南京工业大学2011学

3
COOH CHOHCOOH
4
3
异构体数目—— 2n = 22 = 4 （n：手性碳原子数目）
H O
COOH
-
1
COOH
HO
1
COOH
-
1
COOH
上图中1和2，3和4互为对映关系。 1和3或4也不能重合，他们是立体异构， 但又不是镜像关系。这种不是镜像关系
的旋光异构称为非对映异构。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。
2. 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构
以酒石酸为例
COOH
COOH HO HO H H
COOH
COOH HO H H (S) OH (S) COOH
(R) H (S) H
OH OH COOH
(S) (R)
(R) H (R) HO
OH H COOH
COOH
(1)
(2)
(3) (+)-酒石酸
从酸奶中得到的乳酸无旋光性，它是等量的左旋 乳酸和右旋乳酸的混合物，叫外消旋体(常用±或
dl表示)。外消旋体是混合物。
COOH C CH3 OH H
COOH H HO
(R)-()-乳酸 mp 53oC [a]D=-3.82 ()-乳酸 mp 18oC [a]D=0
C
CH3
外消旋乳酸
(S)-(+)-乳酸 mp 53oC [a]D=+3.82
但外消旋体是混合物，在性质上不同于内消
旋化合物。
一个含有n个不对称碳原子
的直链化合物，如果它有可能出
现内消旋型的旋光异构体，那么 它的旋光异构体的数目将少于2n
COOH H CH3
D-乳酸
L-乳酸
2. R / S标记法
OH OH
C2H5 H H CH3
CH3 C2H5
R
S
H OH HO CHO
CHO CHO H OH CH2OH H
R
CH2OH
CH2OH
基团大小定序规则
1.若一个手性碳上连有四个不同原子， 原子序数大的优先；
CH3
HO Br
H
优先次序：Br > OH > CH3 > H
R
C 酯
R
C
酰胺
有机化合物的特点
同分异构现象
熔点低
易燃
难溶于水 反应慢 反应产物复杂
用IUPAC命名法命名下列化合物
CH3 CH3
CH3 CH2CHCH2CCH2CH2 CH3
C2H5 CH3
CH3CH
CHCH2CHCCH3
CH3
COOH
CH3
NO2
CH3 OH
CHO
Cl
2.若一个手性碳上连有原子序数相同的原子, 则原子量大的优先.
CH3
HO D
H
优先次序: OH > CH3 > D > H
3.一个较大的原子序数比多个较小的原子序 数优先;
CH3 CH3 C CH3
BrH2C
CH2CH3 CH CH3 CH3
优先次序: CH2Br > C(CH3)3 > CH(CH3)2 > C2H5
CH(CH3)2
CH(CH3)2
课后思考题
构造异构和构象异构的区别？ 以透视式和纽曼投影式表示下列化合物的优势构象：

ClCH2CH2Cl NH2 CH2CH2OH
CH3 CH3 CH3
CH3 C(CH3) 3
判断顺式和反式1，2-二甲基环己烷哪一个更
稳定？说明理由。 判断顺式和反式十氢化萘哪一个更稳定？说 明理由。
预习烷烃的构象异构和取代环己烷的构象
分析。
第二讲 有机化合物的构造、构象异构
构造异构
1.碳原子之间连接顺序的不同； 2.官能团异构； 3.官能团位置异构； 4.互变异构。 构象异构 1.烷烃的构象（重点介绍乙烷和丁烷的构象 异构） 2.环己烷的构象及取代环己烷的构象分析）
乙烷的构象
H H H H H H
H H 3C H H H H
H CH3
三、反射对称
如果一个分子沿轴旋转2 /n度(n = 1,2,3,4…)，再用一个垂直于该轴的镜子将分 子反射，所得的镜像如能与原来的实物重合，则分子具有反射对称，该轴用Sn 表示，分子无手性。(n = 4, 四重交替对称轴)
判断手性依据
一个分子若无对称面，对称中心，反射对 称，这个分子的实物与镜像不能重合，分子有 手性，有旋光性。反之，一个分子若有对称面， 对称中心，反射对称，这个分子的实物与镜像 能重合，分子无手性，无旋光性。
平面对称因素
1.对称平面 2.对称中心 3. 反射对称
§3 分子的手性和对称因素
一、对称面
如果一个分子被一个平面分成两部分，一部分正好是另 一部分的镜像，这个平面就是分子的对称面。
结论： 具有对称面的 分子，其实物与镜像 能完全重合，分子无 手性，没有旋光性。
二、对称中心
若分子中有一点，通过该点画任何直线，如果在离此点等 距离的两端有相同的原子，则该点称为分子的对称中心。
CH3
CH3
若为两个不同基团，如：
C 2H 5
CH3
CH3
C 2H 5
C 2H 5
反式：
CH3 CH3
CH3
CH3
结论： 1.当环己烷环上有多个相同取代基 时，取代基在e键上多的为其优势 构象. 2.但若是不同基团，则一般较大基 团在e键时为优势构象。
请同学们根据上面所讲的内容，分析 下面这几个化合物的优势构象
名称书写规范：基团位次-基团名称-官能团位次-官 能团名称（位次一律用阿拉伯数字，相同基团要合 并在一起，阿拉伯数字与汉字之间一定要用“-”隔 开）
几个小规则： 1.等长碳链以取代基多的为主链； 2.命名时大基团靠后原则。

