内消旋体和非对映异构体的概念
第七章 对映异构
H S-2-氯丁烷
直接根据Fischer投影式命名的简便方法介绍：
COOH 中 H OH 大 CH3 小 R-(-)-乳酸 CH2Cl 中 HOCH2 HO
COOH H
CH3 S-(+)-乳酸 H
最小基在横 键上，纸面 走向与实际 走向相反.
小
Cl
H S-2,3-二氯丙醇
大
最小基在竖 HOCH2 Cl 键上，纸面 走向与实际 CH2Cl 走向相同. R-2,3-二氯丙醇
—C —O
N C —C ≡N 看作 —C — N N C
Question 4:
1.比较 —C(CH3)3 与 —C≡CH的优先次序.
2.比较
与 —C≡CH的优先次序。
常见基团的先后次序：
—I >—Br > —Cl > —SO3H >—SH > —F >—O—C—R > —OR O >—OH > —NO2 > —NR2 > —NHR > —NH2 > —CCl3 > —CO2H > — C —NH2 > —C—H > —CH2OH > —C≡N > O O >—C≡CH >—C(CH3)3 >—CH=CH2 >—CH(CH3)2 >—CH2CH2CH3 > —CH2CH3 > —CH3 > —D > —H > （孤对电子）；
-CH2CH2CH3 > -CH2CH3 > -CH3 -CH2CH2CH3 <-CH-CH3 CH3
H C C C C C H
H
(3) 遇到双键或叁键时，则当作两个或三个单键看待。(重键化单) —CH=CH2 看作 —CH —CH2 C O —C=O H 看作 H C C C C —C≡CH 看作 —C — C—H C C
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）。
有机化学第五章 旋光异构
S
几个？
H H3C CH3CH2 Cs COOH H3C H
S
S
S
试判断下列Fischer投影式中与(s)-2-甲基丁酸成对映关系的有哪
H C2H5 COOH A COOH H3C H C2H5 D CH3 H COOH E COOH H CH3 C2H5 F C2H5 CH3 B C2H5 H CH3 COOH G COOH H
手性分子具有光学活性——旋光性（使平面偏振光发生旋转的
性质）。
平面偏振光： 通过Nicol棱镜，仅 在一个平面上振动的光。
平面偏振光
Nicol prism
普通光
振动方向与晶轴平行 的光才能通过
自1808年首次发现偏振光后不久，到1811年人们就注意到石英晶体有 两种形式，它们之间的关系如同物体和镜像的关系，既完全相似却又 不能互相叠合。这两种晶体对偏振光都有同样的旋光度但旋光方向相 反。还有一些无机盐晶体像氯酸钾，溴酸锌等也有旋光性，但这些晶 体一旦熔化或溶于水，旋光性也随之消失。后来人们又发现像松节油 、樟脑、乳酸等一类天然有机化合物，无论在固态条件下或是在液态 或溶于水后仍能保持旋光性。也就是说，这些化合物的旋光性是由这 些化合物的分子结构所决定的。只要结构不变，旋光性也不会改变。
COOH C H3C H OH
-
与镜象不能重叠的分子，称为手性分子。 分子的构造相同，但构型不同，形成实物与镜象的 两种分子，称为对映异构体（简称：对映体）。
Van’t Hoff J J 提出碳的四面体结构学说，并最早提出 旋光性是由于分子缺少对称性而产生的。 判断化合物的手性——考察分子的对称性（因素）
5.1.2 对称性因素
1）平面对称因素()
Cl C H C Cl H
第六章 对映异构习题答案
第六章对映异构1、说明下列各名词的意义：⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对应异构体：⑷非对应异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体：答案：（1）旋光性：能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。
（2）比旋光度：通常规定1mol含1 g旋光性物质的溶液，放在1 dm (10cm)长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。
（3）对应异构体：构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。
（4）非对应异构体：构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。
（5）外消旋体：一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。
