第五章 对映异构..
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无机化学对映异构Enantiom
Br
(75%)
NO2
(95%)
HE HE
+
其它贡献较小的共振式
H
+
+
E
其它贡献较小的共振式
亲电取代 （反应条件较温和,取代主要发生在α位)
60oC
H2SO4 165oC
SO3H
动力学
SO3H 热力
[磺化] 可逆。低温有利α位 取代，高温有利β位取代。
[酰化]
第四节 休克尔规则Huckel’s Rule
HH
Cl
Cl
HH
Cl
HO
HH
OH
H
OH HO
H
COOH
I
COOH
II
COOH
III
COOH
IV
2S,3S
2R,3R
2S,3R 2R,3S
I和II,III和IV,两对对映异构体，等量的I,II和等量的 III,IV可组成两组外消旋体。I和III,I和IV,II和III,II和IV 是非对映体。
2、含有两个相同的手性碳
旋光度 = 0
50％
50％
下列化合物是同一化合物，还是对映体？
CH3
Cl
H
C2H5
A
R
C2H5
H
Cl
CH3
B
C2H5
Cl
CH3
H
C
R
R
基团交换法：
~CH 3,~C2H 5
C H 3
~H ,~Cl
H
C l
C 2H 5
四、含两个手性碳的化合物
1、两个不相同的手性碳
COOH
COOH
COOH
COOH
立体化学基础
Cl大 HOCH2
Cl
键上，纸面 走向与实际
CH2Cl 走 向 相 同 ，
S-2,3-二氯丙醇
R-2,3-二氯丙醇
顺时针为R型， 逆时针为S型。
直接根据Fischer投影式命名的简便方法介绍
Problem 6: Give the names of the following compounds。(by R/S nomenclature)
有相等的距离。实物与镜像的关系叫对映关系。
镜面
实物与镜像
若实物与其镜像能够完全重合，则实物与镜像所 代表的两个分子为同一个分子。
OH
OH
CH H
CH3
HC H
CH3
OOHH
HH
CC HH 所有基团都重合 CCHH3 3
乙醇分子模型的重叠操作
对于某些分子，两个互为实物与镜像关系的分 子不能重合，如乳酸。
CO2H
CO2H
CO2H
NH2
NH2
H CH3
NH2 H
CH3 H
CO2H
CH3
H
NH2
CH3
即：固定*C上某个基团，其它三基团顺序轮换，不 改变其构型。
Problem 3: 下列Fischer式是否表示同一化合物？
COOH
CH2OH
H
OH
HO
H
--
CH2OH
COOH
镜 像
1
2
关
旋转180℃后可重叠
丙酸分子 的对称面
分子的对称面 具有对称面的分子为非手性分子
四、判断对映体的方法
1、看分子和它的镜像能不能重合。如果 不能重合，就具有对映异构现象。
2、寻找对称面和对称中心。如果分子没 有对称因素（对称面和对称中心），就 具有对映异构现象。
对映异构
二、含两个C*的化合物:
1、含两个不相同C*的化合物:
* * CH2CH-CH-CHO OH OH OH
2, 3, 4-三羟基丁醛
CHO RH RH OH OH CH2OH
HO HO
CHO HS HS CH2OH
(1)
CHO S HO R H H OH CH2OH
H HO
(2)
CHO OH R H CH2OH S
B. 构象异构体
CH3 CH3
2
CH3
1
CH3 CH3
1
CH3
C. 顺反异构体
• 构型异构中的对映异构和非对映异构
偏振光 —— 普通光在通过尼克尔棱镜 后形成的只在一个方向传播的平面光。
光学活性 —— 物质能使偏振光发生
偏转的性质。
旋光仪
旋光度 旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的 角度，用“a ”表示。
HO COOH C
观察
CH3
H
R构型
观察者远离了最小基
观察
COOH CH3 H OH
CH3
COOH C OH
H
S构型
观察者远离了最小基
（2）、当最小基在横键上时: 例如:
COOH H CH3 OH
H COOH C OH
CH3
R构型
最小基靠近了观察者
COOH HO CH3 H
HO
COOH C H
Cl Cl Cl Br
Cl
Cl
Cl
Br
无论顺反，分子中都有对称面，都无对映异 构体。
第五章习题
1- 1，2，5，7
4- 2，3，6 5- 1
CH3
S构型
COOH H2 N H
对映异构体的性质
18
手性分子是指不能和它的镜像完全重叠的分子。 手性分子必定有旋光性，具有旋光的分子必定是手性。
18
手性分子（乳酸）
19
19
（2）对映体
COOH
COOH
COOH COOH
H
OH
HO
CH3 a
镜面
H
H
HO
CH3 b
OH H CCHH33
不能重叠
20
互呈物体和镜象的对映关系，互称对映异构体，简称为对映体。
L-构型：—OH在投影式中手性碳原子左边
24
COOH
COOH
H
OH
HO
H
COOH
H2N
H
CH3
L-(-)-丙氨酸
CH3
D-（–）-乳酸
CH3
L-（+）-乳酸
CHO
CHO
H
H
H
OH
H
OH
H
OH 25 H
OH
CH2OH
CH2OH
D-(－)- 赤藓糖 D-(－)-2-脱氧核糖
CHO H OH HO H H OH H OH
11
使偏振光的振动平面向顺时针旋转的物质称为右旋体，用d 或 (+)表示；逆时针旋转的物质称为左旋体，用l 或（ – ）表示。
11
（4）旋光仪 用于测定其旋光度的仪器称为旋光仪。
图5-4 旋光仪的结构示意图
12
由光源、2个尼可尔棱镜、旋光管（或 称盛液管）和刻度盘等主要部件组成
12
❖ 3.旋光度和比旋光度
(–) -乳酸
–3.8°
53
3.79
(±) -乳酸
0
18
3.79
手性分子是指不能和它的镜像完全重叠的分子。 手性分子必定有旋光性，具有旋光的分子必定是手性。
18
手性分子（乳酸）
19
19
（2）对映体
COOH
COOH
COOH COOH
H
OH
HO
CH3 a
镜面
H
H
HO
CH3 b
OH H CCHH33
不能重叠
20
互呈物体和镜象的对映关系，互称对映异构体，简称为对映体。
L-构型：—OH在投影式中手性碳原子左边
24
COOH
COOH
H
OH
HO
H
COOH
H2N
H
CH3
L-(-)-丙氨酸
CH3
D-（–）-乳酸
CH3
L-（+）-乳酸
CHO
CHO
H
H
H
OH
H
OH
H
OH 25 H
OH
CH2OH
CH2OH
