有对映异构体
对映异构
有机化合物的同分异构构造异构是指分子式相同，而分子中原子相互连接的次序不同的一种异构现象，包括碳胳异构、位置异构和官能团异构。
构造相同，但分子中原子在空间的排列方式不同引起的异构现象称为立体异构（stereoisomerism ）。
分子中原子在空间的不同排列方式形成了不同的构型或构象，所以立体异构又分为构型异构与构象异构。
例如顺-2-丁烯与反-2-丁烯这种顺反异构即属于构型异构，丁烷的不同构象和环已烷的不同构象都属于构象异构 构型异构不仅包括顺、反异构，对映异构也属于构型异构，对映异构的分子式相同，构造也相同，只是构型不同。
现在可以把异构现象归纳为：顺反异构由于双键不能自由旋转，所以当两个双键碳原子各连有两个不同的原子或基团时，可能产生两种不同的空间排列方式。
例如2-丁烯：(I) 顺-2-丁烯 (II) 反-2-丁烯（沸点3.7 ℃） （沸点0.88 ℃）两个相同基团（如I 和 II 中的两个甲基或两个氢原子）在双键同一侧的称为顺式，在异侧的称为反式。
这种由于分子中的原子或基团在空间的排布方式不同而产生的同分异构现象，称为顺反异构，也称几何异构。
通常，分子中原子或基团在空间的排布方式称为构型，因此顺反异构也是构型异构，它是立体异构中的一种。
需要指出的是，并不是所有的烯烃都有顺反异构现象。
产生顺反异构的条件是除了σ键的旋转受阻外（双键或环），还要求两个双键碳原子上分别连接有不同的原子或基团。
也就是说，当双键的任何一个碳原子上连接的两个原子或基团相同时，就不存在顺反异构现象了。
例如，下列化合物就没有顺反异构体。
构象异构同分异构构型异构顺反异构对映异构立体异构构造异构碳架异构官能团异构位置异构互变异构C=CCH 3CH 3H HHHCH 3CH 3C=CC=C C=C aa a bbca a当与双键相连的两个碳原子上连有相同的原子或基团时，例如上面的(I)和(II)，可采用顺反命名法。
两个相同原子或基团处于双键同一侧的，称为顺式，反之称为反式。
有机化学对映异构与非对映异构
H
H
H
CH3 C CC CC
H
丙二烯的两个端碳原子上各自连有不同的 基团，为手性分子。
2-甲基-2，3-戊二烯
H3C
CH3
CCC
H
CH3
有对称面，非手性分子
单键旋转受阻的联苯型化合物
COOH NO2
HOOC NO2
HOOC NO2
COOH NO2
6,6'-二硝基联苯-2,2'-二甲酸的旋光异构体
与手性碳原子相连的原子A若以双键或叁键与另一 个原子B相连, 则相当于A与两个B或三个B相连。
CH CH2
CO H
CC CCH HH
OC CO H
C CH
CO OH
CC C CH CC OC CO OH
练习 标出（＋）－乳酸分子中手性碳原子的绝 对构型。
(+)-
R－乳酸的Fischer投影式是（ ）。 （2008农学联考）
平面偏振光：只在同一个平面内振动的 光，简称偏振光。
4.2.2 物质的旋光性
Figure 4.5 Ability of a molecule to rotate plane-polarized light
几个基本概念
物质的旋光性：物质能使偏振光的振动平面 旋转的性质，也叫光学活性
右旋体：使偏振光的振动平面向右（顺时针） 旋转的物质（+）
联苯的4个α-位都连有较大的基团，而且同一 苯环上连着的两个基团不同，为手性分子
2，6-二氯-2’，6’-二溴联苯
Cl Br
Br Cl
有对称面，非手性分子
4.9 对映异构体的性质及研究意义 4.9.1 物理性质
熔点、沸点，在非手性溶剂中的溶解度等完 全相同。
第七章对映异构
2
有机分子的异构现象
通过前面的学习，可知有机化合物具有如下异构现象：
异构体（Isomers） 具有相同分子式的不同化合物
构造异构体 （Constitutional isomers） 化合物中原子的排列顺序不同
立体异构体 （Stereoisomers） 化合物中原子的排列顺序相同， 但是空间排布不同
（a）以 H 原子远离我们的眼睛,按照与碳相连的原子的原子 序数由大到小顺序进行排列,一个是顺时针方向,一个是逆时 针方向。
F H
Br Cl
Cl
H
Br
F
18
（b）交换一个异构体中任何两个原子或原子团，得到 其对映异构体，即得到的化合物原子或原子团在空间的排 列顺序与以前相反。
上面的例子说明，对映异构现象实质：是基团在空间 的不同排列所引起。但是原子或基团的不同排列与旋光 性有什么关系？如何确定每种异构体的空间排列？
H
H
其他的不存在对映异构现
H
A
象。
38
练习：判断下列化合物之间的关系：
1.