（6）内消旋体：分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。
2、下列化合物中有无手性C（用*表示手性C）（1）（2）（3）（4）答案：（1）*（2）无手性碳原子（3）**（4）3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。
答案：解：分子式为C3H6DCl的化合物共有5个构造异构体，其中3个有对应异构体。
（手性）：（无手性）Cl CH 2CH 3HD DH ClCH 2CH 3CH 2Cl CH 3HDDHCH 2ClCH 3CH 2D CH 3HClClHCH 2DCH 34、 ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6Cl 2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵ 从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C 3H 5C l3）的数目已由气相色谱法确定。
从A 得出一个三氯化物，B 给出两个， C 和D 各给出三个，试推出A ，B 的结构。
⑶通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C ，那么C 的构造式是什么？D 的构造式是怎样的？⑷有旋光的C 氯化时，所得到的三氯丙烷化合物中有一个E 是有旋光性的，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？ 答案：(1)Cl 2CHCH 2CH 3(1) CH 3CCl 2CH 3(2) ClCH 2CHClCH 3(3) ClCH 2CH 2CH 2Cl (4)(2) 解：A 的构造式：CH 3CCl 2CH 3 B 的构造式：ClCH 2CH 2CH 2Cl (3)(4)另两个无旋光性的为：CH 2ClCCl 2CH 3ClCH 2ClCHCH 2Cl5、指出下列构型式是R 或S 。
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 第八章 对映异构
4）交替对称因素(Sn) ——了解
Cl H3C H H H Cl H CH3
旋转180o
H H3C H H Cl Cl CH3 H
Cl H3C H H H Cl H CH3
具有旋转反映对称因素的分子是对称分子。非手性分子。 一般情况下，不具有对称面和对称中心的分子， 其实物与镜影不能重叠，该分子称为不对称分子 或手性分子。Br* *来自* OH * * COOH
8.4 构型的表示法、构型的确定和构型的标记
8.4.1 构型的表示法
（1）透视式（三维结构）
COOH C CH3 H OH COOH H C CH3 HO
（2）Fischer 投影式：
[投影规则]
投影时，与手性碳相连横向两个键朝
前，竖向两个键向后，交叉点为手性碳。（横前竖后）
凡具有对称面、对称中心、交替对称轴（极少数
情况）其中一种对称因素的分子，都能与其镜像
分子叠合，都是非手性分子。反之，都不具有上
述对称因素的分子，是手性分子。是否有对称轴
对分子是否有手性没有决定作用。
只要能判断一个分子既没有称面，也没有
对称中心，一般能初步断定它是一个手性分
子。 凡是手性分子，实物与其镜象不能重叠，互
左旋体与右旋体，旋光度相同、旋光方向相反。 对映体之间的异同点
（1）物理性质和化学性质一般都相同，比旋光度的数 值相等，仅旋光方向相反。 （2）在手性环境条件下，对映体会表现出某些不同的 性质，如反应速度有差异，生理作用的不同等。
等量的左旋体和右旋体的混合物称为外消旋体，一 般用（±）来表示。
( + ) CH3CHCOOH OH ( ) CH3CHCOOH OH ( + ) CH3CHCOOH OH
第六章 对映异构
第六章对映异构1. 举例说明下列各名词的意义：⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对映异构体：⑷非对映异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体答案:（1）能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。
（2）通常规定1mL含1 g旋光性物质的溶液，放在1 dm （10cm）长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。
（3）构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对映异构体。