D-(－)- 赤藓糖 D-(－)-2-脱氧核糖
CHO H OH HO H H OH H OH
11
使偏振光的振动平面向顺时针旋转的物质称为右旋体，用d 或 (+)表示；逆时针旋转的物质称为左旋体，用l 或（ – ）表示。
11
（4）旋光仪 用于测定其旋光度的仪器称为旋光仪。
图5-4 旋光仪的结构示意图
12
由光源、2个尼可尔棱镜、旋光管（或 称盛液管）和刻度盘等主要部件组成
12
❖ 3.旋光度和比旋光度
(–) -乳酸
–3.8°
53
3.79
(±) -乳酸
0
18
3.79
大学化学-第五章-对映异构
钠光灯
平面偏振光
光平面旋转
3
3. 旋光度和比旋光度
（＋）表示右旋 （－）表示左旋
α：旋光度； [α]：比旋光度；
t：温度；
λ：光波长；
C：样品浓度，单位 g/ml；
l: 样品管长度，单位 dm
分子的手性（而不是手性碳）是其具有旋光性 和对映异构现象的充分必要条件。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
除了旋光方向和与手性试剂的反应外，对映体 具有相同的物理和化学性质。
1. 对称面
凡有对称面的分子，不具手性，也没有对映异 构体。
2. 对称中心 有对称中心的分子没有手性。
Cl C
H
H C
Cl
如果一个分子既无对称面也无对称中心， 分子就具有手性。
四. 对映体构型的表示方法－Fischer投影式 分子模型的四面体构型投影在纸面上。 COOH
HO H COOH
CH3 HO
H
CH3
Fischer式
2
Fischer投影式的画法及其含义
• 把横向的基团朝前，竖向的朝后。 • 用光对准分子模型垂直纸面照射，手
性碳用十字交差点表示。 • 因此，Fischer投影式就被赋予了“横
前竖后”的立体含义。
注意： • 不能离开纸面翻转。离开纸面翻转
180o，将变成其对映体。 • 在纸面上转动180o构型不变。
CH2CH3
CH2CH3
H3C
C Cl
H
Cl C CH3 H
CH3
CH3
enantiomers
非对映异构体
含有1个手性碳原子的化合物有2个对映体。 含有2个手性碳原子的化合物最多有4个对映体 和非对映体。 含有n个手性碳原子的化合物最多有2n个对映体 和非对映体。
有机化学5 对映异构
方法一：Fischer投影式为平面的构型式，把它想象成立 体形象来进行判断。
COOH H OH
CH3
COOH HO H
CH3
(R)-(-)-乳酸
(S)-(+)-乳酸
注：此法要考虑Fischer投影式的立体结构
方法二：将最小的基团d放在一个横键上，其他基团从大到 小为顺时针则S构型，逆时针则R；若最小的基团d放在竖 键上，其他基团从大到小顺时针排列则R,逆时针则S。
COOH
H H
OH C-C键旋转
OH
COOH
交叉式
HO H
H
COOH
OH
COOH
重叠式
竖立投影
COOH HO H
H OH COOH
Fischer投影式
Newman式转换为Fischer投影式的方法
COOH H
H
H
OH
OH
OH
H
OH C-C键旋转
投影
COOH
COOH COOH
COOH
HO
H
H
OH
COOH
相对构型(relative configuration)是以甘油醛构型为参照标 准而确定的构型。
在不涉及手性碳原子的前提下，通过化学反应可以从D-(+)甘油醛得到的，或能够生成D-(+)-甘油醛的，即为D型
➢ 注意：D和L只代表构型，而与旋光方向无关；旋光方则由 旋光仪测定向
(2) R-S命名法 ➢将与手性碳相连的四个基团按次序规则排列： a > b > c > d，将最小的原子或基团远离自己，若a-b-c 为顺时针，则R构型，反之S构型。
COOH H OH
CH3
COOH H OH
CH3
COOH HO H
CH3
(R)-(-)-乳酸
(S)-(+)-乳酸
注：此法要考虑Fischer投影式的立体结构
方法二：将最小的基团d放在一个横键上，其他基团从大到 小为顺时针则S构型，逆时针则R；若最小的基团d放在竖 键上，其他基团从大到小顺时针排列则R,逆时针则S。
COOH
H H
OH C-C键旋转
OH
COOH
交叉式
HO H
H
COOH
OH
COOH
重叠式
竖立投影
COOH HO H
H OH COOH
Fischer投影式
Newman式转换为Fischer投影式的方法
COOH H
H
H
OH
OH
OH
H
OH C-C键旋转
投影
COOH
COOH COOH
COOH
HO
H
H
OH
COOH
相对构型(relative configuration)是以甘油醛构型为参照标 准而确定的构型。
在不涉及手性碳原子的前提下，通过化学反应可以从D-(+)甘油醛得到的，或能够生成D-(+)-甘油醛的，即为D型
➢ 注意：D和L只代表构型，而与旋光方向无关；旋光方则由 旋光仪测定向
(2) R-S命名法 ➢将与手性碳相连的四个基团按次序规则排列： a > b > c > d，将最小的原子或基团远离自己，若a-b-c 为顺时针，则R构型，反之S构型。
COOH H OH
CH3
第五章 光学异构-对映异构体
单从构造式看，C是非手性碳原子。分子 是非手性碳原子。 单从构造式看， 是非手性碳原子 中含两个相同C*， 个旋光异构体 个旋光异构体。 中含两个相同 ，有3个旋光异构体。其中一 对对映体，一个内消旋体。 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。 总数 ，有一对对映体，两个内消旋体。
CO H O H H2 O H (2R,4R) H 3 O R R H O 4H CO H O
COOH H 2 OH H 3 OH H 4 OH COOH
CO H O H 2 H O H O 3 H (2S,4S) S S H 4 O H CO H O
COOH H 2 OH HO 3 H H 4 OH COOH
CHO H
OH OH HO HO
CHO H CH OH 2
L(-)-甘油醛 (
CH OH 2
D(+)-甘油醛 (
(2)绝对构型 R/S命名法 绝对构型 S 系统命名法用以“基团次序” 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。 S命名法命名绝对构型。 R：Retus （拉丁文，右） 拉丁文， S：Sinister（拉丁文，左） （拉丁文，
H O O C
* CH O H
* C H O H
CO H O
酒石酸