与
2.
与
3.
与
解： 1. 一对对映异构体 2. 同一化合物 3. 同一化合物
39
判断对映异构体的方法
最直接的方法是建造一个分子和它的镜像的模型。观察镜像和 分子是否重叠？
是否有对称面、对称轴或对称中心。 寻找手性碳原子（手性中心）。 （但如果有两个或两个以上的手性碳原子有例外，内消旋体）
15
1) 手性中心、 不对称碳原子
（chiral center, asymmetric carbon)
Cl
H
对映异构
1. 对映异构概念（手性碳、对映体、外消旋体、内消旋体） 2. R/S构型的规则及标记方法 3. 各种对映体的书写方法
● 难点：
1. fischer投影式、Newman式和透视式的互换 2.环状化合物的立体异构 3.动态立体化学（亲电加成）
1
4.1 异构体的分类
构造异构 structural isomerism
5
2．物质的旋光性
● 在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装入两种不同的物质：
亮
丙酸
α
暗
亮
乳酸
●结论：
两种化合物不是同一类物质
6
（1）能使平面偏振光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性，具有 旋光性的物质称为旋光性物质（也称为光活性物质）。
（2）不具有旋光性的物质叫做非旋光性物质。
● 旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，以“α”表示。
● 分子绕中心轴旋转360 0/ n后，得到一种主体形象，然后把垂直 于此轴的平面作为镜面，得到的镜像与原分子主体形象相同，则称此 轴为n重交替对称轴－ Sn 。
H
Cl 旋转 90。
Cl
H
-H
Cl
HH
Cl
HH
H
Cl S4
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
H
-
H
● S1＝，S2＝і
● 有n重交替对称轴－ Sn的分子没有手性。 ● 对称分子 (Symmetric Molecules)：具有σ、i、Sn 分子。 ● 非对称分子 (Dissymmetric Molecules)：仅具有Cn的分子。
12
(3)对称轴 ( Cn ，对称操作为旋转)
● 以设想直线为轴旋转 360 0/ n，得到与原分子相同的分子，该直 线称为n重对称轴（又称n阶对称轴）。
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
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
对映异构体
C
c
d
R型
S型
a>b>c>d
一些手性化合物命名举例：
通过Fischer投影 式判断R，S构型：
横顺S；横逆R 竖顺R；竖逆S
第五节 含有两个手性碳原子的化合物
一、二个手性碳不同的分子
非对映异构体是立体异构体，但又不是镜像关系。 非对映体的比旋光度不同，熔点、沸点、溶解度、相 对密度、折射率等物理性质也很不同，化学性质虽然相 似，但也不完全相同，如反应速度有差异。 异构体数目为2n ，含两个不同的手性碳时 22 = 4。 异构体的名称
Br
Br C
+
C
H CH3
翁离子 溴钅
H Br
H CH3 + CH3
H Br H Br CH3
CH3
CH3 Br H Br H CH3
CH3 H Br Br H CH3
若按碳正离子历程，则顺式加成和反式加成产物应各占一 半，即产物中有一半为内消旋体，这与实验事实不符。
H C CH3
Br－
H C CH3
Br2
CH3 Br H Br H CH3
meso
按顺式加成或反式加成，所得到的产物是不同的。
H C CH3
顺式加成
H C CH3
H
Br2
CH3 Br +