（4）构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。
（5）一对对映体的右旋体和左旋体等量混合物叫外消旋体。
（6）分子内由于含有相同的手性碳原子，并存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。
2. 判断下列化合物哪些具有手性碳原子（用*表示手性碳原子）,哪些没有手性碳原子但有手性.（1）（2）（4）（5）答案:（1）（2）无手性碳原子3.分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。
答案：⑴（手性）⑵（无手性）⑶（手性）⑷（无手性）⑸4. ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C3H6Cl2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C3H5Cl3）的数目已由气相色谱法确定。
从A得出一个三氯化物，B给出两个， C和D各给出三个，试推出A，B的结构。
⑶通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C，那么C的构造式是什么？D的构造式是怎样的？⑷有旋光的C氯化时，所得到的三氯丙烷化合物中有一个E是有旋光性的，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？答案:(1)(2) A：CH3CClCH3 B ClCH2CH2CH2Cl(3)(4)另两个无旋光性的为：CH2ClCHClCH2CCl和 CH3CCl2CH2Cl5. 指出下列构型式是R或S。
答案:R 型 S型S型S型6. 画出下列各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。
第五章 立体化学
四、判断对映体的方法
有三种方法可以用来判断一个分子是否 存在对映体: 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。 2. 如果分子有对称面，那么它和其镜像 就能重合，就不存在对映体。 3.如果一个分子有一个手性碳原子，它就 具有对映异构现象，有一对对映体。
第二节 费歇尔(Fischer)投影式
D-(-)-甘油酸
D-(-)-乳酸
D.L命名法的使用有一定的局限性,它只适用与甘油醛结构 类似的化合物.目前，仍用于糖类和氨基酸的构型命名
二、 R.S构型命名法
R/S 构型标记法分为两步：
(1) 按次序规则确定与手性碳相连的四个原子 或基团的优先次序（或称为“大小” 次序）
3
CH3 C H4 Br1
对称面
内消旋酒石酸分子
问题：内消旋体是否显旋光性？为什么？ 答案：不显旋光性。因为内消旋体有一对 称面，互为对称的两部分对偏振光的影响 相互抵消，使整个分子不表现旋光性。
第六节 构型命名
一、D.L命名法 规则：以甘油醛为标准，Fischer投影式中C* 上羟基处于右侧的为D-构型;反之为L-构型
CH3 H C6H5
S构型
CH3
Br
HO H
S构型
C6H5
COOH HO H
R构型
COOH H3C Cl C6H5
R构型
CH2OH
问题：判断下列手性碳的R、S构型。
R
HO COOH C H
R
H H
CO2H OH OH CH3
CH3
R
R-乳酸
2R,3R-2,3-二羟基丁酸
实物与镜像不重合
不含 对称中心 对称面
CO2H H HO C C OH H HO H
2-5 旋光性与消旋体 [兼容模式]
![2-5 旋光性与消旋体 [兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/916e279eaf1ffc4fff47ac4e.png)
化学性质 相同 相似 与对映体相似 与对映体相似
状态 纯物质 纯物质 混合物 纯物质
异构体 (+)‐酒石酸 (‐)‐酒石酸 (±)‐酒石酸 meso‐酒石酸
熔点(oC) 168‐170 168‐170 206 140
[α]D
溶解度20oC(g/100mLH2O)
+12o
139.0
‐12o
139.0
—
内消旋体(mesomer)：3或4(纯物质，无旋光)
Chem
* *
Chem
含两个不相同的手性碳原子化合物的立体异构关系，可用图表表示
(R,S)
对映异构体
(S,R)
非对映异构体 非对映异构体 非对映异构体
(R,R)
对映异构体
(S,S)
15
Chem 3 非对映异构体 (diastereoisomer)
1
2