分子式、结构式相同， 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→ 原子→旋光异构体总数 →一对对映体和一个 内消旋体→一对对映体和内消旋体之间， 内消旋体→一对对映体和内消旋体之间，彼此 两两互为非对映体。 两两互为非对映体。
旋光异构体的 性质
对映异构体 手性条件下性质 不同，非手性条件下性质相同。 不同，非手性条件下性质相同。 外消旋体 外消旋混合物；外 外消旋混合物； 消旋化合物； 消旋化合物；外消旋固体溶液 非对映异构体 物理性质不同， 物理性质不同， 化学性质基本相同， 化学性质基本相同，但在同一 反应中，反应速率不同。 反应中，反应速率不同。
第五章对映异构资料
第五章对映异构(enantiomerism)教学要求：掌握：手性和手性分子以及手性碳原子的概念。
对映体、非对映体、外消旋体和内消旋体的概念和主要性质；对映异构体命名方法（R..S）。
熟悉：费歇投影式和透视式表示立体异构体的方法。
了解：无手性碳原子的对映异构体和环状化合物的对映异构；对映体的拆分方法和手性子在生物中的作用,以及前手性原子和前手性化合物的概念。
对映异构主要是从三维空间揭示对映存在的立体异构体，在结构上差别甚微，而在生物活性上却有着天壤之别。
本章将着重学习怎样区分手性分子和非手性分子；怎样判断对映体、非对映体、外消旋体和内消旋体的存在，以及怎样表示和命名它们的立体结构；比较它们之间性质上的异同点；了解对映体的拆分方法和手性分子在生物中的作用,以及前手性原子和前手性化合物的概念。
学习对映异构为学习糖类、脂类、氨基酸、蛋白质、核酸、酶、和激素等各种活性分子的结构和功能奠定必要的立体化学基础。
第一节手性和对映体同分异构在有机化学中是极为普遍的现象。
在第二章已经学习了构造异构和顺反异构以及构象异构。
后两者均属于立体异构。
即分子中的原子或原子基团在空间的排列方式不同产生的异构现象。
通常构象异构体是不能分离的。
本章要介绍另外一种立体异构现象：即对映异构。
图示如下：一、手性产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
什么叫手性呢？人们都有这样的感受，:当你将一只左手套戴在右手上就会觉得很不舒服。
这就说明左右手看上去似乎是相同，实际是不同的。
那么左右手到底是什么关系呢？让我们看看手性关系图。
图3-1 手性关系图这种左右手互为镜像与实物关系，彼此又不能重合的现象称为手性。
自然界中有许多手性物，例如：足球、剪刀、螺丝钉等都是手性物。
微观世界的分子中同样存在着手性现象。
有许多化合物分子具有手性。
二、手性分子和对映体图3-2是一对互为镜像关系的乳酸分子的立体结构式(透视式)：a和b两个立体结构式之间有何种关系？它们代表相同的分子？还是代表不同的分子？不妨观察上述乳酸分子的两个立体结构式的球棍模型图示(见图3-3)图3-3-1乳酸球棍模型图示图3-3-2 乳酸球棍模型为什么乳酸存在一对对映体？仔细观察图3-2的两个乳酸分子的结构，可发现分子中有一个碳原子(C2)所连的四个基团(COOH,OH,CH3,H)均不相同。
有机化学对映异构
第五章对映异构
第五章 对映异构
3.1 旋光性 3.2 手性与对称性 3.3 具有一个手性碳原子化合物的对映异构 3.4 对映异构体构型标记法 3.5 具有两个和两个以上手性碳原子化合物的对映异构 3.6 含假手性碳原子化合物 3.7 环状化合物的对映异构 3.8 对映异购与构象 3.9 不含手性碳原子的化合物的对映异构 3.10 外消旋体的拆分 3.11 对映异构与生物活性
区分对映异构体的重要意义：
O
H2N
OH
O H NH2
苦味
O
H2N
OH
O H2N H
甜味
Asn(天冬酰胺）
手性与气味
CHIRALITY & SMELL
CH3
O
香芹酮
CH3 O
薄荷油
H
CH2
CH3 (+)-Carvone
Caraway seed
CH2
H
CH3
(-)-Carvone
Spearmint
5.1 旋光性:旋光性和比旋光度
❖ 到了1960年，欧洲的医生们开始发现，本地区畸形婴儿的出生率明显上升。 这些婴儿有的是四肢畸形，有的是腭裂，有的是盲儿或聋儿，还有的是内脏 畸形（后来的追踪调查显示，其实早在1956年12月25日，世界上第一例因母 亲在怀孕期间服用反应停而导致耳朵畸形的婴儿就出生了）。
❖ 1961年，澳大利亚悉尼市皇冠大街妇产医院的麦克布雷德医生发现，他经治 的3名患儿的海豹样肢体畸形与他们的母亲在怀孕期间服用过反应停有关。麦 克布雷德医生随后将自己的发现和疑虑以信件的形式发表在了英国著名的医 学杂志《柳叶刀》上。而此时，反应停已经被销往全球46个国家！
手性和对映体
❖乳酸分子（ CH3CH(OH)COOH ）的两种立体 结构模型：
第五章 对映异构
3.1 旋光性 3.2 手性与对称性 3.3 具有一个手性碳原子化合物的对映异构 3.4 对映异构体构型标记法 3.5 具有两个和两个以上手性碳原子化合物的对映异构 3.6 含假手性碳原子化合物 3.7 环状化合物的对映异构 3.8 对映异购与构象 3.9 不含手性碳原子的化合物的对映异构 3.10 外消旋体的拆分 3.11 对映异构与生物活性
区分对映异构体的重要意义：
O
H2N
OH
O H NH2
苦味
O
H2N
OH
O H2N H
甜味
Asn(天冬酰胺）
手性与气味
CHIRALITY & SMELL
CH3
O
香芹酮
CH3 O
薄荷油
H
CH2
CH3 (+)-Carvone
Caraway seed
CH2
H
CH3
(-)-Carvone
Spearmint
5.1 旋光性:旋光性和比旋光度
❖ 到了1960年，欧洲的医生们开始发现，本地区畸形婴儿的出生率明显上升。 这些婴儿有的是四肢畸形，有的是腭裂，有的是盲儿或聋儿，还有的是内脏 畸形（后来的追踪调查显示，其实早在1956年12月25日，世界上第一例因母 亲在怀孕期间服用反应停而导致耳朵畸形的婴儿就出生了）。
❖ 1961年，澳大利亚悉尼市皇冠大街妇产医院的麦克布雷德医生发现，他经治 的3名患儿的海豹样肢体畸形与他们的母亲在怀孕期间服用过反应停有关。麦 克布雷德医生随后将自己的发现和疑虑以信件的形式发表在了英国著名的医 学杂志《柳叶刀》上。而此时，反应停已经被销往全球46个国家！
手性和对映体
❖乳酸分子（ CH3CH(OH)COOH ）的两种立体 结构模型：
第五章 对映异构
R-乳酸
2R,3R-2,3-二羟基丁酸
用R/S命名，并判断它们是同一物还是对映体？
CH3
H
Br
CH2CH3
Br
H3C
CH2CH3
H
CH2CH3
Br
H
CH3
一对对映体，一个是R型，另一个必为
