第六章对映异构案例
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20 3 . 8 [ ]D
COOH COOH
mp: 53℃ mp: 53℃
H
C C
OH
H
CH 3
OH
分子式相同；构造式相同；互为实物与镜像的关系； 不能重叠。 对映异构；旋光异构；光学异构 对映异构体； 手性分子
对映异构体的性质
COOH C CH3 H OH
H COOH C OH CH 3
⑴ Fischer投影式不能离开纸面翻转过来；
COOH
COOH H OH CH3
翻转
COOH H HO CH3
COOH
OH
C
H
CH3
不同
H C OH
CH3
⑵ 可以在纸面平移或转动 n·180°，但不 能转动（2n-1）× 90°。
CH 3
COOH H OH CH3
旋转180°
CH3 HO H COOH
CH 3
OH
C
H
COOH
COOH
旋转180°
H C OH
相同
OH C H
COOH
CH3
30
(3)投影中任意两个基团不能对调，否则构型改变，对
第六章 对映异构（enantiomerism）
碳架异构
同 分 异 构
构造异构
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
对映异构的定义
OH CH3 CH O C OH
肌肉分解乳酸： 乳糖发酵乳酸：
COOH C CH3 H OH
CH3
20 3 . 8 [ ]D
找出下列化合物的对称轴.
旋光
对称面(镜面)
—— 设想分子中有一平面 , 它可以把分子分成互为 镜象的两半,这个平面就是对称面.如:
不在对称面上的原子数一定为偶数。
对称面(镜面)
对称面(镜面)
对称中心 i
——设想分子中有一个点 ,从分子
中任何一个原子出发 , 向这个点作 一直线 , 再从这个点将直线延长出 去,则在与该点前一线段等距离处, 可以遇到一个同样的原子 , 这个点 就是对称中心.
Cl NHCH3 O
S-（+）Ketamine
R-（-）- Ketamine
麻醉作用
O H3C O Ph H N N O n-Bu H
兴奋和精神紊乱
O N O n-Bu N CH3 O Ph
(-)-L-DOPA 治疗帕金森氏病
(+)-D-DOPA 在体内集聚，不能被代谢
酞胺哌啶酮
Thalidomide(反应停) —— 镇静和止吐药物
CH3CHCOOH OH
COOH H HO C CH3
CH3 COOH C H OH
实（楔）前虚（楔）后 线纸面
*
Fischer投影式
COOH
COOH
H
OH
OH CH3
横前竖后碳居中
H
C
CH 3
碳链在竖直方向，编号小的在上方。
COOH H OH CH3
COOH HO CH3
28
H
使用Fischer投影式注意事项：
1874年荷兰化学家范特霍夫和法国科学家勒贝尔提出了碳价 四面体学说
COOH
COOH H C OH CH 3
C*
CH3
C
H OH
分子的手性与对称性因素
对称性和对称元素
对称轴(旋转轴) Cn ——设想分子中有一条直线,当分子以此直线 为轴旋转360º/n后,(n=正整数),得到的分子 与原来的分子相同,这条直线就是n重对称轴.