3
4
(2R,3S)
(2S,3R)
(2R,3R)
非对映异构体：1和3 1和4(非镜像不重合)
(2S,3S)
差向异构体——只一个手性中心构型不同 1和3 1和4
Chem
对象 对映异构体 非对映体 外消旋体 内消旋体
旋光性 旋光 不定 无旋光 无旋光
其它物理性质 相同 不同 与对映体不同 与对映体不同
Chem
【复习回顾】
1
2
C
3
Ｒ构型
2
1
C
3
S 构型
Chem
液晶显示屏与旋光性
H(F)
R
A
X
H(F)
H(F) H(F)
R
A
X
H(F)
H(F) H(F)
对映异构-有机化学
2 3
2 3
3
3
Cl
H
4
COOH -
4
COOH
4
COOH
4
COOH
(2R,3R)
2
(2S,3S) C: C: OH Cl CHClCOOH COOH
(2R,3S) COOH CHOHCOOH
(2S,3R)
3
-7.10
(±)
+7.10
-9.30
(±)
+9.30
I 对映关系：
II
III Ⅰ与Ⅱ； Ⅲ与Ⅳ
D --- 钠光源，波长为589nm； T --- 测定温度，单位为℃ a --- 实测的旋光度； l --- 样品池的长度，单位为dm； c --- 为样品的浓度，单位为g•ml-1。
a D
T
a
lc
应用：
1、测定旋光度，可计算比旋光度，从而可鉴定未知的 旋光性物质。
2、测定已知旋光物质的旋光度，也可计算出该物质溶 液的浓度。
个立体异构体。
[a]D20= +3.8o(水)
[a]D20= -3.8o(水)
（二） 对映体构型的表示方法
1.构型的表示方法 对映体的构型可用立体结构（楔形式和透视式）和费歇尔 （E· Fischer）投影式表示， (1)立体结构式
COOH COOH COOH C H
3
H H COOH
O2N
COOH
HOOC
NO2
五、旋光异构体的性质差异
手性药物的旋光异构与生物活性
1）旋光异构体具有不同的生物活性强度
2) 旋光异构体具有完全相反的生物活性。
3) 旋光异构体的毒性或严重副作用
第三章作业——精选推荐
第三章 习题及参考答案1、举例说明下列名词术语：（1）对映体：两个互为实物和镜像关系的两个旋光异构体称为对映异构体。
如：HOH C H OCH 2OH和 O H H C H OCH 2OH（2）手性分子：有光学异构体的分子称为手性分子。
如：葡萄糖分子（3）手性碳原子：连接有四个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。
如下列分子中带*的碳原子：O H H CHOCH 2OH*（4）对称中心：是指分子中可以找到这样一个点，把这个点和分子中任何一个原子或原子团连接起来，在连线相反的方向等距离的地方必然能找到相同的原子或原子团，这个点成为分子的对称中心。
如下列分子中的P 点：CH 3C O O HCH 3C O O H.P（5）外消旋体：一对对映异构体的等量混合物称为外消旋体。
如H OH C H OCH 2OH和 O H H C H OCH 2OH的等量混合物 （6）非对映异构体：两个不是对映异构体的旋光异构体称为非对映异构体，如：CH 2OHOH H OH H CHO和CH 2OHHOH OH H CHO（7）内消旋体：具有手性碳原子的化合物，手性碳原子产生的旋光性在分子内相互抵消，是旋光度为零，这种化合物称为内消旋体。
如：C O O HHOHOHH C O O H（8）R —构型：先把一个手性碳原子上连接的四个原子或原子团按照顺序规则排序，从远离最小的原子或原子团的方向观察，剩下的三个原子或原子团按优先顺序从大到小如果是顺时针的话，则该手性碳原子为R —构型，如下例化合物中的手性碳原子：3HH H2、按次序规则排除下列集团的优先顺序：（4）＞（6）＞（8）＞（9）＞（5）＞（3）＞（7）＞（1）＞（2） 3、将下列化合物中手性碳原子用星号标出： （1）CH3CH(D)CH(CH 3)2* （1）CH 2=CHCH(OH)CH 2CH 3* （3）C 6H 5CD(Cl)CH 3* （4）ClCH 2CH(Cl)CH 2CH 2Cl * 4、下列分子中各有几个手性碳原子？理论上各有多少个立体异构体？（1）O**2个，4个（2）OH ***3个，8个（3）********8个，256个5、写出下列各化合物的费歇尔投影式： （1）（R ）—2—丁醇OH H CH 3C 2H 5（2）（S ）—4—溴—1—戊烯BrH CH 2CH=CH 2CH 3（3）(2R,3R,4S)—4—氯—2,3—二溴己烷BrH CH 3HBr ClC 2H 5H 6、下列化合物的构型式中，哪些是相同的？哪些是对映体？哪些是内消旋体？ （1）ClH CH 3Br H ClCH 3H （2）H Cl CH 3H Br HCH 3Cl （3）Cl H CH 3Br H HCH 3Cl （4）H Cl CH 3H Br ClCH 3H（5）HCl CH 3Br H ClCH 3H （6）Cl H CH 3H Br HCH 3Cl （7）Cl H CH 3H Br Cl CH 3H （8）H Cl CH 3Br H H CH 3Cl相同：（1）和（2），（3）和（6）（4）和（5），（7）和（8） 对映体：（3）和（4），（5）和（6） 内消旋体：（1）（2）（7）（8）7、把下列化合物进行氯化反应后，反应产物用分馏法小心分开：①预计可收集到多少个馏分；②画出组成各馏分的立体化学式并以R,S 标明构型；③指出那个馏分有旋光性。
暑假化学竞赛有机化学(3)-对映异构
H 。 CH3 OH COOH
旋 转90
。
（四）对映异构体构型的标示
D/L标示法和R/S标示法 1、 D / L标示法
CHO H OH CH 2 OH HO CHO H CH 2 OH
D-(+)-甘油醛
L-(-)-甘油醛
D、L与 “+、-” 没有必然的联系
相对构型和绝对构型
CHO H OH CH 2 OH
（一）对映异构体的性质 ①结构：镜影与实物关系。 ②物理性质和化学性质在非手性环境中相同， 在手性环境中有区别。 ③旋光能力相同，旋光方向相反。 （二）外消旋体 一对对映体等量混合，得到外消旋体。 外消旋体与纯对映体的物理性质不同，旋 光必然为零。
（三）对映异构体的表示方法 1、透视式（三维结构）
三、含一个手性碳原子的化合物 具有镜像与实物关系的一对旋光异构体。
COOH C CH3 H OH
COOH H C OH CH3
(±)-乳酸 mp 18oC [α]D=0 pKa=3.86(25oC)
外消旋乳酸
(S)-(+)-乳酸 mp 53oC [α]D=+3.82 pKa=3.79(25oC)
(R)-(-)-乳酸 mp 53oC [α]D=-3.82 pKa=3.83(25oC)
COOH COOH H 再对调一次 HO H OH 对调一次 HO CH3
R
CH3
CH3
S
H 在纸平面上 COOH
R
旋转180o
COOH H OH CH3
R
四、含两个手性碳原子的化合物
含两个不同手性碳原子的化合物 不同是指两个手性碳上所连接的基团不具有 一一对应的关系
COOH HO H Cl H COOH 2R3R dlCOOH H OH H Cl COOH 2S3S COOH HO H H Cl COOH 2R3S dlCOOH H OH Cl H COOH 2S3R
消旋_r_s_非对映异构_解释说明以及概述
消旋r s 非对映异构解释说明以及概述1. 引言1.1 概述消旋r s 非对映异构是有机化学领域中一个重要的概念。
它涉及到手性化合物的特性和结构，以及在不对称合成、药物研究和生物学等领域的应用。
消旋化合物是指具有光学活性但无旋光性质的化合物，而r 和s 异构体则是指由相同分子组成但空间构型不同的对映异构体。
本文将介绍和解释消旋r s 非对映异构的定义、特点和性质，并通过示例与案例分析展示其在有机化学、生物学和药物领域中的应用前景。
同时，我们还将探讨实验方法与技术应用，包括常见的鉴定与分离纯化方法，以帮助读者更好地理解和应用这一概念。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先是引言部分，对消旋r s 非对映异构进行概述，并介绍了文章结构和目录。
接下来，在第二部分中，我们将详细定义和解释消旋化合物以及r s 非对映异构体的概念，并说明其特点和性质。
第三部分将通过丰富的示例和案例分析，展示在有机化学、生物学和药物领域中消旋r s 非对映异构体的实际应用和研究成果。
同时，我们也会展望其未来的发展方向。
第四部分将重点讨论实验方法与技术应用，包括常见的判别鉴定和分离纯化方法，例如手性柱色谱、核磁共振和红外光谱等。
我们将介绍其理论基础、原理以及具体操作步骤，并提供实验结果及讨论。
最后，在第五部分中，我们将对全文进行总结，并回顾研究成果。
此外，我们还会展望未来发展方向，探讨消旋r s 非对映异构研究的前景和潜力。
1.3 目的本文的目的是系统地介绍消旋r s 非对映异构的概念、特点和性质，并探讨其在有机化学、生物学和药物领域中的重要应用。
通过具体示例与案例分析，读者可以更深入地理解这一概念，并了解相关实验方法与技术应用。
最后，本文还将回顾研究成果并展望未来的发展方向，为相关领域的学者和研究人员提供参考。
2. 消旋r s 非对映异构的定义和解释:2.1 消旋化合物的概念:消旋化合物是指具有手性的有机分子，它们不具有对称中心或轴反演中心，因此无法重叠与镜像投射的光学异构体。