S型；若R型是左旋的，S型必然是右旋的。 旋光方向与R、S构型没有必然的联系，旋 光方向目前只能通过旋光仪测定。
含两个不同的*C的对映异构体的数 目有4个；
含n个不同的*C的对映异构体的 数目有2n个。
2、内消旋体(mesomer)
HOOCC*H-C*HCOOH
OH OH
酒石酸
分子中有两个相同的手性碳。如果 按照2n规则，最多可有四个立体异构体。 但实际上酒石酸分子只有三个立体异构 体：
CO2H
CO2H
CH3CHCO2H NH2
手性分子
CH 3
CH3
CH3
CC
H
H
2个对称面
CH3
C2H5
1个对称面
C2H5 手性分子
对称中心
Br
HH
Br
F
H. A
H
F
H
Br
F
H
.H A
F
Br
H
结论：含对称中心的分子，与其镜像能 够重合，是对称分子，即非手性分子。
判断对映体的方法有三种
（1）建造一个分子和它的镜像的模型， 如果两者不能重合，就存在对映体。
Br
Br
H3C
CH3 H3C
CH3
H
H
镜子
含对称面的分子，其镜像能够重合， 是对称分子，即非手性分子
第5章对映异构体
第五章 对映异构体
观察如下模型将发现: 这两个模型化合物互为实物和镜像, 但 它们不能重合. 因此他们是一对异构体, 互为对映, 称为对映 异构体。
COOH COOH
H CH3 OH H3C OH
H
-
对映异构好比人的左手和右手的关系，左手和右手
互为镜像，它们不能重合。就象左手的手套带在右
手上总是不合适。为此也把实物和镜像不能重合的
mp 53oC
15 [ ]D = +3.82
(R)-(-)-乳酸
mp 53oC
15 [ ]D = -3.82
pKa=3.79(25oC)
pKa=3.83(25oC)
一对对映体结构差 别很小，因此它们 具有相同的 bp ， mp ， 溶解度等，化学性 质也基本相同。很 难用一般的物理或 化学方法区分。但 它们对平面偏振光 的作用不同：
CH3 C2H5
R
S
CHO CHO H OH CH2OH H
H OH HO
CHO
R
CH2OH
CH2OH
D,L标记的是相对构型，R,S标记的是绝对构型
绝 对 构 型 能真实代表某一 光活性化合物的 构型（R、S） 相 与假定的D、L甘油 对 醛相关联而确定的 构 型 构型。
注意：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，而对化合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，还是依靠测定。
l 为旋光仪使用的光源的波长(通常用钠光，以D表示)。
比旋光度表示： 盛液管为 1 分米长，被测物浓度为 1g/ml 时的
旋光度。
含一个手性碳原子的化合物
观察如下模型将发现: 这两个模型化合物互为实物和镜像, 但 它们不能重合. 因此他们是一对异构体, 互为对映, 称为对映 异构体。
COOH COOH
H CH3 OH H3C OH
H
-
对映异构好比人的左手和右手的关系，左手和右手
互为镜像，它们不能重合。就象左手的手套带在右
手上总是不合适。为此也把实物和镜像不能重合的
mp 53oC
15 [ ]D = +3.82
(R)-(-)-乳酸
mp 53oC
15 [ ]D = -3.82
pKa=3.79(25oC)
pKa=3.83(25oC)
一对对映体结构差 别很小，因此它们 具有相同的 bp ， mp ， 溶解度等，化学性 质也基本相同。很 难用一般的物理或 化学方法区分。但 它们对平面偏振光 的作用不同：
CH3 C2H5
R
S
CHO CHO H OH CH2OH H
H OH HO
CHO
R
CH2OH
CH2OH
D,L标记的是相对构型，R,S标记的是绝对构型
绝 对 构 型 能真实代表某一 光活性化合物的 构型（R、S） 相 与假定的D、L甘油 对 醛相关联而确定的 构 型 构型。
注意：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，而对化合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，还是依靠测定。
l 为旋光仪使用的光源的波长(通常用钠光，以D表示)。
比旋光度表示： 盛液管为 1 分米长，被测物浓度为 1g/ml 时的
旋光度。
含一个手性碳原子的化合物
第5章对映异构
COOH NH 2HCH 3COOHH CH 3H 2NCH 3CH 2CH 3OH HCH 3CH 2CH 3H HO1.2. 第5章 对映异构一、问题参考答案问题5.1 下列化合物有无手性碳原子？请用“*”标出。
答：问题5.2 指出下列化合物是同一物还是对映异构体？答： 1和2，3和4分别为同一物，1、2与3、4为对映异构体 问题5.3 写出下列手性分子的Fischer 投影式。
答：1. CH 3CHCOOHNH 22. 2-丁醇3. 3-氯-2-溴戊烷(CH 3)2CHCHCH=CH 2CH 34.5.COOH CClCH 2CH 3CH 3HC 2H 5CH 3H 5C 2CH 3HCH 3HCl Cl Cl H 5C 22.3.4.CH 3HCl C 2H 51.CH 3CH 2CH3H 2NClCHO H CH 3问题5.4 用R/S 构型标记法标示下列各化合物的构型2-氯丙醛 2-苯基-2-氨基丁烷答： S-2-氯丙醛 S-2-氨基-2苯基丁烷问题5.5 下列化合物中哪些是同一物质？哪些是对映体？并命名答： 1与2为同一物；3与4为同一物。
前者与后者为对映体。
前者名称为S-1-氯-2-溴丙烷；后者为R-1-氯-2-溴丙烷。
问题5.6 命名下列各化合物，并指出其是否具有旋光性？1. 2. 3.答： 1. 1R,2S-1-氯-2-溴-1-苯基丙烷CH 3Cl H H BrCH(CH 3)2Br H HCH 3HClHCH 3H H CH 3H Cl HClCH 3CH 3Br BrCl ClHHH H CH 2CH 3CH 2CH 3CH 3CH 3Br BrCl ClHHH H CH 2CH 3CH 2CH 33.2. 3S,5S-5-氯-3-溴-2-甲基己烷3. 2R,4S-2,4-二氯戊烷1、2两化合物具有旋光性；3为内消旋体二、习题参考答案1、举例说明下列各名词的意义。
（1）手性（2）手性碳原子（3）对映体（4）旋光性（5）比旋光度（6）内消旋体（7）外消旋体答：（1）实物与镜像不能完全重合的特征称为手性。
05有机化学第4版教案第五章-对映异构课件
