顺反异构、对映异构
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第二章 立体化学
(Z)-1，2-二氯-1-溴乙烯 反-1，2-二氯-1-溴乙烯
(E)-1，2-二氯-1-溴乙烯 顺-1，2-二氯-1-溴乙烯
(E)-3, 4-二甲基-2-戊烯 顺-3, 4-二甲基-2-戊烯
(Z)-3, 4-二甲基-2-戊烯 反-3, 4-二甲基-2-戊烯
二、顺反异构体的性质
▪ห้องสมุดไป่ตู้物理性质不同 ▪ 化学性质：基本相同，与空间构型有关的有差别。
次互换，使最不优先的基团位于顶部，剩下3个原子或基团按照从优先到不优
先的顺序，顺时针方向排列为R-构型，逆时针方向排列为S-构型。
（二）对称中心
如果有机分子中存在一个假想的点，从分子中任一原子或基团向该点作一直 线，再从该点将直线延长，在等距离处遇到相同的原子或原子团，则该点即 为该分子的对称中心。
四、判断对映体的方法
➢ 比较一个分子和它的镜像，如果两者不能重合，则为对映体。 ➢ 有对称面或对称中心的分子为非手性分子（没有对映体）。 ➢ 仅有一个手性碳原子(或手性中心)的分子为手性分子（有对映体）。
第三节
手性、手性分子和对映体
一、手性
镜像与实物不能重合的现象称为手性（chirality）。
二、手性分子和对映体
手性分子：与镜像不能重合的分子。 手性碳（不对称中心）：连接4个不同原子或基团的碳。
手性碳
与镜像不能重合的分子彼此互为对映异构体（手性异构体）
三、分子中常见对称因素
（一）对称面
对称面：能将分子切分为具有实物与镜像关系的假想平面。有对称面的化合 物不是手性分子。
第二章
立体化学
立体化学：研究有机分子的立体结构、反应的立体选择性 及其相关规律和应用。
碳链异构
位置异构 构造异构
立体化学
(2) 第二个手性中心的产生
如果在一个旋光性分子里生成第二个手性碳原子， 生成非对映体的量是不相等的。
例如：
CH3 H Cl H H CH3
(2S)-氯丁烷 手性环境
Cl2
CH3 H Cl Cl H CH3
(2S,3S)-二氯丁烷
CH3 + H H Cl Cl CH3
(2S,3R)-二氯丁烷
29%
第五章
立体化学
立体化学是研究分子中原子或原子团在空 间的排列状况，以及不同的排列对分子的 物理和化学性能的影响。 立体化学中主要讨论顺反异构、对映异构、 构象异构。
§5-1顺反异构
顺反异构（cis-trans isomerism）是讨论分 子旋转受双键或环的限制引起的异构现象。 属于几何异构。 一．含有碳碳双键的顺反异构
Ö Ô Ö Ó Ê Ð ·×
基团空间位阻之和＞0.29nm时有手性
有手性面的化合物：手性面是通过分子的 平面，在它两侧的取代基是不同的 。 如柄型化合物：
(CH2) n
O R
O
当R=COOH时：n≥10，自动消旋化； n＝9，加热时慢慢消旋化； n≤8，有对映体，是手性分子
螺旋型化合物：
赤式
CHO HO H H OH CH2OH
苏阿糖
CH3 Cl H H OH CH3
苏式
相同的原子在同侧
相同的原子不在同侧
沿C—C键轴观看，相同或相似的原子或基 按相同方向出现者为赤型，以相反方向出现时 为苏型。例如：
H H Cl H3C OH 苏式 前 后 前 CH3 CH3 H3C H 苏式 后 前 H Cl OH HO H Cl CH3 赤式 后 前 H CH3 H3 C HO H 赤式 后 H Cl CH3
第八章 立体化学对映异构
l ??
? : 旋光度；c: 溶液浓度 (g/mL)；ρ: 纯液体密度(g/mL) ；l: 管长(dm)
? ? 通常要标出测定时的温度和偏振光的波长:
?
t
?
溶剂对比旋光度也有影响，要注明所用溶剂。
例: 在20℃时，以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为
右旋52.5°，记为:
??
?20 D
?
? 52.5?(水)
返回
26
R-S 标记法
? 根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记： (1)先把手性碳原子所连接的四个基团设为： a、b、c、d，并
将它们按次序规则排队。 (2)若a,b,c,d 四个基团的顺序是 a(较优基团)>b>c>d ，将该手
性碳原子在空间作如下安排：
? 把排在最后的基团 d放在离观察者 最远的位置，然后按 先后次序观察其他三个基团。 ? 即从最先的a开始看，经过b，再到c。 ? 若方向是 顺时针 的，则该手性碳原子的构型标记为 “R”；若为逆时针，则标记为“S”
-31.3°(乙酸乙酯 )
+31.3°(乙酸乙酯
外消旋体153
)
(III) (2R,3S)-(-) 167
-9.4°(水)
(IV) (2S,3R)- 167
+9.4°(水)
?非对映(+体) 可用一般的物理方法分离.