第二章立体化学基础 (1)
第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
★注意事项
(1) 水平线和垂直线的交叉点代表手性碳，位于纸平面上。
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOC COOH HOOC H
HH
H COOH
（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
N OH
HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
构型：是指分子结构中的原子或基团在空间排列的顺序。 对映异构和顺反异构都属于构型异构。
一、D/L 构型标记法 一个化合物的绝对构型通常指键合在手性中心
的四个原子或基团在空间的真实排列方式。
费歇尔(Fischer)人为地选定(＋)-甘油醛为标准物， 并规定其碳链处于垂直方向， 醛基在碳链上端的投 影式中，C2上的羟基处于右侧的为D-构型。其对映 体-羟基在左边的为L-构型。
二、 R/S 构型命名法
R/S构型命名法广泛应用于各种类型手性化合物构型命名。 R/S构型命名规则
1、首先确定与手性碳相连的四个原子或基团的优先次序。
2、将手性碳上的四个原子或基团中最小的 置于 远离我们视线的位置(即放在最远的位置)，
然后观察另外三个基团的优先次序（由大到小）。 如为顺时针方向排列为R构型； 反时针方向排列为S构型。
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
李景宁版有机化学第六章习题解答
Br
H
CH2CH2CH3
CH2CH2CH3
S
R
3-溴-己烷
（2S，3R） （2R，3S） （2S，3S） （2R，3R） 3-溴-2-丁醇
meso forms
racemic forms
meso forms
racemic forms
meso forms
racemic forms
7、写出下列化合物的费歇尔投影式。
个C均得(Ⅱ),而丛(Б)的反面进攻环上的两个C均得Ⅱ 的对映体Ⅲ ,
反应的立体化学过程如下：
H
CH3
HO C
H
CH3
C + HOCl
H
CH3
C Cl
HO
C Cl
H3C
H
C
H3C
H
CH3
C
H
CH3 HO
H
CH3
C Cl HO C
HO
H
H3C
H
Cl
H
CH3
CH3
H
Cl
H
OH
旋转180oC
CH3
H
Cl
H
*
*
有手性碳有手性
3、写出分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些 化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对映异构体。
(1) CH3CH2*CHDCl (2) CH3CDClCH3 (3) CH3C* HDCH2Cl
(4) CH2ClCH2CH2D (5) CH3C* HClCH2D
H
CHl O
H
CH3
Cl
H
HO
H
CH3
2S,3R
（5）
第4章对映异构
4.3.7判断下列说法是否正确。正确画“√”，不正确画“×”。
（1）一对对映体总有实物和镜像的关系。
（2）所有手性分子都有非对映异构体。
（3）所有具有手性碳的化合物都是手性分子。
（4）每个对映异构体的构象只有一种，它们也呈对映关系。
非对映异构体：彼此不呈实物与镜像关系的旋光异构体。
外消旋体：等量对映异构体的混合物称为外消旋体。
尽管内消旋体和外消旋体均无旋光性，但本质不同。内消旋体是一种异构体，单一的纯物质；外消旋体是两种异构体的等量混合，是一个混合物。
含两个相同手性碳的化合物有三个旋光异构体：一个内消旋体①，一对对映异物体③与④。
D－（+）－甘油醛D－（－）－甘油酸D－（+）－异丝氨酸
L－（－）－甘油醛酸 L－（+）－甘油酸 L－（+）－乳酸
D/L标示法虽然在使用中有一定的局限性，但糖类化合物及氨基酸类化合物的构型命名仍然经常使用D/L标示法。
2.R/S标示法R/S标示法是一种更具有普遍性，且能明确表示分子的绝对构型的标示方法。
基本原则：将连在手性碳上的四个基团（a,b,c,d）按顺序规则从大到小排列成序（假设大小顺序为a＞b＞c＞d）；将最小基团（d）远离观察者，其余三个基团面向观察者，观察三个基团的关系，若由a→b→c是顺序时针排列，此手性碳就是R－构型；若由a→b→c是按逆时针排列，则为S－构型。
4.2.6含两个手性碳化合物的旋光异构体
4.3.9D－（+）－甘油醛经过氧化变成（－）－甘油酸（HOCH2CHOHCOOH），后者的构型应为D型还是L型?