拆分方法有化学方法、生物方法、机械方 法和结晶法，化学方法用的多一些。1848 年巴斯德拆分酒石酸钠铵的晶体时是用人 工的方法分开的。
化学方法是；外消旋体与一纯的旋光物 质作用生成非对映体，在根据非对映体的 物性差进行分离（如b.p差，在某一溶剂中 的溶解性不同等）。
§6.9亲电加成反应的立体化学
CH3
H
Cl
H
Cl
C2H5
命名为（2S，3R）-2，3-二氯戊烷
CH3CH-CHCH2CH3 2，3-二氯戊烷 Cl Cl
§6.6 环状化合物的立体异构
一、环丙烷衍生物
HOOC
COOH
COOH
A
COOH COOH
B
COOH
C
A与B，A与C为顺反异构，也是非对映异构体（顺反异构是非 对映异构的一重特殊情况），B与C为对映体
旋光性（光活性）：能使平面偏振光的振 动平面发生旋转的性质。
具有旋光性的物质叫旋光物质或叫光 活性物质。旋光物质又分左旋体和右旋体。 能使偏振光的振动平面向左旋转的物质叫 左旋体。能使偏振光的振动平面向右旋转 的物质叫右旋体。
旋光度：旋光物质使偏振光的振动 平面旋转的角度叫旋光度。用α表示。
二、旋光仪和旋光度： 1、旋光仪：用来测定物质旋光度的仪器。
第六章 对映异构
同分 异构
平面异构 立体异构
碳链异构 位置异构
官能团异构
互变异构
对映异构 构型异构
非对映异构 （包括顺反异构） 构象异构
§6.1 物质的旋光性
一、平面偏振光和旋光性
光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方 向垂直。普通光的光波在垂直于它前进方向的任 何可能的平面上振动。
晶轴
对映异构体
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
螺环化合物
脂环烯化合物
联苯分子：
反式大环烯烃：
含有其它手性原子化合物的对映异构
4.8 有机反应中的对映异构现象
例: 乳酸
分子中含有多个手性碳原子时, 一一标出: S R
则名称为: (2S,3R)-2,3-戊二醇
注意:
1. 标记方法与旋光方向无关 2. 一个化合物经反应后,若构型保持不变, 但 R–S标记却不一定相同.
4.5 含有多个手性碳原子化合物的对映异构
1.含有两个不同手性碳原子化合物的对映异构
3. 对映体的性质 对映体之间结构差别很小,它们具有相同的沸点, 熔点,溶解度,密度,折光率,光谱等, 对映体之间在物理性质上的不同，只表现在对偏 振光的作用不同。
4.2 物质的旋光性和比旋光度
偏振光——只在一个方向上振动的光。
旋光性——能旋转偏振光振动方向的性质。
旋光性物质（光活性物质）—— 具有旋光性的物质。
2. 含有两个相同手性碳原子化合物的立体异构
内消旋体——虽然含有手性碳原子，但却不是 手性分子，因而也没有旋光性的化合物。
内消旋体和外消旋体都没有旋光性，但本质不同: 内消旋体是单纯的非手性分子，不可拆分 外消旋体是两个对映体的混合物，可拆分 含有一个手性碳原子的分子必有手性 含有多个手性碳原子的分子不一定都有手性 所以 不能说凡是含有手性碳原子的分子都是手性分子
四 种 立 体 异 构 体
例：2-羟基-3-氯丁二酸
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
螺环化合物
脂环烯化合物
联苯分子：
反式大环烯烃：
含有其它手性原子化合物的对映异构
4.8 有机反应中的对映异构现象
例: 乳酸
分子中含有多个手性碳原子时, 一一标出: S R
则名称为: (2S,3R)-2,3-戊二醇
注意:
1. 标记方法与旋光方向无关 2. 一个化合物经反应后,若构型保持不变, 但 R–S标记却不一定相同.
4.5 含有多个手性碳原子化合物的对映异构
1.含有两个不同手性碳原子化合物的对映异构
3. 对映体的性质 对映体之间结构差别很小,它们具有相同的沸点, 熔点,溶解度,密度,折光率,光谱等, 对映体之间在物理性质上的不同，只表现在对偏 振光的作用不同。
4.2 物质的旋光性和比旋光度
偏振光——只在一个方向上振动的光。
旋光性——能旋转偏振光振动方向的性质。
旋光性物质（光活性物质）—— 具有旋光性的物质。
2. 含有两个相同手性碳原子化合物的立体异构
内消旋体——虽然含有手性碳原子，但却不是 手性分子，因而也没有旋光性的化合物。
内消旋体和外消旋体都没有旋光性，但本质不同: 内消旋体是单纯的非手性分子，不可拆分 外消旋体是两个对映体的混合物，可拆分 含有一个手性碳原子的分子必有手性 含有多个手性碳原子的分子不一定都有手性 所以 不能说凡是含有手性碳原子的分子都是手性分子
四 种 立 体 异 构 体
例：2-羟基-3-氯丁二酸
有机化学第五章对映异构
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13
5.1.6 对称性
有机化学中应用最多的对称要素是对称面和对称中 心。如果组成分子的所有原子在同一平面上，或者有 一个平面通过分子能够把这个分子分成互为镜像的两 半，这两种平面都是分子的对称面。
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14
如果任何的直线通过分子的中心，在离中心等距离 处遇到完全相同的原子，这个中心就是对称中心。例 如,1，3-二氟-2，4-二氯环丁烷具有一个对称中心：
分别是-26.5℃和 +26.5℃。
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39
5.4.2具有两个相同手性碳原子的对映异构
当两个手性碳原子相同时，例如酒石酸(2，3-二羟 基丁二酸)分子中有两个手性碳原子，这两个碳原子所连 接的四个原子或基团都是OH，COOH，CH(OH)COOH， H。
可以直接放人盛液管中来测定，在计算比旋光度时， 应把上面公式中的ρB改成该液体的密度ρ。。
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11
比旋光度是具有旋光性化合物的一种常数，例如葡
萄糖水溶液使偏振光右旋，在20℃时用钠光作光源，其
比旋光度为52.5°，可表示为[α]
20 D
=
+52.5°(水)。不用水
为溶剂时，需注明溶剂的名称。
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30
按照这个规则，也可用R，S-命名法来命名D-(+)-甘 油醛。在D-(+)-甘油醛分子中，同手性碳原子相连的四个 原 子 或 基 的 排 列 次 序 是 OH，CHO，CH2OH，H。 这 样 ， D-(+)-甘油醛是R型。同理，L-(-)-甘油醛是S型。