37
例:酒石酸的立体异构体
COOH
COOH
O HO C
HH *C C* OH OH
COOH
OH
乳酸(2-羟基丙酸)
H3C
C H
COOH
手性分子
乳酸的分子模型图
两个乳酸模型不能叠合
? : 旋光度；c: 溶液浓度 (g/mL)；ρ: 纯液体密度(g/mL) ；l: 管长(dm)
? ? 通常要标出测定时的温度和偏振光的波长:
?
t
?
溶剂对比旋光度也有影响，要注明所用溶剂。
例: 在20℃时，以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为
右旋52.5°，记为:
??
?20 D
?
? 52.5?(水)
返回
26
R-S 标记法
? 根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记： (1)先把手性碳原子所连接的四个基团设为： a、b、c、d，并
将它们按次序规则排队。 (2)若a,b,c,d 四个基团的顺序是 a(较优基团)>b>c>d ，将该手
性碳原子在空间作如下安排：
? 把排在最后的基团 d放在离观察者 最远的位置，然后按 先后次序观察其他三个基团。 ? 即从最先的a开始看，经过b，再到c。 ? 若方向是 顺时针 的，则该手性碳原子的构型标记为 “R”；若为逆时针，则标记为“S”
-31.3°(乙酸乙酯 )
+31.3°(乙酸乙酯
外消旋体153
)
(III) (2R,3S)-(-) 167
-9.4°(水)
(IV) (2S,3R)- 167
+9.4°(水)
?非对映(+体) 可用一般的物理方法分离.
37
例:酒石酸的立体异构体
COOH
COOH
O HO C
HH *C C* OH OH
COOH
OH
乳酸(2-羟基丙酸)
H3C
C H
COOH
手性分子
乳酸的分子模型图
两个乳酸模型不能叠合
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。
第4章对映异构
H
OH
OH
H
CH2OH
D-（+）-甘油醛
CH2OH
L-（-）-甘油醛
以甘油醛为标准物，通过合适的化学反应转化成 其它旋光性化合物，只要在反应过程中不断裂与手性 中心直接相连的化学键，所得的化合物的构型就与原 甘油醛的构型相同。
CHO
例如：
O
H
OH
COOH
H
OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
CH2OH
度
温度 溶剂 光源波长
旋光管的长度
比旋光度([α]Dt表示）为使旋光度成为特征物 理常数，规定：旋光管长一分米；待测物质的浓度
1g/ml，此时所测得的旋光度，称为比旋光度。
数学表达式 [α]Dt =
α
d*l
[α] : 比旋光度(质量旋光本领) d : 质量浓度(g ·dm-3)
l : 样品管长度(dm)
所连的原子或原子团可以两两交换偶数次, 不能交换奇数次。
④固定一基团不变，其它三个基团顺时针或 逆时针转动，其构型不变。
①
180O
C2H5
90O
H
CH3
Br
Br
构
H3C
H型 不
C2H5
变
H
Br
C2H5 对
映
CH3
体
C2H5
②
离开纸平面翻转
H3C
对 H映
体
Br
③
C2H5
交换偶数次
H
CH3 交换奇数次
3.旋光性:
当平面偏振光通过手性化合物溶液，偏 振面被旋转一定的角度。物质能使平面
偏振光偏旋转的性能称为旋光性。
*手性化合物都具有旋光性。 非手性化合物无旋光性.
