:丁烷/异丁烷) 官能团异构(如:乙醚/丁醇) 位置异构(如:1-丁烯/2-丁烯) 构型异构 configuration 构象异构(如:乙烷的交叉式与重叠式) conformation
◆ 由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向,不仅与物质结构有关,而且与测定的条件(样品浓度,盛放样品管的长度,偏正光的波长及测定温度等)有关.
(1) 比旋光度—在溶液浓度规定为1g/mL,盛液管的长度规定为1dm的条件下测得的旋光度叫比旋光度.一般用[]表示. 比旋光度[]只决定于物质的结构,各种化合物的比旋光度是它们各自特有的物理常数.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
构 象 : 相 同 构 造 的 分 子 由 于 σ键的旋转导致原子或原 子团在空间排布方式的不同.构象的改变不需要断裂化 学键.
构造指的是分子中原子相互联结的方式和次序，构 造的变更需要断裂化学键.
《有机化学》第二版第8章立体化 学
《有机化学》第二版第8章立体化 学
◆总结: 对称因素与手性的关系
手性分子—既没有对称面,又没有对称中心,也没有4重 交替对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是手性分子.
非手性分子—凡具有对称面、对称中心或交替对称轴 的分子.
对称轴的存在与否对分子是否具有手性没有决定作用.
在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面 或对称中心,或者同时还具有4重对称轴.没有对称面或 对称中心,只有4重交替对称轴的非手性分子是个别的.
（2）有机化合物的同分异构现象及分类
碳链异构(如:丁烷/异丁烷)
构造异构 官能团异构(如:乙醚/丁醇)
constitution
位置异构(如:1-丁烯/2-丁烯)
同分异构
isomerism
构型异构 顺反；Z、E异构(烯烃) configuration 对映异构
立体异构
Stereo- 构象异构(如:乙烷的交叉式与重叠式)
左手和右手不能叠合
左右手互为镜象
☺ 一个物体若与自身镜象不能叠合,叫具有手性.
☺立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子, 而能叠合的分子叫非手性分子.
《有机化学》第二版第8章立体化 学
例: 乳酸[2-羟基丙酸 CH3-CHOH-COOH]的立体结构: [饱和碳原子(sp3杂化)具有四面体结构.]
1,3-二甲基环丁烷
1,2-二氯乙烯
有对称中心的分子 《有机化学》第二版第8章立体化 学
(4) 交替对称轴(旋转反映轴) -- Sn —设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋 转360º/n后,再用一个与此直线垂直的平面进行反映 (即作出镜象),如果得到的镜象与原来的分子完全相 同,这条直线就是交替对称轴.
4
n=4
(Ⅰ) 旋转90º后得(Ⅱ)， (Ⅱ)作镜象得(Ⅲ)， (Ⅲ)等于(Ⅰ)。
该分子为有4重交替《有对机化称学》轴第二的版第分8章立子体化，记为S4.
学
思考题1 以下分子中存在哪些对称因素?
Cl Cl Cl
Cl
绕轴旋转90º
Cl Cl Cl
Cl
重合
镜面
Cl
C2; 2σ;无i;S4
Cl Cl Cl
conformation
本章主要讨论立体化学中的对映异构.
《有机化学》第二版第8章立体化 学
8.1 镜象、手性、对称因素与对映体
①镜象:物体通过镜面反映出来的形象.
特征是以镜面为对称轴,实物与镜象互相对称, 但不能重合.
例1:自然中的镜象
例2:左右手的镜象
《有机化学》第二版第8章立体化 学
②手性(Chirality)与手性分子的概念
乳酸的分子模型图
两个乳酸模型不能叠合
乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样，它们
不能相互叠合,但却互为镜象,乳酸是手性分子。
一个分子是否能与镜象叠合,与分子的对称性相关, 通过考察分子的对称《有性机化可学》以第二判版第断8章是立体否化 手性分子.
学
③ 分子的对称性与手性的关系
考察分子的对称性,要考察的对称因素有以下四种: (1) 对称轴(旋转轴) -- Cn ——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴 旋转360º/n后,(n=正整数),得到的分子与原来的分子 相同,这条直线就是分子的n重对称轴.
学
◆旋光的相关概念及旋光性的表示方法: ① 旋光性:能旋转偏正光的振动方向的性质. ② 旋光性物质(或光活性物质):具有旋光性的物质. ③ 右旋物质--能使偏正光的振动方向向右旋的物质.
通常用 “d” 或 “+” 表示右旋. 左旋物质--能使偏正光的振动方向向左旋的物质.
通常用 “ l ” 或 “-” 表示左旋. ④ 旋光度-- 偏正光振动方向的旋转角度.用“”表示.
在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性;而非手性 分子则没有旋光性.
◆手性分子的一般判断:只要一个分子既没有对称
面，又没有对称中心《有，机化就学》可第二以版第初8章立步体化判断它是手性分子.
学
④对映异构与对映异构体பைடு நூலகம்凡是手性分子,必有互为镜象的构型.分子的手
性是存在对映体的必要和充分条件. 互为镜象的两种构型的异构体叫做对映异构体,
简称对映体. 一对对映体的构造相同,只是立体结构不同,这种
立体异构就叫对映异构.
对映体之间 性质差异?
例如:乳酸是手性《分有机子化学，》第故学二版有第8对章立映体化体存在.
8.2 旋光性和比旋光度 8.2.1 旋光性 ◆对映体的一般物理性质(熔点,沸点,相对密度...,以及 光谱)都相同，只有对偏振光的作用不同。
偏正光的形成 《有机化学》第二版第8章立体偏化正光的旋转
体异构. 6. 外消旋体的拆分与不对称合成的基础知识.
《有机化学》第二版第8章立体化 学
8.0 有机化合物结构的概念与分类
（1）立体化学的基本概念
立体化学:研究有机化合物分子的三维空间结构(立 体结构)及其对化合物物理性质和化学反应的影响.
立体异构体——分子的构造相同,只是立体结构不同 的化合物是立体异构体;包括构型和构象异构.
第八章 立体化学
本章主要内容
1. 有机化合物结构异构的分类. 2. 对映(旋光)异构与手性分子: 手性;旋光性;对映体;
内外消旋体;不对称合成的基本概念. 3. 构型的两种表示方法(楔形式和Fischer投影式);
构型的R-S标记法. 4. 含有一个或多个手性碳原子化合物的立体异构. 5. 环状化合物无或含其它手性碳原子的化合物的立
例: 2-丁烯
旋转180º n=2
C 有2重《对有机称化轴学》的第学二分版第子8章( 立体2)化
(2) 对称面(镜面)--σ
——设想分子中有一平面,它可以把分子分成互为 镜象的两半,这个平面就是对称面. 例:氯乙烷
有对称面的分子
《有机化学》第二版第8章立体化 学
(3) 对称中心--i
——设想分子中有一个点,从分子中任何一个原子出 发,向这个点作一直线,再从这个点将直线延长出去,在 与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.