H Br H
Br CH3
H Br
CH3
CH3
CH3 CH3 H ≡ H Br Br Br H Br H CH3 CH3
meso
H C CH3
反式加成
二、连苯型化合物
a c c a
b
d
d
b
当(a+c)及(b+d)的半径大于0.29nm时，苯环绕单键的 旋转受到阻碍，整个分子没有对称面和对称中心，有对 映异构。
有机化学教学之四：对映异构
第四章对映异构异构现象在有机化学中非常普遍，前面我们学过了构造异构，构型异构，顺反异构，构象异构等，下面我们把它们归纳一下异构现象包括构造异构和立体异构，其中构造异构按原子相互连接方式、次序不同，又可分为碳架异构和位置异构；立体异构按原子在空间排列方式不同分为构型异构和构象异构（单键旋转产生构型不同），构型异构按构型方式分为顺反异构（环的存在引起构型不同）和对映异构。
本章主要讨论对映异构。
对映异构体与旋光性密切相关，要测定物质旋光度的大小，需要用旋光仪，下面分别介绍有关内容。
§4.1 旋光性4.1.1偏振光光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直，在普通光里，光波在垂直前进方向上可以有无数个振动平面。
如果有圆圈代表光线前进方向的一个横截面，那么光线透过Nicol棱晶时，只有振动面与棱晶光轴平行的光才能通过，而在其他平面上振动的光被阻挡，即产生偏振光。
这种只在一个平面上振动的光叫平面偏振光或偏光。
当偏光射到另一个Nicol棱晶上时，若其光轴相互垂直，光线全被阻挡。
这就是旋光仪的工作原理。
4.1.2 旋光仪在两个光轴平行的Nicol棱晶之间放一样品管（旋光管），自然光透过第一个固定的棱晶后成为偏光，偏光透过旋光管后射到第二个棱晶上（可转动）。
若样品对偏光没发生作用，我们可以观察到光线能全部透过第二个棱晶（见偏时），我们从目镜中看到视场最亮。
此时，刻度盘为零。
若样品与偏光发生作用，使其偏转，这时光线就不可能全部通过第二个棱晶，从目镜中观察到视场变暗，我们可通过旋转检偏器，使视场恢复到最亮。
检偏器所旋转的角度。
即旋光度。
使检偏器顺时针旋转的物质，称右旋物质，用+α表示；使检偏器逆时针旋转的物质，称左旋物质，用-α表示。
旋光度的大小与溶液的浓度、样品管的长度、光的波、温度及溶剂都有关系， 为便于比较，常用比旋度[α]t λα][表示。
4.1.3比旋光度比旋光度——偏光透过厚度为10cm ，浓度为1g/ml 样品溶液所产生的旋光度。
第5章有机对映异构
现在可以把异构现象归纳为： 碳胳异构 构造异构 位置异构 官能团异构 异构现象 顺反异构 构型异构
立体异构
构象异构
对映异构
二、 对映异构现象
以乳酸（α-羟基丙酸）为例，人体剧烈运动时肌肉分解出的乳酸与乳糖 经细菌发酵后得到的乳酸，其分子式与构造都相同；物理性质、化学性质也 相同，其最显著的区别是二者对平面偏振光的旋光性不同，肌肉乳酸使偏振 光的振动平面向右旋转，发酵乳酸使偏振光的振动平面向左旋转，经过研究 发现，这两种乳酸实际上在空间具有不同的构型，两种构型之间的关系正象 物体与其镜象的关系一样，即具有对映关系，人们把这种构造相同，构型不 同并且互呈镜象对映关系的立体异构现象称为对映异构。由于对映异构体最 显著的特点是对平面偏振光的旋光性不同，因此也常把对映异构称为旋光异 构或光学异构。 光学异构现象是有机化合物中极为普遍而又非常重要的一种现象。很多 天然有机化合物如生物碱、萜类、糖类化合物、氨基酸、核酸等，都具有光 学异构。不管是天然药物、天然农药，还是人工合成的药物与农药，也往往 与光学异构密切相关。由于不同的光学异构体（对映异构体）的生理活性 （或生物活性）差别极大（见本章第四节，对映体的性质），到目前为止， 世界上已商品化的医药、农药品种中，已有百分之二十多的为纯光学异构体， 而且有日趋增加的趋势。对映异构在立体异构中占有极其重要的地位，而掌 握立体化学知识是学好有机化学必不可少的。 由于对映异构最重要的特点是对平面偏振光的旋光性不同，故对平面偏振光 的旋光性是识别对映异构体最重要的方法，所以下面必须讨论偏振光和物质 的旋光性。