解：因由甘油醛氧化为甘油酸的过程中只是官能团醛基转变为羧基，与C*所连接的化学键没有发生断裂。所以（－）－甘油酸的构型也为D型。即：
甘肃农业大学有机化学练习题参考答案第五章旋光异构
甘肃农业大学有机化学练习题参考答案第五章旋光异构第五章旋光异构1.名词解释：(1)旋光度：旋光性物质使偏振光振动平面旋转的角度。
(2)比旋光度：一定温度下，一定波长的光照射下，用1dm 样品管测得的1g/mL 物质溶液的旋光度。
(3)手性：两几何体之间互为实物与镜像关系但不能重叠的特性。
(4)手性碳原子：与四个不同原子或原子团相连的碳原子：(5)对称因素：主要有对称面和对称中心。
对分子而言，如果任一原子或原子团在某平面异侧等距离处都有相同的原子或原子团，则该平面为对称面；如果任一原子或原子团在某点异侧等距离处都有相同的原子或原子团，则该点为对称中心。
(6)对映体：彼此间互为实物与镜像关系但不能重叠的的两个分子叫对映异构体，简称对映体。
(7)外消旋体：一对对映体的等量混合物。
(8)内消旋体：有两个相同手性碳原子且具有对称因素的分子。
(9)非对映体：旋光异构体中，不具有实物与镜像关系的分子互为非对映体。
2.判断下列说法是否正确？为什么？(1)错误。
彼此间互为实物与镜像关系但不能重叠的的两个分子叫对映体。
(2)错误。
内消旋体有手性碳原子但无旋光性。
(3)错误。
1-甲基-2-乙基环丙烷无手性碳原子但有手性。
(4)错误。
一对对映体的等量混合物组成外消旋体。
(5)错误。
有两个相同手性碳原子的化合物只有三个旋光异构体。
(6)正确。
(7)正确。
(8)错误。
对映体的一般物理、化学性质相同，故不能用常规的精馏或重结晶方法分离外消旋体。
3.下列化合物有无旋光性？为什么？(1)有两个不同手性碳原子，有旋光性；(2)有两个相同手性碳原子但不是内消旋体，有旋光性；(3)有两个相同手性碳原子，是内消旋体，无旋光性；(4)有一个相同手性碳原子，有旋光性；(5)丙二烯衍生物，无对称因素，有旋光性；(6)有对称因素，无旋光性。
4.写出下列化合物的费歇尔投影式及所有可能的立体异构体，指出那些为对映体？非对映体？内消旋体？(1)(2)(3)(4)H Br CH 2BrCH 2CH 3CH 3CH 3H Cl HBrBr HH BrCOOHCOOHC H CH 2CH 3H 3C HC CH 3H有一对对映体有两对对映体有一对对映体和一个外消旋体有两对对映体5.用R/S 法标明下列化合物中手性碳原子的构型，并写出化合物的名称。
消旋体和非对映异构体的概念
第六节 含两个手性碳原子化合物的对映异构
7
7
一、含两个不相同手性碳原子化合物的对映异构 • 丁醛糖是一个四碳糖，分子中含有两个手性碳原子，而
且这两个手性碳原子所连的原子或基团不完全相同。
22=4
8
8
9
9
• 在丁醛糖的四个旋光异构体中，Ⅰ与Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ互为对
映体，并分别组成一对外消旋体。Ⅰ与Ⅲ、Ⅳ，Ⅱ与Ⅲ、 Ⅳ之间不存在实物和镜象关系，它们之间称为非对映异 构体。非对映异构体的旋光度不同，物理性质如熔点、
12
12
二、含两个相同手性碳原子化合物的对映异构
13
13
• Ⅰ和Ⅱ互为对映体。 • Ⅲ或Ⅳ的C2和C3间有一对称面，两个手性碳原子的旋
光度相同，但旋光方向却相反，正好互相抵消而失去旋 光性，这种化合物称为内消旋体，常用“m”或“meso”表
示，所以又称“m-酒石酸”或“meso-酒石酸”。
• 酒石酸的立体异构体实际上只有三种，即左旋体、右旋
要点导航
1． 掌握同分异构体的分类、 分子模型的三种表示方法以及它 们之间的相互转换、对映异构体和手性的概念、分子的手性和 对称因素的关系、手性碳原子的概念及对映体的构型标记、外 （内）消旋体和非对映异构体的概念、苏型和赤型的概念、脂 环化合物的立体异构。
1
1
要点导航
2．熟悉对映体和非对映体的理化性质、不含手性碳原子化 合物的对映异构。 3．了解平面偏振光和比旋光度有关概念、对映体过量百分 率和光学纯度的概念、旋光异构与生理活性的关系、制备单 一手性化合物的方法、有机反应历程中的立体化学。