≡
D-(+)-甘油醛
R型
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8
5.1.5 比旋光度
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．
第五章-对映异构习题及答案
第五章对映异构习题1、下列化合物分子中有无手性碳原子（用*表示手性碳原子）。
2、回答下面的一些说法是否确切？简要说明理由。
（1）在含有手性碳原子化合物的分子结构中都不具有任何对称因素，因此都有旋光性。
答：错误。
含有手性碳原子的化合物不一定具有旋光性。
例如内消旋体，含有多个手性碳原子，但旋光度为零。
（2）化合物分子中如含有任何对称因素，此化合物就不具有旋光性。
答：错误。
例如，反-1,2-二氯环丙烷具有旋光性，具有一对对映异构体；它含有二重对称轴，具有对称因素。
因此有无对称轴不能作为判断分子是否有手性的标准。
3、写出分子式为C3H6Cl2所有构造异构体的结构式。
在这些化合物中哪些具有手性？用投影式表示它们的对映异构体。
答：其中第四个化合物有手性，右图为其Fischer 投影式的对映异构体。
4、指出下列构型式是R或S。
R构型S构型S构型S构型5、画出下列化合物所有可能的光学异构体的构型式，标明成对的对映体和内消旋体，以R，S标定它们的构型。
（1）如右图所示，Ⅰ和Ⅱ为相同物质，***C6H5HC6H5HCH3H C6H5CH3H C6H5CH3H C6H5CH3C6H5HCH3C6H5HCH3H C6H5CH3CH3H ClCH2ClCH3Cl HCH2ClCH3R SH3CH2C CHCl2(1)(2)H3CCl2C CH3(3)ClH2CH2C CH2ClH3CClHC(4)CH2Cl为内消旋体; Ⅲ和Ⅳ互为对映异构体。
（2）如右图所示I和II是同一构型，为内消旋体; III和IV互为对映异构体。
（3）如右图所示，I和II为同一构型，为内消旋体；III和IV互为对映异构体。
6、写出下列各化合物的费歇尔投影式。
答：如图所示：7、画出下列化合物的构型。
答：如右图所示：CH3HHOHHOCH3H OHCH3H OHCH3HOCH3HH OHCH3H OHCH3HO HCH3(2R,3S)(2R,3R)(2S,3S)I I I I I I I V(2S,3R)ClClClClCl ClCl Cl(1R,2S)(1S,2S)(1R,2R)I II III IV(1S,2R)H ClCH3H BrCH3(2S,3R)H OHCH3Cl HCH3(2S,3S)(1)(2)CH2CHCl HC2H5Br HCH3Br HC2H5(1)(2)8、用费歇尔投影式画出下列各化合物的构型式。
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CH3
H C CH3 CH3
Br
CH2CH3
CH3
CH2CH3
CH2CH3
R
Sห้องสมุดไป่ตู้
基团的顺序规则
（3）若第一个原子以双键或三键与其它原子相连， 则把它看作与两个或三个其它原子相连。 CH C C CH2 C H
HC CH2 CH(CH3)2 O C OH
CHO
CH2CH3
COOH
O C O O CH2OH
2、化学性质：非手性条件下相同；手性条件下不相同。
3、生物活性：对映体的生物活性不同。
一对对映体的物理性质
（+）-2-丁醇 沸点 密度 折光率 比旋光度 99.5oC 0.8080 1.395 +13.9o （-）-2-丁醇 99.5oC 0.8080 1.395 -13.9o
（二）外消旋体
肌肉中： 右旋乳酸
R
S
五、 含有两个手性碳原子的化合物
1、含有两个不同的手性碳原子
COOH H 2 OH H
3
COOH HO H Cl H COOH
COOH HO H H Cl COOH
COOH H OH Cl H COOH
Cl
COOH
(2S,3S)
(2R,3R)
(2R,3S)
(2S,3R)
(1)
(2)
(3)
(4)
(2R,3R)
(2S,3S)
(2R,3S)
(2S,3R)
对映异构体数目小于2n 内消旋体：对映体分子中存在对称因素，没有旋光 性的分子。用符号 “meso”表示。
2、含有两个相同的手性碳原子
COOH OH H
meso
非对映异构体
旋光异构体
酒石酸的内消旋体构象
COOH H H OH OH COOH
有机化学教案—第五章
同分异构现象
碳架异构
位置异构
构造异构 同分异构
官能团异构 互变异构 构型异构 顺反异构 旋光异构 构象异构
立体异构
一、 物质的旋光性
（一）平面偏振光
(a)
(b)
平面偏振光：在一个平面上振动的光
（一）平面偏振光
(a)
光源 nicol nicol
眼睛
(b)
光源 nicol nicol
[a]tD
旋光度
旋光管长度 溶液浓度
a
l ρB dm g/ml
[α]D15 = -166o(甲醇） [α]D20 = +66.7o
（三）旋光度与比旋光度
例题：在20 ℃时，用1分米长得测定管，测得5%得葡 萄糖的旋光度为+2.63o，计算葡萄糖的比旋光度。若 将浓度减小一倍，预测溶液旋光度的大小。 解：
3、具有手性的分子必定存在对映体。
4、没有手性碳原子的化合物不是手性分子。 二、下列物体哪些是手性的？ 钉子，螺丝钉，篮球，你的手，你的脚，你的耳朵。
×
√
×
√
√
√
四、含有一个手性碳原子的对映体
对映体：两个分子互为实物与镜像关系的异构体
（一）对映体的理化性质
1、物理性质：对映体除旋光性不同，其它相同；
L-(-)甘油醛
COOH H CH3
H2N COOH H CH3
D-(-)乳酸
L-(+)乳酸
L-(+)丙氨酸
（四）对映异构体构型的命名
2、R.S构型命名法
A---B---D---E
A E D B E B
A D
R
S
R符合右手规则、S符合左手规则。
基团的顺序规则
（1）若取代基的第一个原子不相同，比较原子序数， 序数大的为优先基团（大基团）；同位素，则质量 大的为优先基团。
COOH H CH3 OH COOH
CH3
1次
HO CH3
H
2次
H
OH COOH
COOH H CH3 OH HO
COOH H CH3
CH3 H OH COOH
(四）对映异构体构型的命名
1、D、L命名法
CHO H OH CH2OH HO CHO H CH2OH
D-(+) 甘油醛
COOH H OH CH3 HO
CH
23 = 8 旋光异构体
具有n个不相同手性碳原子分子的旋光异构体的数 n 目为2 .