具有对称面的分子，不具有手性，因而没有对映异 构体和旋光性。
2．对称中心 若分子中有一点C，通过该点画任何直线，假定在离 C点等距离的直线两端有相同的原子或基团，则C点就称 为该分子的对称中心，用符号i表示，对称中心的对称操 作为反演。如1，3-二氯环丁烷分子就具有对称中心。
对映异构体和非对映异构体名词解释
对映异构体和非对映异构体名词解释下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、对映异构体的概念。
对映异构体是指一种分子的空间结构与其镜像不重合的异构体。
对映异构体
COOH
透视式
C
H
OH
CH3
C
HO
H
H3C
特征：
OH COOH CH3顺时针排列
反时针排列
（1）、不能完全重叠；（2）、呈物体与
镜象关系（左右手关系）。
物质分子互为实物和镜象关系（象左手和右
手一样）彼此不能完全重叠的特征，称为分子的
手性。
具有手性（不能与自身的镜象重叠）的分子 叫做手性分子。
分子中连有四种不同基团的碳原子叫做不对 称碳原子，也叫做手性碳原子。用C*表示。
3、对映异构：分子的构型互为实物与镜像的 关系。对映异构好比人的左右手关系，二者互为 镜像，不能重合。人们把实物和镜像不能重合的 现象称为手性。具有手性的分子称为手性分子。
4、非对映异构
构造异构
碳干异构 位置异构 官能团异构
同分异构
立体异构
互变异构 构型异构 构象异构
顺反异构 对映异构
对映异构是指分子式、构造式相同，但构型
4、互变异构(酮式与烯醇式)： 不同官能团迅速互变，达到平衡。
二、立
序相同，但在空间排列的方式不同。立体异构是
具有相同的构造、不同构型的异构体。它分为：
1、构象异构：由于分子内单键旋转角度的 不同所引起的异构。
2、顺反异构：由于双键或环平面的存在而 引起的构型不同。
光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前 进方向垂直。
平面偏振光
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叫偏振光。
晶轴
A
B
D'
C
C'
D
B'
A'
普通光
Nicol棱晶
第5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
对映异构体
CH 3 CHCH 3
H Cl C CH 3 CH 3
C、H、Cl成的平面— —对称面
Cl
非手性分子
四、判断对映体的方法
观察分子的实物与其镜像能否重合。
寻找分子中是否存在对称面。
寻找分子中是否存在手性碳原子（手性中心）。 一般不存在对称面，有手性碳的分子具有对映体， 为手性分子。
HOOC * CH OH
COOH H HO OH H COOH HO H
* CH OH
COOH
含两个相同*C，只有三个立体异构体。
COOH H OH COOHO HO
COOH H H COOH
对称面
（2R,3R-）
（2S,3S-）
meso structure （分子内两个*C构型抵消）
第三章
本章重点：
对映异构
掌握手性分子、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念；
掌握Fischer投影式、D、L和R、S构型命名法； 了解手性分子的生物应用。
英文词汇： enantiomerism, chirality, optical activity, enantiomer, diastereomer, meso structure, Fischer diagram.