顺反异构、对映异构
顺反异构、对映异构对应异构:两种物质互为镜像，就跟⼈的左右⼿间的关系⼀样，外形相似但不能重合。
我们知道，⽣命是由碳元素组成的，碳原⼦在形成有机分⼦的时候，4个原⼦或基团可以通过4根共价键形成三维的空间结构。
由于相连的原⼦或基团不同，它会形成两种分⼦结构。
这两种分⼦拥有完全⼀样的物理、化学性质。
⽐如它们的沸点⼀样，溶解度和光谱也⼀样。
但是从分⼦的组成形状来看，它们依然是两种分⼦。
这种情形像是镜⼦⾥和镜⼦外的物体那样，看上去互为对应。
由于是三维结构，它们不管怎样旋转都不会重合，就像我们的左⼿和右⼿那样，所以⼜叫⼿性分⼦。
定义⽴体异构的⼀种，由于双键不能⾃由旋转引起的，⼀般指烯烃的双键，也有C=N双键，N=N双键及环状等化合物的顺反异构。
顺式异构体：两个相同原⼦或基团在双键同⼀侧的为顺式异构体，也⽤ cis- 来表⽰。
反式异构体：两个相同原⼦或基团分别在双键两侧的为反式异构体，也⽤ trans- 来表⽰。
图中Pt（NH3)2Cl2应该没有顺反异构2产⽣条件⑴分⼦不能⾃由旋转（否则将变成另外⼀种分⼦）⑵双键上同⼀碳上不能有相同的基团；注：同分异构是分⼦式相同,结构式不同，顺反异构是空间构象不同。
但顺反异构属于同分异构。
若双键上两个碳原⼦上连有四个完全不同的原⼦或基团，按“顺序规则”分别⽐较每个碳原⼦上连接的两个原⼦或基团，若两个较优基团在π键平⾯同侧者为Z型异构体，在异侧者为E型异构体。
顺反异构体的性质顺反异构体，原⼦或原⼦团的连接顺序以及双键的位置相同，只是空间排列⽅式不同。
因此化学性质基本相同，但在⽣物体内的⽣物活性不同，物理性质有⼀定的差异：⼀般，反式有较⾼的熔点，较低的溶解度，且较为稳定。
顺反异构和对映异构
对映异构
由于分子中存在手性碳原子，使得分子中的原子或基团在空间排列上产生不同 的方式，形成具有旋光性的对映异构体。
空间结构
顺反异构
由于碳碳双键或碳碳单键的限制，顺式和反式异构体的空间结构不同，通常表现为键长、键角和偶极矩等物理性 质的差异。
对映异构
对映异构体的空间结构也不同，但由于手性碳原子的存在，使得分子呈现出旋光性，可以通过偏振光实验进行鉴 别。
化学工业
顺反异构
在化学工业中，顺反异构的应用主要涉及烯烃的合成和反应。通过控制双键两侧取代基的排列方式， 可以合成具有特定性质的烯烃，如聚烯烃塑料、橡胶等。
对映异构
对映异构在化学工业中有重要应用，尤其是在手性药物的合成中。手性药物具有旋光性，可以通过对 映异构体的拆分或合成，获得单一的对映体，提高药物的疗效和降低副作用。
材料科学
顺反异构
在材料科学中，顺反异构的应用主要涉及功 能材料的合成和性质研究。例如，通过控制 材料分子中的顺反结构，可以调节材料的物 理和化学性质，开发出具有特定功能的新型 材料。
对映异构
对映异构在材料科学中有一定应用，尤其是 在手性材料的研究中。手性材料具有旋光性 ，可以通过对映异构体的选择和合成，获得 具有特定光学性质的手性材料，如光学器件 、显示材料等。
THANKS
感谢观看
药物合成
顺反异构
在药物合成中，顺反异构的应用主要涉 及抗生素、激素等药物的合成。通过控 制药物分子中特定基团的排列方式，可 以合成具有特定药效的药物。
VS
对映异构
对映异构在药物合成中具有重要意义，因 为许多生物分子和药物分子都具有手性特 征。通过对映异构体的选择，可以开发出 更有效、副作用更小的药物。
形成条件
由于分子中存在手性碳原子，使得分子中的原子或基团在空间排列上产生不同 的方式，形成具有旋光性的对映异构体。
空间结构
顺反异构
由于碳碳双键或碳碳单键的限制，顺式和反式异构体的空间结构不同，通常表现为键长、键角和偶极矩等物理性 质的差异。
对映异构
对映异构体的空间结构也不同，但由于手性碳原子的存在，使得分子呈现出旋光性，可以通过偏振光实验进行鉴 别。
化学工业
顺反异构
在化学工业中，顺反异构的应用主要涉及烯烃的合成和反应。通过控制双键两侧取代基的排列方式， 可以合成具有特定性质的烯烃，如聚烯烃塑料、橡胶等。
对映异构
对映异构在化学工业中有重要应用，尤其是在手性药物的合成中。手性药物具有旋光性，可以通过对 映异构体的拆分或合成，获得单一的对映体，提高药物的疗效和降低副作用。
材料科学
顺反异构
在材料科学中，顺反异构的应用主要涉及功 能材料的合成和性质研究。例如，通过控制 材料分子中的顺反结构，可以调节材料的物 理和化学性质，开发出具有特定功能的新型 材料。
对映异构
对映异构在材料科学中有一定应用，尤其是 在手性材料的研究中。手性材料具有旋光性 ，可以通过对映异构体的选择和合成，获得 具有特定光学性质的手性材料，如光学器件 、显示材料等。
THANKS
感谢观看
药物合成
顺反异构
在药物合成中，顺反异构的应用主要涉 及抗生素、激素等药物的合成。通过控 制药物分子中特定基团的排列方式，可 以合成具有特定药效的药物。
VS
对映异构
对映异构在药物合成中具有重要意义，因 为许多生物分子和药物分子都具有手性特 征。通过对映异构体的选择，可以开发出 更有效、副作用更小的药物。
形成条件
无机化学-对映异构( Enantiomers)
H
δ+
δ
-
CH3
How did this happen?