常见官能团
OH C C C 炔烃 C ROH 醇 ROR 醚 酚
烯烃
R
C 醛
a d
手性碳
CO2H
CO2H
*C
c
b
HO
H
H CH3
OH
CH3
手性分子
乳酸一对对映体
含一个手性碳的化合物的对映异构
还以乳酸为例，它含有一个手性碳原子，有 手性，具有旋光性，有一对对映体。发酵得到的 乳酸是左旋的，其比旋光度为 ]D = 3.8o [a
20
，肌肉 。
运动产生的乳酸是右旋的，其比旋光度为3.8o
H CH3
HCH3
CH3
CH3 H H H
邻位交叉式
H H
H
部分重叠式
环己烷的几种构象
椅式构象
船式构象
六个a键， 又称直立键
六个e键， 又称平伏键
环己烷的优势构象
两种构象互相翻转，a， e键互相转换。
取代环己烷构象分析

一取代
CH3
CH3
CH3
环己烷二取代构象分析

邻位顺、反式二取代
顺式：
纽曼投影式
HH
H H
H H
纽曼投影式
透视式
透视式
交叉式构象
重叠式构象
构象异构体
σ键的自由旋转所产生的不同空间形象
丁烷2，3号碳-碳单键旋转产生的几种极端构象
H3CCH3
CH3 H
H H
CH3 H H
H H
HCH3
H H
全重叠式
H
邻位交叉式
CH3 H
部分重叠式
CH3 H H CH3
对位交叉式
H H
第三讲 立体化学
手性和对映异构 平面对称因素 旋光性和比旋光度 手性碳的标记（D/L
R/S）
内消旋体和外消旋体及外消旋体的拆分
对映异构
手性(Chirality)
实物与其镜像不能重叠的现象成为手性
非手性(achirality) : 实物与镜像能重合，实物与镜像所代表 的化合物为同一物质
COOH H OH CH3
投影式
Fischer投影式
构型标记法： 1. D / L标记法

