有对映异构体

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
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
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
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
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
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。
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
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？
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。
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，
20 = D
+ 52.6（水）
+ ：右旋
– ：左旋
如何测定？
旋光仪
（The Polarimeter）
起偏镜
样Biblioteka Baidu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。
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
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
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
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。
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。