isobutyl chloride tert-butyl group
C(CH3)3
(CH3)2CHCH2Cl
AlCl3
CATION REARRANGES
H CH3-C CH2 Cl CH3
AlCl3
CH3 CH3 C CH3
+ CH3 C CH3
1、自然光，平面偏振光， 、自然光，平面偏振光， 旋光性物质，左旋体， 旋光性物质，左旋体，右旋体 旋光度， 旋光度，比旋光度
2、手性分子，非手性分子 、手性分子， 如何判断？ 如何判断？ 对称因素：对称面、 对称因素：对称面、对称中心
手性因素： 手性因素：手性碳
H3C
* CH
OH
COOH
第六章 芳烃（Arenes）
一、苯的结构：
苯 C6H6 (Benzene)
How many structural isomers of C6H6 are possible?
Benzene
H
o 120 o 120
Kekule`
Summary:
二、命名
X
6 5 4 2 3
CH2CH3
CH3
A）硝化、氯代 硝化、
Cl
B）氯代、硝化 氯代、
•√
萘
蒽
菲
8 7 6 5
1 2 3 4
CHO
CH3
C2H5
CH3
1,5-二甲基萘
5－乙基－2－萘甲醛
3 8 7 6 5 10 4 9 1 2 3 6 7 8 9 10 4 5 2 1
蒽
菲
2) 化学性质 ① 亲电取代 （反应条件较温和,取代主要发生在α位) 反应条件较温和,取代主要发生在α
δ+
δ
-
CH3
How did this happen?
isobutyl chloride tert-butyl group
C(CH3)3
(CH3)2CHCH2Cl
AlCl3
CATION REARRANGES
H CH3-C CH2 Cl CH3
AlCl3
CH3 CH3 C CH3
+ CH3 C CH3
1、自然光，平面偏振光， 、自然光，平面偏振光， 旋光性物质，左旋体， 旋光性物质，左旋体，右旋体 旋光度， 旋光度，比旋光度
2、手性分子，非手性分子 、手性分子， 如何判断？ 如何判断？ 对称因素：对称面、 对称因素：对称面、对称中心
手性因素： 手性因素：手性碳
H3C
* CH
OH
COOH
第六章 芳烃（Arenes）
一、苯的结构：
苯 C6H6 (Benzene)
How many structural isomers of C6H6 are possible?
Benzene
H
o 120 o 120
Kekule`
Summary:
二、命名
X
6 5 4 2 3
CH2CH3
CH3
A）硝化、氯代 硝化、
Cl
B）氯代、硝化 氯代、
•√
萘
蒽
菲
8 7 6 5
1 2 3 4
CHO
CH3
C2H5
CH3
1,5-二甲基萘
5－乙基－2－萘甲醛
3 8 7 6 5 10 4 9 1 2 3 6 7 8 9 10 4 5 2 1
蒽
菲
2) 化学性质 ① 亲电取代 （反应条件较温和,取代主要发生在α位) 反应条件较温和,取代主要发生在α
第4章对映异构
Cl C H C2 C Cl C6 H
但有时，有对称轴的分子也有手性。例如： 但有时，有对称轴的分子也有手性。例如：
COOH H HO OH H COOH HO H HCOO C2 H OH COOH
有手性
练习
有机化学
对称轴不是分子有无手性的判断依据。 对称轴不是分子有无手性的判断依据。
药学院化学教研室 对映异构体的旋光性 1.3 对映异构体的旋光性 偏振光和偏振面
OH H3C C
CH3CH2
练习
COOH
I
*
*
COOH
C6H5
P
H H
C
*
OH
H
H
CH3
C * OH CH3
含一个C 的分子一定是手性分子，含一个以上C 含一个 * 的分子一定是手性分子，含一个以上 * 的分子则不一定是手性分子
有机化学
1.2 手性与分子的对称因素
对称因素 对称面、对称中心) (对称面、对称中心) 有面或者有中心 无面且无中心 手性 无 有