CHO H OH CH2OH
D-(+)-甘油醛 大基团在左的为L构型。
HO -
CHO H CH2OH
L-(-)-甘油醛
以甘油醛的Fischer 投影式为基准，大基团在右的为D构型，
COOH H CH3 OH OH
(4) (-)-酒石酸
mp
[a]D(水)
溶解度(g/100ml)
pKa1
pKa
(+)-酒石酸
(-)-酒石酸
170oc
170oc
+12.0
-12.0 0 0
139
139 20.6 125
2.98
2.98 2.96 3.11
4.23
4.23 4.24 4.80
()-酒石酸 (dl) 206oc meso-酒石酸 140oc
1和2，3和4互为对映关系，但仔细观察会 发现1和2可以重合，是同一物质。这是因为1 和2分子中有一个对称面，因此分子无手性。 把分子内含有平面对称性因素的没有旋光性 的立体异构体称为内消旋体(meso)。可见： 分子有手性中心，分子不一定有手性。 1和3
或4是非对映体。等量的3和4构成外消旋体，
对映异构体性质
(1) 物理、化学性质相似
(2) 对平面偏振光的作用不同: 一个可使平面偏振光右旋(dextrorotation) (+) 另一个可使平面偏振光左旋(levorotation) (-)
大小相等，方向相反
平面偏振光？
§2 偏振光、比旋光度
平面偏振光：通过Nicol棱镜后，只在一个方向上振动的光 旋光性（光学活性，optical activity）：物质使平面偏振光 发生旋转的性质
pKa=3.79(25oC)
pKa=3.83(25oC)
pKa=3.86(25oC)
构型表示法
1. 伞形式
COOH OH CH3
COOH HO H3C H
H
2.锯架式
3.纽曼式
4. Fischer 投影式
COOH
COOH
OH
H
H
C CH3
OH
CH3
立体结构
COOH H C CH3 OH
锲形式
共价键的断裂方式
A Y A + Y
异裂
A Y
Nu
A + Y
亲核
E
亲电
均裂
A Y
A + Y
E
自由基
SP3杂化轨道
甲烷结构
乙烷结构
SP2杂化轨道
乙烯分子结构
The double bond in ethene consists of sigma and pi components, the pi bond is relatively weak.
Cl
OH
Cl
O
CH3CH
CHCHCH2CHO CH3 O
CH3CH2CH
CHC
CH2CHCH3 CH3
O O
H
C
N(CH3)2
O
COOH CH3 N CH2CH3 CH3
CH2O
C(CH3)3
练习与思考
各章书后练习中的命名
自学烷、烯、炔分子中碳碳单、双、叁键
各自的特点，充分认识б键和π键的特点。
含两个手性碳原子化合物的对映异构
1. 含两个不同手性碳原子化合物的对映异构
1 2 3 4
HO Cl
H H -
H H
2 3 4
HO H
2 3 4
H Cl -
H Cl
2 3 4
Cl
H
COOH
COOH
COOH
COOH
(2R,3R)
(2S,3S)
(2R,3S)
(2S,3R)
1
2
2
C: C: OH Cl CHClCOOH COOH
O H
R
C 酮
O R
R
C
O OH
羧酸
R
C 酯
O OR
R
C 酰卤
O X
R
C
O NH2
酰胺
O R R C O C O 酸酐 芳胺 重氮盐 NH2 N 2+ X -
特殊结构化合物的命名

螺环、桥环化合物的命名
羧酸衍生物的命名
R C 酰卤 O X O R R C O C O 酸酐 O OR O NH2
南京工业大学2011学院
综合化学
《有机化学部分》 主讲 马鸿飞
第一讲
的化学。
神奇的碳原子。
概论
有机化学是研究含碳、氢化合物及其衍生物
有机物结构中的共价键与杂化轨道理论。
有机物的命名。
有机物的特点。
Baidu Nhomakorabea
神奇的碳原子
C
1S22S22P2
12.01
第二周期 第IV主族
电负性最大的是F，4.1，
9
比旋光度（Specific rotation)：
Specific Rotation
如：葡萄糖水溶液在 20℃用钠光灯做光源时， 其比旋光度为 右旋52.5度
[a ]l
t
=
a
c ×l
：旋光仪测定旋光度；l： 旋 光管长度dm；c：物质浓 度g/ml
[]D20 = + 52.5o (H2O) “+”表示右旋；“-” 表 示左旋。
但:
CH3 CH3 C CH3
BrCH2CH2
CH2CH3 CH CH3 CH3
优先次序:C(CH3)3 > CH(CH3)2 > CH2CH2Br > C2H5
4.若一个手性碳上连有双键或三键,可 将其拆开后比较.
H CH CH2 C (C) (C) H H (C) (C) H H (C) H C (C) (C) H (C) H
电负性最小的是K，0.8
碳的电负性大约是 两者之和的一半，为2.5。
所以碳原子在与其它原子成键时既不易 得到电子，也不易失去电子， 容易形成共价键。
有机物结构中的共价键与杂化轨道理论
有机结构中的共价键
1．共价键的性质； 2．共价键的断裂方式。
杂化轨道理论
1．SP3杂化轨道； 2．SP2杂化轨道； 3．SP杂化轨道。
SP杂化轨道及乙炔的结构
有机物的命名(几组关键词)
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸
伯(一级)、仲(二级)
、叔(三级) 、季(四级)
正、异、新、伯、仲、叔、季
命名基本规则（IUPAC法）

选母体：含官能团所连的碳原子在内的最长碳链。 编号：官能团优先，然后再考虑取代基。