旋光异构体的数目
CH3 CH3 CH3 HO H
胆固醇
* * * * * *
*
CH3 CH3
*
n=8
28 = 256
2、含有两个相同的手性碳原子
COOH H C OH HO C H COOH COOH HO C H H C OH COOH COOH H C OH H C OH COOH COOH HO C H HO C H COOH
(2) CH3 CH3 H Br H Br H Cl Cl H CH3 CH3
(3)
CH3 Br H CHO
Br H CH3 CHO
(4)
Br CH3 CH3 Br Cl F Cl F
Br Cl CH3 H
H Br C Cl Cl
H C Br
CH3
CH3
R
S
1
1
I
4
I
4 2
F Cl
C Br
3
F Br
2
C Cl
3
R
S
基团的顺序规则
（2）若取代基的第一个原子相同，则比较与该原 子相连的后面原子，直到比较出大小为止。
H C H H
H H3C C Br
H C H CH3
H Br C
H C H CH2CH3
Cl
Cl
侧面观察
Cl
（一）对称因素
2、对称中心：如果分子中存在一点，从分子中任一 原子或基团出发，向该点作直线，然后在延长相同的 距离就能遇到相同的原子或基团，此点就为对称中心 （符号i）。
H H OH CH3 H F H CH3 OH H F H
（二）手性碳原子（chiral carbon atom)
COOH COOH OH OH
HOOC HO
H H
酒石酸的物理性质
酒石酸立体异构体的物理常数 名称 （+）-酒石酸 （-）-酒石酸 i-旋酒石酸 （+ -）-酒石酸 熔点 170 170 140 206 [α]tD +12o -12 0o 0
o o
溶解度（g） 139.0 139.0 125.0 20.0
（三）判断对映体的方法
1、无对称面 2、无对称中心
3、手性碳原子
分子中只有一个手性碳原子，则分子存在对映体。
CH3 H C* Br CH2CH3 Br CH3 C* H CH2CH3
分子中有两个或两个以上碳原子，则有例外。
例题
一、判断下列说法是否正确：
1、分子中有手性碳原子则分子是手性分子。
2、不具有任何对称因素的分子都有对映体存在。
E A D B
B D E A
CH3 Cl Br C2H5
S
Br
CH3 Cl C2H5
R
S
R
(S)-2-氯-2-溴丁烷
R/S命名在Fischer投影式中的应用
（2）最小基团处于横键上时顺时针旋转为S，逆 时针旋转为R。
A E B D
A D B E
H
COOH OH CH3 HO
COOH H CH3
R
S
（一）手性（chirality) 手性：实物与其镜像不能重叠的特点。物体具有不 对称性，就具有手性。
与它的镜像不能重合， 是不对称的物体。
（二 ）对映异构体
两个分子的结构互为实物与镜像的关系，它们互 称为对映异构体（或旋光异构体）。任何一个不 能与其镜像完全重叠的分子，称为手性分子。手 性分子都具有旋光性。
（4）取代基互为对映异构体时，R-构型先于S-构型 ；取代基互为几何异构时，顺（Z）式先于反(E)式。
基团的顺序规则
H HOOC C CH3 H3C H C COOH
CHO
CHO
S
COOH H3C H CHO H
R
COOH CH3 CHO
S
R
R/S命名在Fischer投影式中的应用
（1）最小基团处于竖键上时顺时针旋转为R，逆 时针旋转为S。
W C X Z
W
Y
Y
Z
C X
三、分子的对称性和手性
（一）对称因素
1、对称面：如果分子中存在一个平面，能将分子分割 为互为实物与镜象的两半，此平面就是对称面。
F Br
F Cl Br
F Cl Cl Cl Cl Br
（一）对称因素
平面一
平面二
F Cl Br
对称面
对称面
F
F Cl Br
正面观察
Br
F Cl Br
左旋：物质使偏振光振动面向左（逆时针）旋转
+α
-α
旋光度的大小与溶液的浓度、测定管的长度、温 度、入射波长有关。
（三）旋光度与比旋光度
（二）比旋光度 在一定温度下，旋光管长度为1dm，样品浓度为 1g/ml，入射波长为589.3nm时所测得的旋光度。
[α ]D =
海洛因： 蔗糖：
t
α l ρB
比旋光度
[α ]D =
t
α l ρB
=
+2.63 1*5%
= +52.6o
例题： 一个化合物的氯仿溶液的旋光度为+10o，用什 么方法可以证明其旋光度为+10o而不是-350o？ 解：将溶液稀释一倍，如果其旋光度为+5o，则证明原 来溶液的旋光度为+10o。
H C CH3 CH3
Br
CH2CH3
CH3
CH2CH3
CH2CH3
R
Sห้องสมุดไป่ตู้
基团的顺序规则
（3）若第一个原子以双键或三键与其它原子相连， 则把它看作与两个或三个其它原子相连。 CH C C CH2 C H
HC CH2 CH(CH3)2 O C OH
CHO
CH2CH3
COOH
O C O O CH2OH
2、化学性质：非手性条件下相同；手性条件下不相同。
3、生物活性：对映体的生物活性不同。
一对对映体的物理性质
（+）-2-丁醇 沸点 密度 折光率 比旋光度 99.5oC 0.8080 1.395 +13.9o （-）-2-丁醇 99.5oC 0.8080 1.395 -13.9o
（二）外消旋体
肌肉中： 右旋乳酸
R
S
五、 含有两个手性碳原子的化合物
1、含有两个不同的手性碳原子
COOH H 2 OH H
3
COOH HO H Cl H COOH
COOH HO H H Cl COOH
COOH H OH Cl H COOH
Cl
COOH
(2S,3S)
(2R,3R)
(2R,3S)
(2S,3R)
(1)
(2)
(3)
(4)
(2R,3R)
(2S,3S)
(2R,3S)
(2S,3R)
对映异构体数目小于2n 内消旋体：对映体分子中存在对称因素，没有旋光 性的分子。用符号 “meso”表示。
2、含有两个相同的手性碳原子
COOH OH H
meso
非对映异构体
旋光异构体
酒石酸的内消旋体构象
COOH H H OH OH COOH
有机化学教案—第五章
同分异构现象
碳架异构
位置异构
构造异构 同分异构
官能团异构 互变异构 构型异构 顺反异构 旋光异构 构象异构
立体异构
一、 物质的旋光性
（一）平面偏振光
(a)
(b)
平面偏振光：在一个平面上振动的光