1.对映异构的 1.对映异构的基本概念 对映异构的基本概念 对映异构体和手性分子 手性分子; 对映异构体和手性分子 手性与分子的对称因素 对称面、 对称因素: 手性与分子的对称因素:对称面、对称中心 重点 对映异构的旋光性 对映异构的旋光性 难点 旋光异构体的表示方法 透视式；费歇尔投影式; 表示方法:透视式 旋光异构体的表示方法 透视式；费歇尔投影式; 2.旋光异构体的标记：D/L构型和R/S构型 旋光异构体的标记： 重点难点 3.具有手性中心(C*)的分子 3.具有手性中心(C*)的分子 具有手性中心 一个手性碳原子化合物的旋光异构 含一个手性碳原子化合物的旋光异构 重点 两个手性碳原子（ 含两个手性碳原子（不同C ，相同C ）的旋光异构 环状化合物的旋光异构 环状化合物的旋光异构 不具有C*的手性分子 不具有 的手性分子 4.立体选择性和立体专一性 4.立体选择性和立体专一性反应 立体选择性和立体专一性反应 有机化学 5.旋光异构体与生物医学的关系 旋光异构体与生物医学的关 旋光异构体与生物医学的关系 重点
但有时，有对称轴的分子也有手性。例如： 但有时，有对称轴的分子也有手性。例如：
COOH H HO OH H COOH HO H HCOO C2 H OH COOH
有手性
练习
有机化学
对称轴不是分子有无手性的判断依据。 对称轴不是分子有无手性的判断依据。
药学院化学教研室 对映异构体的旋光性 1.3 对映异构体的旋光性 偏振光和偏振面
OH H3C C
CH3CH2
练习
COOH
I
*
*
COOH
C6H5
P
H H
C
*
OH
H
H
CH3
C * OH CH3
含一个C 的分子一定是手性分子，含一个以上C 含一个 * 的分子一定是手性分子，含一个以上 * 的分子则不一定是手性分子
有机化学
1.2 手性与分子的对称因素
对称因素 对称面、对称中心) (对称面、对称中心) 有面或者有中心 无面且无中心 手性 无 有
1.对映异构的 1.对映异构的基本概念 对映异构的基本概念 对映异构体和手性分子 手性分子; 对映异构体和手性分子 手性与分子的对称因素 对称面、 对称因素: 手性与分子的对称因素:对称面、对称中心 重点 对映异构的旋光性 对映异构的旋光性 难点 旋光异构体的表示方法 透视式；费歇尔投影式; 表示方法:透视式 旋光异构体的表示方法 透视式；费歇尔投影式; 2.旋光异构体的标记：D/L构型和R/S构型 旋光异构体的标记： 重点难点 3.具有手性中心(C*)的分子 3.具有手性中心(C*)的分子 具有手性中心 一个手性碳原子化合物的旋光异构 含一个手性碳原子化合物的旋光异构 重点 两个手性碳原子（ 含两个手性碳原子（不同C ，相同C ）的旋光异构 环状化合物的旋光异构 环状化合物的旋光异构 不具有C*的手性分子 不具有 的手性分子 4.立体选择性和立体专一性 4.立体选择性和立体专一性反应 立体选择性和立体专一性反应 有机化学 5.旋光异构体与生物医学的关系 旋光异构体与生物医学的关 旋光异构体与生物医学的关系 重点
对映异构
4.6 环状化合物的立体异构 对映异构
顺反异构
环丙烷：不同取代基 环丙烷：相同取代基
环丁烷：含有两个相同的取代基时：
1,2-取代
1,3-取代
环己烷：含有两个相同的取代基时：
多个不同的手性碳原子:
最多可以有2n种旋光异构体
4.7 不含手性碳原子化合物的对映异构
丙二烯分子：
当1、3 碳原子分别连有不同基团时，分子有手性
官能团位置异构
官能团异构 互变异构（特殊的官能团异构）
顺反异构 对映异构
立体异构
4.1 手性和对映体 1. 对映异构现象和手性
1848年，巴斯德
手性——实物和镜像不能叠合的现象。
手性分子——不能与镜像叠合的分子。
互为镜像或左右手关系的两个构型异构叫做 对映异构体。这种现象为对映异构现象.
2. 手性分子的判断
旋光度—偏振光振动方向的旋转角度，用“”表示
凡手性分子,都具有旋光性.
对映体对偏振光的作用不同就表现在两者的旋光方向相 反,即一个对映体是右旋的,另一个是左旋的.但旋转的角度 相同.
所以, 对映异构又称为旋光异构.
旋光仪:
比旋光度:
溶液:
纯液体:
C—浓度(g/ml) l—管长(dm)
比旋光度是旋光性物质的物理常数.