•
具有双键、叁键时，可看作连两个、三个相同原子。
O
如：
CH
>
CH 2 OH C ( H, H, O )
C ( H, O, O )
构型命名：如a > b > d > e ，最小基团e对着观察者（最远），
a
沿abd旋转
C e b d
顺时针方向——R构型； 逆时针方向——S构型
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。
对映异构体
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
编辑ppt
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。
编辑ppt
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℃。
编辑ppt
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。。
编辑ppt
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。
编辑ppt
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
编辑ppt
编辑ppt
8
5.1.5 比旋光度
有机 对映体
图 光的偏振
若使偏振光透过一些物质(液体或溶液) 有些物质如水、 若使偏振光透过一些物质(液体或溶液)，有些物质如水、 酒精等对偏光不发生影响，偏光仍维持原来的振动平面( a); 酒精等对偏光不发生影响，偏光仍维持原来的振动平面(图a); 但有些物质如乳酸、葡萄糖等， 但有些物质如乳酸、葡萄糖等，能使偏光的振动平面旋 α b). 转一定的角度 a(图b).
CH3 C H COOH B CH3 C HO COOH A H H OH H
CH3 C OH COOH B CH3 C COOH OH A
有对映异构体的分子称为手性分子； 反之， 有对映异构体的分子称为 手性分子；反之 ， 手性分子 能与镜像重合的分子则称为非手性分子 如乙醇。 非手性分子, 能与镜像重合的分子则称为 非手性分子 , 如乙醇 。 OH C H H CH3 H CH3 OH C H
4. CH3-CH-CH2CH3 CH2CH3 H 6. CH3
二、旋光性和比旋光度
能 旋 转 偏 振 光 振 动 方 向 的 性 质 叫 旋 光 性 (optical activity ) ， 对映体对偏振光的振动方向有一定的旋转能 旋光异构体或 故又叫旋光异构体 光学异构体。 力,故又叫旋光异构体或光学异构体。 1.平面偏振光(plane1.平面偏振光(plane-polarized light )和旋光性 光电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直( 光电磁波 ， 它的振动方向与其前进方向垂直 ( 图 a). 普通 光的光波可在垂直于它前进方向的任何可能的平面上振动( 光的光波可在垂直于它前进方向的任何可能的平面上振动(图 b).
分子结构中的对称元素与手性分子的关系 1. 对称轴 360° 如果从通过分子中任何一条直线旋转 360°/n, 能得到一个与分子完全重合的图形， 能得到一个与分子完全重合的图形，则称该直线为 重旋转对称轴。记为Cn Cn。 该分子的 n 重旋转对称轴。记为Cn。
具有对映异构体现象的烷烃最少碳原子
具有对映异构体现象的烷烃最少碳原子具有对映异构体现象的烷烃最少碳原子烷烃是由碳和氢构成的简单有机分子，具有很强的化学稳定性和饱和性，被广泛应用于石油、医药、合成材料等领域。