（一）平面偏振光
(a)
光源 nicol nicol
眼睛
(b)
光源 nicol nicol
[a]tD
旋光度
旋光管长度 溶液浓度
a
l ρB dm g/ml
[α]D15 = -166o(甲醇） [α]D20 = +66.7o
（三）旋光度与比旋光度
例题：在20 ℃时，用1分米长得测定管，测得5%得葡 萄糖的旋光度为+2.63o，计算葡萄糖的比旋光度。若 将浓度减小一倍，预测溶液旋光度的大小。 解：
3、具有手性的分子必定存在对映体。
4、没有手性碳原子的化合物不是手性分子。 二、下列物体哪些是手性的？ 钉子，螺丝钉，篮球，你的手，你的脚，你的耳朵。
×
√
×
√
√
√
四、含有一个手性碳原子的对映体
对映体：两个分子互为实物与镜像关系的异构体
（一）对映体的理化性质
1、物理性质：对映体除旋光性不同，其它相同；
L-(-)甘油醛
COOH H CH3
H2N COOH H CH3
D-(-)乳酸
L-(+)乳酸
L-(+)丙氨酸
（四）对映异构体构型的命名
2、R.S构型命名法
A---B---D---E
A E D B E B
A D
R
S
R符合右手规则、S符合左手规则。
基团的顺序规则
（1）若取代基的第一个原子不相同，比较原子序数， 序数大的为优先基团（大基团）；同位素，则质量 大的为优先基团。
COOH H CH3 OH COOH
CH3
1次
HO CH3
H
2次
H
OH COOH
COOH H CH3 OH HO
COOH H CH3
CH3 H OH COOH
(四）对映异构体构型的命名
1、D、L命名法
CHO H OH CH2OH HO CHO H CH2OH
D-(+) 甘油醛
COOH H OH CH3 HO
CH
23 = 8 旋光异构体
具有n个不相同手性碳原子分子的旋光异构体的数 n 目为2 .
旋光异构体的数目
CH3 CH3 CH3 HO H
胆固醇
* * * * * *
*
CH3 CH3
*
n=8
28 = 256
2、含有两个相同的手性碳原子
COOH H C OH HO C H COOH COOH HO C H H C OH COOH COOH H C OH H C OH COOH COOH HO C H HO C H COOH
(2) CH3 CH3 H Br H Br H Cl Cl H CH3 CH3
(3)
CH3 Br H CHO
Br H CH3 CHO
(4)
Br CH3 CH3 Br Cl F Cl F
Br Cl CH3 H
H Br C Cl Cl
H C Br
CH3
CH3
R
S
1
1
I
4
I
4 2
F Cl
C Br
3
F Br
2
C Cl
3
R
S
基团的顺序规则
（2）若取代基的第一个原子相同，则比较与该原 子相连的后面原子，直到比较出大小为止。
H C H H
H H3C C Br
H C H CH3
H Br C
H C H CH2CH3
Cl
Cl
侧面观察
Cl
（一）对称因素
2、对称中心：如果分子中存在一点，从分子中任一 原子或基团出发，向该点作直线，然后在延长相同的 距离就能遇到相同的原子或基团，此点就为对称中心 （符号i）。
H H OH CH3 H F H CH3 OH H F H
（二）手性碳原子（chiral carbon atom)
COOH COOH OH OH
HOOC HO
H H
酒石酸的物理性质
酒石酸立体异构体的物理常数 名称 （+）-酒石酸 （-）-酒石酸 i-旋酒石酸 （+ -）-酒石酸 熔点 170 170 140 206 [α]tD +12o -12 0o 0
o o
溶解度（g） 139.0 139.0 125.0 20.0
（三）判断对映体的方法
1、无对称面 2、无对称中心
3、手性碳原子
分子中只有一个手性碳原子，则分子存在对映体。
CH3 H C* Br CH2CH3 Br CH3 C* H CH2CH3
分子中有两个或两个以上碳原子，则有例外。
例题
一、判断下列说法是否正确：
1、分子中有手性碳原子则分子是手性分子。
2、不具有任何对称因素的分子都有对映体存在。
E A D B
B D E A
CH3 Cl Br C2H5
S
Br
CH3 Cl C2H5
R
S
R
(S)-2-氯-2-溴丁烷
R/S命名在Fischer投影式中的应用
（2）最小基团处于横键上时顺时针旋转为S，逆 时针旋转为R。
A E B D
A D B E
H
COOH OH CH3 HO
COOH H CH3
R
S
（一）手性（chirality) 手性：实物与其镜像不能重叠的特点。物体具有不 对称性，就具有手性。
与它的镜像不能重合， 是不对称的物体。
（二 ）对映异构体
两个分子的结构互为实物与镜像的关系，它们互 称为对映异构体（或旋光异构体）。任何一个不 能与其镜像完全重叠的分子，称为手性分子。手 性分子都具有旋光性。
（4）取代基互为对映异构体时，R-构型先于S-构型 ；取代基互为几何异构时，顺（Z）式先于反(E)式。
基团的顺序规则
H HOOC C CH3 H3C H C COOH
CHO
CHO
S
COOH H3C H CHO H
R
COOH CH3 CHO
S
R
R/S命名在Fischer投影式中的应用
（1）最小基团处于竖键上时顺时针旋转为R，逆 时针旋转为S。
W C X Z
W
Y
Y
Z
C X
三、分子的对称性和手性
（一）对称因素
1、对称面：如果分子中存在一个平面，能将分子分割 为互为实物与镜象的两半，此平面就是对称面。
F Br
F Cl Br
F Cl Cl Cl Cl Br
（一）对称因素
平面一
平面二
F Cl Br
对称面
对称面
F
F Cl Br
正面观察
Br
F Cl Br
左旋：物质使偏振光振动面向左（逆时针）旋转
+α
-α
旋光度的大小与溶液的浓度、测定管的长度、温 度、入射波长有关。
（三）旋光度与比旋光度
（二）比旋光度 在一定温度下，旋光管长度为1dm，样品浓度为 1g/ml，入射波长为589.3nm时所测得的旋光度。
[α ]D =
海洛因： 蔗糖：
t
α l ρB
比旋光度
[α ]D =
t
α l ρB
=
+2.63 1*5%
= +52.6o
例题： 一个化合物的氯仿溶液的旋光度为+10o，用什 么方法可以证明其旋光度为+10o而不是-350o？ 解：将溶液稀释一倍，如果其旋光度为+5o，则证明原 来溶液的旋光度为+10o。