4.3 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构
1. 手性碳原子
直接与四个不相同的原子或原子团相连接 的碳原子称为不对称碳原子,或手性碳原子. 通常用“*”标出.
分子含有手性碳原子, 就有可能有手性.
2. 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构
含有一个手性碳原子的分子一定是个手性分子,有
旋光性,存在一对对映体。
例如：
环烷烃的顺反异构对映异构.
• D型为拉丁文Dexter,右 • L型为拉丁文Laevus,左
• 这样旋光方向和构型联系起来，也即D（ + ） － 甘 油 醛 ， 它 的 对 应 体 L-(-)- 甘 油 醛。其他化合物的构型以甘油醛的构型 为参照标准，在保持手性碳构型不变中， 可由D型甘油醛转化来的化合物就是D型，
• 可由L型甘油醛转化来的化合物就是L型。
D-（+）－甘油醛
D-（-）－甘油酸
• 与甘油醛相关联的手性化合物都可用D/L 来标记。此种命名法主要对葡萄糖、氨 基酸类化合物。适用范围有限。
• 与甘油醛不相关联的手性化合物就不可 用D/L法来标记只能用IUPAC规定的R/S 法来标记。
• R/S构型标记法(绝对）规定：
• A、首先按次序规则确定与手性碳原子连 接的四个不同的原子或基团a,b,c,d的先后 次序（排大小）a>b>c>d ‘>’表示“优先 于”
• 分析分子中有无对称元素。若分子中没有对称 面也没有对称中心，一般为手性分子，具有旋 光性；否则为非手性分子。
•
• 1 对称面（Plane of symmetry）：如果假想一 个平面将分子一分为二切开，两部分互为镜像， 这个平面就成为该分子的对称面，用σ表示。 有对称面的分子一定是非手性分子，没有旋光 性。
• ·手性化合物的特点： • 结构：镜像与实物不重合。 • 内能相同（左、右旋）
• 物理性质与化学性质在非手性环境中相 同，在手性环境中有区别。
• 旋光能力相同，但旋光方向相反。
• 3. 手性分子构型表示法
• 构型是表示分子中原子或基团在空间 的排列，手性分子构型就是表示手性碳 原子相连的四个原子或基团在空间的排 列。它的表示方法有：
• 这样旋光方向和构型联系起来，也即D（ + ） － 甘 油 醛 ， 它 的 对 应 体 L-(-)- 甘 油 醛。其他化合物的构型以甘油醛的构型 为参照标准，在保持手性碳构型不变中， 可由D型甘油醛转化来的化合物就是D型，
• 可由L型甘油醛转化来的化合物就是L型。
D-（+）－甘油醛
D-（-）－甘油酸
• 与甘油醛相关联的手性化合物都可用D/L 来标记。此种命名法主要对葡萄糖、氨 基酸类化合物。适用范围有限。
• 与甘油醛不相关联的手性化合物就不可 用D/L法来标记只能用IUPAC规定的R/S 法来标记。
• R/S构型标记法(绝对）规定：
• A、首先按次序规则确定与手性碳原子连 接的四个不同的原子或基团a,b,c,d的先后 次序（排大小）a>b>c>d ‘>’表示“优先 于”
• 分析分子中有无对称元素。若分子中没有对称 面也没有对称中心，一般为手性分子，具有旋 光性；否则为非手性分子。
•
• 1 对称面（Plane of symmetry）：如果假想一 个平面将分子一分为二切开，两部分互为镜像， 这个平面就成为该分子的对称面，用σ表示。 有对称面的分子一定是非手性分子，没有旋光 性。
• ·手性化合物的特点： • 结构：镜像与实物不重合。 • 内能相同（左、右旋）
• 物理性质与化学性质在非手性环境中相 同，在手性环境中有区别。
• 旋光能力相同，但旋光方向相反。
• 3. 手性分子构型表示法
• 构型是表示分子中原子或基团在空间 的排列，手性分子构型就是表示手性碳 原子相连的四个原子或基团在空间的排 列。它的表示方法有：
对映异构
对映异构现象和手性分子
产生对映异构现象的原因：物体与其镜像不能重合
（重叠、结构相同、可以互换）一些物体与其镜像无法重合
物体与其镜像不能重合的性质称为手性，具有手性的化合物的分子称为手性分子
手性的实质：不对称性