随着有机化学研究的不断深入，科学家们发现了一个有趣的现象，即烷烃分子存在着对映异构体。
本文将着重探讨具有对映异构体现象的烷烃最少碳原子的相关知识。
对映异构体是指具有相同化学式、相同连通性、但空间构型互为镜像的分子。
简单地说，它们的结构很像一个物体与其镜像的关系。
不同的对映异构体的化学和物理性质可能有很大差异，因此，在化学研究中对映异构体的分离和鉴定具有非常重要的意义。
对映异构体现象的实质在于，烷烃分子中碳原子与氢原子的排布方式不同，导致空间结构存在镜像关系，从而形成不同的对映异构体。
具有对映异构体的烷烃最少碳原子，当然就是烷烃分子中含有最少碳原子的那些化合物了。
简单来说，就是甲烷和乙烷。
甲烷分子的化学式为CH4，分子中只含有一个碳原子和四个氢原子。
它的空间构型只有一种，即类似于一个正方体的球形结构。
因此，甲烷并不存在对映异构体现象。
而乙烷分子的化学式为C2H6，分子中含有两个碳原子和六个氢原子。
乙烷的空间构型具有两种可能性，即“轴向构型”和“平面构型”，分别对应着一对对映异构体。
轴向构型的乙烷分子中，两个碳原子和对应的氢原子分别排列在一条直线上，空间结构上类似于一根铁棒。
而平面构型的乙烷分子中，两个碳原子和对应的氢原子排列在一个平面上，空间结构上类似于一张桌子。
对于这两种乙烷分子，它们的结构相同，但空间镜像互为对映异构体。
乙烷的对映异构体分别被称为左旋乙烷和右旋乙烷。
它们的分子结构相同，但空间构型不同，从而导致了它们物理和化学性质的差异。
例如，左旋乙烷和右旋乙烷在旋光性上的表现不同，对于极性分子的溶解度和反应活性也会产生影响。
对映异构体现象的发现和研究，极大地推动了有机化学和生物化学的发展。
在实际生产过程中，对映异构体的分离和鉴定技术被广泛应用于医药、农药、化妆品、合成材料等领域。
互为对映异构体的两个化合物
互为对映异构体的两个化合物
互为对映异构体的两个化合物具有相同的分子式，但具有不同的立体结构。
这意味着它们的物理和化学性质可能会有所不同。
对映异构体是一种具有手性特征的化合物，其分子中的一个或多个原子或基团具有相反的手性（即左旋或右旋）。
由于这种手性差异，对映异构体在旋光性、化学反应性和生物活性等方面可能存在差异。
互为对映异构体的两个化合物在化学反应中可能会表现出不同
的反应速率和选择性。
例如，在某些化学反应中，一个对映异构体可能更容易反应，而另一个则可能不反应或反应速度较慢。
这种差异可以影响化合物的合成和分离过程，以及它们在药物、农药和其他化学品中的应用。
因此，了解对映异构体的性质和差异对于化学家和生物学家来说非常重要，这有助于他们更好地设计和应用这些化合物。
具有对映异构体现象的饱和烃最少碳原子
具有对映异构体现象的饱和烃最少碳原子饱和烃是一类由碳和氢原子构成的有机化合物，其碳原子上的化学键都是单键。
饱和烃的最简单代表是甲烷，它由一个碳原子和四个氢原子组成。
甲烷是一种无色无味的气体，广泛存在于天然气中。
对映异构体是指化学物质中的同分异构体，它们的分子式相同，但空间结构不同，镜像对称。
对映异构体的存在是由于碳原子的手性性质，即碳原子上的四个取代基围绕碳原子形成的空间构型不同。
对映异构体的存在使得饱和烃具有丰富的结构多样性。
在饱和烃中，最少碳原子的对映异构体是丙烷。
丙烷由三个碳原子和八个氢原子组成，它有两个对映异构体，分别是(R)-丙烷和(S)-丙烷。
这两种对映异构体的分子式相同，但空间结构不同，不能通过旋转或翻转使其重合。
丙烷的对映异构体可以通过手性碳原子上的取代基的排列顺序来确定。
在(R)-丙烷中，取代基的排列顺序为顺时针方向，而在(S)-丙烷中，取代基的排列顺序为逆时针方向。
对映异构体的命名通常使用R和S来表示。