2
2
立体化学简介
立体化学（stereochemistry）是研究分子的立体结构、反 应的立体性及其相关规律和应用的科学。
- 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)。
14
瑞典皇家科学院于2001年 10月10日宣布，将2001年诺贝 尔化学奖奖金的一半授予美国 科学家威廉·诺尔斯与日本科学家野依良治，以表彰他们在 “ 手性催化氢化反应”领域所作出的贡献；奖金另一半授予 美国科学家巴里·夏普莱斯，以表彰他在 “ 手性催化氧化反 应”领域所取15得的成就。
第七章 立体化学基础
要点导航
1． 掌握同分异构体的分类、 分子模型的三种表示方法以及它 们之间的相互转换、对映异构体和手性的概念、分子的手性和 对称因素的关系、手性碳原子的概念及对映体的构型标记、外 （内）消旋体和非对映异构体的概念、苏型和赤型的概念、脂 环化合物的立体异构。
2
2
要点导航
2．熟悉对映体和非对映体的理化性质、不含手性碳原子化 合物的对映异构。 3．了解平面偏振光和比旋光度有关概念、对映体过量百分 率和光学纯度的概念、旋光异构与生理活性的关系、制备单 一手性化合物的方法、有机反应历程中的立体化学。
12
4．色谱分离
• 如果被分离的物质与固定相的吸附作用有差别，或与
流动相的溶剂化作用有差别，则几种物质可以利用色 谱的方法进行分离。色谱分离对映异构体可分为直接
分离法和间接分离法。
13
13
三、不对称合成 • 不对称合成泛指一类反应由于手性反应物、试剂、催化剂以
及物理因素（如偏振光）等造成的手性环境，反应物的前手 性部位在反应后变为手性部位时形成的立体异构体不等量， 或在已有的手性部位上一对立体异构体以不同速率反应，从 而形成一对立体异构体不等量的产物和一对立体异构体不等
3
3
立体化学简介
立体化学（stereochemistry）是研究分子的立体结构、反 应的立体性及其相关规律和应用的科学。
立体化学的任务是研究分子中原子或基团在空间的排列状 况，及其对分子理化性质、生物效应等的影响。
药物结构中基团在空间的不同排列方式，有可能造成互为 立体异构体的药物分子间存在4 巨大的生物活性差异。
第九节 制备单一手性化合物的方法
8
8
一、由天然产物提取
• 手性化合物可以从天然植物、动物、微生物等中分离提取，
该方法原料来源丰富，价廉易得，生产过程相对简单，产品 光学纯度较高。
二、外消旋体的拆分 • 一个非手性化合物在非手性环境中引入第一个手性中心时，
通常都得到外消旋体，然后用9 物理或化学方法将外消旋体的 一对对映体拆分成两种纯净的旋光体，这一过程为外消旋体
的拆分。
9
1．诱导结晶拆分
• 在外消旋体热饱和溶液中，加入一定量的左旋体或右旋体作
为晶种，当溶液冷却时，与晶种相同的异构体便优先析出。 滤出结晶后，另一种旋光异构体在滤液中相对较多，在加热 条件下再加入一定量的外消旋体至饱和，当溶液冷却时，另 一种异构体优先析出。如此反复操作，就可以把一对对映体
完全10分开。
4
举例
• 反式异构体称为富马酸，它是动植物体中的基本代谢中间 体；顺式异构体称为马来酸，但它是有毒的，对组织具有 刺激作用。
5
5
目录
第一节 同分异构体的分类 第二节 分子模型的表示方法 第三节 平面偏振光和比旋光度 第四节 分子的手性和对称因素的关系 第五节 含一个手性碳原子化合物的构型
目录
第六节 含两个手性碳原子化合物的对映异构 第七节 脂环化合物的立体异构简介 第八节 不含手性碳原子化合物的对映异构 第九节 制备单一手性化合物的方法 第十节 立体化学在研究反应历程中的作用
15．生物拆分
• 某些微生物或酶对于对映体中的一种异构体有选择性
的分解作用，利用它们的这种性质可以从外消旋体中 把一种对映异构体拆分出来。例如酶法拆分外消旋苯 基甘氨酸：先把外消旋苯基甘氨酸用醋酐乙酰化，然 后用氨肽酶水解，只有L-N-乙酰化苯基甘氨酸被水解 生成L-苯基甘氨酸，D-构12型的酰胺不变；分离后，将 D-N-乙酰化苯基甘氨酸酸性水解，得D-苯基甘氨酸。