手性分子的光学行为
平面偏振光
光是一种电磁波，其振动方向与前进方向垂直
E
光前进方向光前进方向与光振动方向所构成的平面称为振动平面
普通光偏振光尼科尔棱镜(偏光镜)
Ⅰ
(无数个振动平面)
(仅一个振动平面)
样品溶液
Ⅱ
能够使偏振光振动平面旋转的性质称为旋光性。
具有旋光性的物质称为光活性物质（手性分子都是光活性物质）能够使偏振光振动平面向左旋转的物质称为称为左旋体。
能够使偏振光振动平面旋转的物质称为右旋体。
光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度（α）
手性有多种表现方式，旋光性只是其中的一种。
手性一定要在手性条件或环境（如偏振光）下才能表现出来
不含手性碳原子的化合物的对映异构
含除碳以外的其他手性原子的化合物
不含手性原子的手性分子
1)丙二烯型化合物
丙二烯是累积型二烯烃，两个相邻双键所在的平面互相垂直。
当累积双键两端碳原子上各连不同的原子或基团时，分子内存在不对称因素，故存在一对对映异构体。
顺反异构和对映异构
H2C
CH C
CCH 2 CH3
CH3 CH 2 CH3
Z型
可编辑ppt
10
H
CH2 CH3
CC
CH3
H
E型
-I＞-Br＞-Cl＞-SO3H＞-F＞-OCOR＞-OR ＞-OH＞-NO2＞-CCl3＞-CHC12＞-COCl＞ -CH2Cl＞-COOR＞-COOH＞-CONH2＞ ＞-CHO＞-C6H5＞-CHR2＞-CH2R＞-CH3＞ -D＞-H
可编辑ppt
18
可编辑ppt
19
平面偏振光
普通光在所有可能的平面上
振动。
普通光
如果使单色光通过尼可尔( Nicol) 棱镜，只有同棱镜晶轴平行的平面上
振动的光线才可以通过棱镜，因此通
过振这 动种 ，棱 这镜种的只光在线一就 个只 平在 面一 上个 振平 动面 的上光平面偏振光
就是平面偏振光。
可编辑ppt
20
旋光仪
旋光仪示意图
在盛液管中放入旋光性物质后，偏振光将发生偏
转。能使偏振光向右旋转的，称为右旋化合物，用
(+)表示； 能使偏振光向左旋转的，称为左旋化合物
，用(-)表示。
可编辑ppt
21
旋光度
旋光性物质使偏振光旋转的角度称为旋光 度,用α表示.
物质旋光度α的大小与盛液管的长度、溶液 的浓度、光源的波长、测定时的温度、所用 的溶剂的有关。
然的联系。顺式构型不一定是Z构型；反式构 型也不一定是E构型。
H3C
CH3
CC
Cl
H
H3C
H
CC
Cl
CH3
顺-2-氯-2-丁烯
反-2-氯-2-丁烯
有机化学 第六章 对映异构
有对称中心的分子非手性，实物与镜可重叠，没 有对映体和旋光性。
(3)对称轴 Cn ——若通过分子画一轴线，当分子绕此轴 旋转360º /n后，得到与原来分子相同的形象，此轴线就 是该分子的几重对称轴。
O H 球体 H 水 H
N
H H
氨
C∞
C2
C3
H
H H Cl
Cl Cl Cl
Cl
Cl C2
H
有无对称轴不能 作为判断分子有 无手性的依据。
第七节 不含手性碳原子的化合物的对映异构
一、丙二烯型分子
a C
b c
a 或 C
b
a
C
C
d
C
C
b
当任何一个双键上连接相同基团，则分子无手性
二、联苯型化合物
分子有 对称面， 无手性
当某些分子单键之间的自由旋转受到阻碍时产生的 光活性异构体，称位阻异构现象.
其它
R1 N R2
R3 R4
第八节 外消旋体的拆分
第六章 对映异构
构造异构 同分异构
碳干异构 位置异构 官能团异构 互变异构 构型异构 顺反异构 对映异构
立体异构 构象异构
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。实物与其镜象不能 重叠的分子成为一对对映体。
CH3 C HO H CH2CH3
镜子 CH3 C H OH CH2CH3 左旋-2-丁醇
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
一、对映异构现象的发现 1848年法国巴黎师范大学化学家、微生物学家 在研究酒石酸钠铵晶体时，发现有两种不同的晶体.