除了丙烷，其他含有更多碳原子的饱和烃也存在对映异构体。
例如，丁烷由四个碳原子和十个氢原子组成，它有两对对映异构体。
其中一对对映异构体是(R)-丁烷和(S)-丁烷，另一对对映异构体是它们的镜像。
随着碳原子数量的增加，饱和烃的对映异构体数量也会增加。
例如，戊烷由五个碳原子和十二个氢原子组成，它有三对对映异构体。
这些对映异构体在空间结构上有所不同，无法通过旋转或翻转使其重合。
具有对映异构体现象的饱和烃最少碳原子的例子不胜枚举。
它们的存在丰富了有机化学的研究领域，也为化学工业和生物化学提供了广阔的应用前景。
饱和烃是一类具有对映异构体现象的化合物，其中最少碳原子的饱和烃是丙烷。
丙烷有两个对映异构体，分别是(R)-丙烷和(S)-丙烷。
随着碳原子数量的增加，饱和烃的对映异构体数量也会增加。
这些对映异构体在空间结构上有所不同，无法通过旋转或翻转使其重合。
对映异构体的存在丰富了有机化学的研究领域，也为化学工业和生物化学提供了广阔的应用前景。
- 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)。
+ 52.6（水）
+ ：右旋
– ：左旋
如何测定？
旋光仪
（The Polarimeter）
起偏镜
样品管
检偏镜
钠光灯 平面偏振光
光平面旋转
旋光度与比旋光度 比旋光度：每100毫升含1克旋光物质的溶液，在10厘米 长的盛液管中测得的旋光度。 表示为： 100 α CL
C: 样品浓度。 L： 盛液管长度。
CH3 CH3 H
构象异构
H H H
H H
H
碳碳键旋转的结果。
对映异构（旋光异构） 分子有手性造成的。
构型异构 顺反异构 对映异构
一. 手性与对映异构 (Chirality and Enantiomerism)
什么是手性？
早 期 发 现
1848年 巴斯德
葡 萄 酸 钠 铵 晶 体
Crystals of Sodium Ammonium Tartrate
Cl
Cl H F H H F H Cl
例：
H Cl
H F F H
H
有对称中心
镜象和实物能重叠，无手性
结论：有对称中心的分子，实物和镜象能重叠，无手
性，无对映异构体，无旋光性。
3. 对称轴
定义: 穿过分子画一直线,以它为轴旋转一定角度后,
可以获得于原来分子相同的构型,这一直线叫对称轴。 C4 ( 360 ) 90
一对对映异构体是两种不同的化合物，它们的
化学性质、物理性质无差别，除了在生理活性上有
差别外，另一显著差别是对偏振光有不同的反映。 一个可以把偏振光向左旋，另一个则把偏振光向右 旋。 偏振光是检验手性分子的一种最常用的方法。 什么是偏振光？向左旋向右旋又是怎么回事？
这种性质如何来测定？
二. 偏振光及旋光性 (Plane-Polarized Light and Rotation) 1. 偏振光
H H H H
C3
Cl
H
C4 H
H
C2
Cl
C C H
H
H
C H
H
H
Cl
Cl
C2
H
H
Cl
H
Cl
Cl
H
镜象和实物不能重叠，用旋光仪测定，一个是左旋，
对称面。
H
C H H
C Cl Cl
H
C Cl
Cl
有两个对称面：
H C H
Cl Cl
可看出H-C-H平面上下翻转180
度，实物和镜象重叠。它们是
一种化合物。
对称面
H
Cl
C Cl Cl
C C
H Cl
CH3
H
(E)-1,2-二氯乙烯
1,1-二氯乙烷
该分子的对称面 即分子平面
苯或环己烷分子有多少个对称面？
对映体
镜面
一对对映体（互为镜像）
例：乳酸 CH3CHCOOH
OH
CH3 C H OH COOH HOOC HO CH3 C H
一对对映体 结构特点：中间碳原子连的四个原子（基团）不同，这 个中间碳原子叫手性碳原子或不对称碳原子。 在生物体内，大量存在手性分子。如D–(+)–葡萄糖在动物代 谢中有营养价值，D–(-)–葡萄糖没有。左旋氯霉素有抗菌作用， 而其对映异构体无疗效。在药物中，手性化合物占50%以上。
α
=
比旋光度是对映体的一种物理性质，在既定的溶液 中随所使用的溶剂、温度和偏振光波长不同而变化。
±葡萄糖：外消旋体，通过分离可得左旋体和右旋体。 是具有手性的分子，有对映异构体，有旋光性。
三. 分子的手性与对称性 (Chirality and Symmetry of Molecule) 分子与其镜象是否能互相叠合决定于分子本身的 对称性。即分子的手性与分子的对称性有关。常称之 为对称因素。 对称因素：对称面、对称中心、对称轴。 1. 对称面（σ） 定义： 若有一个平面，能将分子切成两部分，一部分正 好是另一部分的镜象，这个平面就是这个分子的
Organic Chemistry
延安大学化工学院 有机化学教研室
第四章
对 映 异 构
(Enantiomerism) 一. 手性与对映异构 二. 偏振光及旋光性 三. 分子的手性与对称性 四. 含一个不对称碳原子的化合物 五. 含几个不对称碳原子的化合物 六. 碳环化合物的立体异构
异构体分类：
构造异构：分子式相同，分子中原子相互 连接的方式和次序不同。
光是一种电磁波，电场或磁场的振动方向与光前进
的方向垂直。自然光是一束在各个不同平面上，垂直于 光前进的方向上振动的光。
表示一束自然光朝着我们直射过来， 光波在一切可能的平面上振动。
自然光
尼可尔棱镜
Байду номын сангаас
偏光
偏振光: 仅在一个平面内振动的光。 2. 旋光性的测定 偏振光穿过手性物质时，会发生偏转现象，也就
提示：环烷烃分子的环骨架 可以看成是平面正多边形
7
Cl
Cl
分子中有一个对称面。
H H
H
H
三元环所在平面左右翻转180度， 实物和镜象重叠。
Cl
Cl
结论：有对称面的分子，实物和镜象能重叠，无手性， 无对映异构体，无旋光性。 例：
H3C H C Cl Cl
H
C
C
H
无数个σ
O
1个σ
H C H 3C C CH3 H
是光会在一个不同的平面内振动。
对映体能使偏振光的振动平面顺时针旋转(向右
旋)，这种对映体是右旋的，向左旋则为左旋的，分别
用(+)和(–)表示。
由于对映体有这种光学活性，所以将对映体又称 为光学异构体。
1
自然光
2
化合物分为两类：一类是能使偏振光振动平面旋转一定 角度，即有旋光性。另一类则没有旋光性。 例：葡萄糖的水溶液 α
手性是指实物和镜象不能叠合的一种性质。 例：
CH3CHCH2CH3 OH
CH3 C H OH CH2CH3 CH3CH2
镜面
CH3 C H OH
实物和镜象关系 这种具有手性，实物和镜象不能叠合而引起的异构就是对 映异构。不能与其镜像分子重叠的分子称为手性分子，反之为 非手性分子。实物和镜象是一对对映异构体。简称对映体。
碳链异构
同 分 异 构
官能团异构
CH3CH2OH
CH3OCH3
CH3CHCH3 Cl
OH C CH3
官能团位置异构 CH3CH2CH2Cl
互变异构
O CH3CCH3
CH2
立体异构：构造式相同，分子中原子在空间 的排列方式不同。
CH3
顺反异构
CH3
CH3
CH3
环及双键的存在不能使碳碳键旋转造成的。
CH3 H CH3
2个σ
O
1个σ
上述四个分子都无手性
2. 对称中心( i ) 定义：分子中有一点 P 点，以分子任何一点与其连线， 都能在延长线上找到自己的镜象，则P点为该分子的对称 中心。
Cl F H HP H Cl
H F
例：环丁烷
H H H H H
H H H H H H H H
P
H H
H
有对称中心
镜象和实物能重叠，无手性。