两种晶体互为实物和镜像的关系，相似不重合,将其 分开分别溶于水中，一种左旋一种右旋,比旋光度相 等。
对映异构
（一）产生顺反异构的原因和条件
原因 存在不能自由旋转的因素。（π键的存在，阻碍 自由旋转） 条件 每个双键C原子上连有两个不同的原子或原子团。
（二）顺反异构的命名
1．构型的顺、反命名法
Br C Br C H H
H
C
Br
顺―1，2―二溴乙烯 cis-1,2-dibromoethene Cl H C
CH 3 C H
四、Fischer投影式
Fischer投影式投影方法 1．主碳链直立，编号较小的一端朝上。 2．手性C原子上方和下方所连原子或基团朝后，连在 左边和右边的原子或基团朝前。
规定
1．Fischer投影式只能在纸面上旋转180°，不能旋转
90°或270°
2．Fischer投影式不能离开纸面旋转
3．Fischer投影式基团只能偶次交换，不能奇次交换。 否则将变为它的对映体。
五、含有一个手性C原子的化合物的对映异构
COOH H CH 3 OH HO CH 3 COOH H
（+）—乳酸
（-）—乳酸
对映异构体
含有一个不对称碳原子的化合物只有两个旋光异构体， 乳酸含有一个不对称碳原子，它就具有两个旋光异构体。
将构成对映体的两个旋光异构体等量混合，就得到没 有旋光性的混合物，这种混合物称为外消旋体(raclmate)， 用dl表示。
二、旋光度与比旋光度
物质的旋光度除与本身的特性有关外，还随测定时 所用的溶液的浓度、盛液管长度、温度、光波的波长以及 溶剂的性质等而改变。
比旋光度
t [α ]D =
α L. d
[α]Dt为比旋光度，α为旋光度，C为浓度（千克/升），L 为盛液管的长度，以分米为单位。D为钠光灯光源的波长， t为测定时的温度。
五 对映异构
H
H
(s)-3-甲基-1-戊烯
四 含2个手性碳原子化合物的对映异构
1. 含2个不相同手性碳原子的化合物
2个手性碳Hale Waihona Puke 4个异构体: RR、SS、RS、SR
n个手性碳，2n 个异构体
丁醛糖
1 CHO
＊
H 2 OH
H
＊
3
OH
4 CH2OH
D-(-)-赤藓糖
A (2R,3R)
CHO
HO
H
HO
H
CH2OH
构造相同，互为镜像，不能重叠的一对异构体 手性分子有对映异构体,非手性分子没有对映异构体
二 含一个手性碳原子化合物的对映异构
有一个手性碳的分子，是手性分子，有一对对映体, 一个是右旋的,另一个是左旋的.
COOH
C
HO
H
CH3
(R)-(+)-乳酸
COOH
C
H
OH
H3C
(S)-(-)-乳酸
CH3*CHCH2CH3
(3) 含有双键或三键的基团，可认为连接有两个 或三个相同的原子
C O 看作 H
C N 看作
OC CO H
NC CN NC
为了便于观察,可将费歇尔式其改写成楔线式
CH3
CH HO COOH
S
H
H OH
CH3
Cl
HS
H
H
Br
H CHOCH3
R
C2H5
C2H5
H3C
CH2=CH2 S H3C
CH2=CH2
+3.82° －3.82°
0°
（１）对映异构体的物理性质几乎相同，比旋光度 的度数相等，方向相反．
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对应异构:两种物质互为镜像，就跟人的左右手间的关系一样，外形相似但不能重合。
我们知道，生命是由碳元素组成的，碳原子在形成有机分子的时候，4个原子或基团可以
通过4根共价键形成三维的空间结构。
由于相连的原子或基团不同，它会形成两种分子结构。
这两种分子拥有完全一样的物理、化学性质。
比如它们的沸点一样，溶解度和光谱也
一样。
但是从分子的组成形状来看，它们依然是两种分子。
这种情形像是镜子里和镜子外
的物体那样，看上去互为对应。
由于是三维结构，它们不管怎样旋转都不会重合，就像我
们的左手和右手那样，所以又叫手性分子。
定义立体异构的一种，由于双键不能自由旋转引起的，一般指烯烃的双键，也有C=N
双键，N=N双键及环状等化合物的顺反异构。
顺式异构体：两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体，也用 cis- 来表示。
反式异构体：两个相同原子或基团分别在双键两侧的为反式异构体，也用 trans- 来表示。
图中Pt（NH3)2Cl2应该没有顺反异构
2产生条件
⑴分子不能自由旋转（否则将变成另外一种分子）
⑵双键上同一碳上不能有相同的基团；注：同分异构是分子式相同,结构式不同，顺
反异构是空间构象不同。
但顺反异构属于同分异构。
若双键上两个碳原子上连有四个
完全不同的原子或基团，按“顺序规则”分别比较每个碳原子上连接的两个原子或基团，若两个较优基团在π键平面同侧者为Z型异构体，在异侧者为E型异构体。
顺反异构体的性质
顺反异构体，原子或原子团的连接顺序以及双键的位置相同，只是空间排列方式不同。
因此化学性质基本相同，但在生物体内的生物活性不同，物理性质有一定的差异：一般，反式有较高的熔点，较低的溶解度，且较为稳定。