手性溶剂
为什么要研究对映异构呢？
1．天然有机化合物大多有旋光现象。
H2N O COOH NH2 H2N O COOH NH2
(S)天冬酰胺 苦味
(R)天冬酰胺 甜味
2．物质的旋光性与药物的疗效有关。 左旋维生素C可治抗坏血病，而右旋的不行。
静脉麻醉药氯胺酮(Ketamine)
Cl NHCH3 O
肌肉分解乳酸： 乳糖发酵乳酸：
[ 3 .8
3 .8
mp: 53℃
[ ]0
20
mp: 53℃ mp:16.8℃
酸奶中分离出的乳酸 ：
20
3 8 0.°
(3) 构型的表示方法
楔形式，Newman投影式，锯架式，Fischer（费歇尔）投影式 楔形透视式
C*
*
C*: 不对称碳原子 or 手性碳原子
第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构 (1) 对映异构体
具有镜像与实物关系的一对旋光（对映）异构体。
COOH C CH3 H OH
H COOH C OH CH 3
右旋体
左旋体
(2) 外消旋体
等量的左旋体和右旋体的混合物， 用（±）或 (dl) 表示。
O O HN O O N
O N NH O O
(S)型，致畸形
O
(R)型,有效，不致畸形
3. 用于研究有机反应机理
第一节 物质的旋光性
1.平面偏振光 （Plane-polarized light）
2. 旋光性与非旋光性
3.旋光仪（polarmeter）
定量测量液体或溶液的旋光程度的仪器
WXG-4圆盘旋光仪
T []D
= cl
D-钠光源，波长为589nm 注：溶剂是水可以 T-测定温度，单位为℃ 不标明溶剂，其他 -实测的旋光度 溶剂要标明。 l-样品池的长度，单位为dm c-为样品的浓度，单位为g· ml-1
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
1848年Pasteur得到的酒石酸盐晶体 在左旋和右旋异构体分子中，原 子在空间排列的方式是不对称的。
12
4.旋光度（observed rotation） 旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度，用“ ” 表示 左旋：使偏振光平面向左旋称左旋，用 “l” 或“–” 右旋：使偏振光平面向右旋称右旋，用“d”“﹢”
•对映体是一对相互对映的手性分子 ,它们都有旋光
性,两者的旋光方向相反,但旋光能力是相同的.
影响旋光度的因素:(a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; (d) 测定温度; (e) 所用光的波长;(f) 溶剂
5.比旋光度 （specific rotation） 在一定温度和波长条件下，样品管长度为1 dm, 样品浓度为1g.ml-1时测得的旋光度。 比旋光度只决定于物质的结构.各种化合物的 比旋光度是它们各自特有的物理常数.
有对称中心的分子
结论：
A: 对称轴的有无对分子是否具有手性没有决定作用. B: 手性分子——既没有对称面,又没有对称中心的分 子，不能与其镜象叠合, 是手性分子. C: 非手性分子——凡具有对称面或对称中心的分子. D. 实物与镜像不能重叠的分子一定具有手性。 E. 含一个手性碳的化合物一定有手性。
COOH COOH
mp: 53℃ mp: 53℃
H
C C
OH
H
CH 3
OH
分子式相同；构造式相同；互为实物与镜像的关系； 不能重叠。 对映异构；旋光异构；光学异构 对映异构体； 手性分子
对映异构体的性质
COOH C CH3 H OH
H COOH C OH CH 3
⑴ Fischer投影式不能离开纸面翻转过来；
COOH
COOH H OH CH3
翻转
COOH H HO CH3
COOH
OH
C
H
CH3
不同
H C OH
CH3
⑵ 可以在纸面平移或转动 n·180°，但不 能转动（2n-1）× 90°。
CH 3
COOH H OH CH3
旋转180°
CH3 HO H COOH
CH 3
OH
C
H
COOH
COOH
旋转180°
H C OH
相同
OH C H
COOH
CH3
30
(3)投影中任意两个基团不能对调，否则构型改变，对
第六章 对映异构（enantiomerism）
碳架异构
同 分 异 构
构造异构
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
对映异构的定义
OH CH3 CH O C OH
肌肉分解乳酸： 乳糖发酵乳酸：
COOH C CH3 H OH
CH3
20 3 . 8 [ ]D
找出下列化合物的对称轴.
旋光
对称面(镜面)
—— 设想分子中有一平面 , 它可以把分子分成互为 镜象的两半,这个平面就是对称面.如:
不在对称面上的原子数一定为偶数。
对称面(镜面)
对称面(镜面)
对称中心 i
——设想分子中有一个点 ,从分子
中任何一个原子出发 , 向这个点作 一直线 , 再从这个点将直线延长出 去,则在与该点前一线段等距离处, 可以遇到一个同样的原子 , 这个点 就是对称中心.
Cl NHCH3 O
S-（+）Ketamine
R-（-）- Ketamine
麻醉作用
O H3C O Ph H N N O n-Bu H
兴奋和精神紊乱
O N O n-Bu N CH3 O Ph
(-)-L-DOPA 治疗帕金森氏病
(+)-D-DOPA 在体内集聚，不能被代谢
酞胺哌啶酮
Thalidomide(反应停) —— 镇静和止吐药物
CH3CHCOOH OH
COOH H HO C CH3
CH3 COOH C H OH
实（楔）前虚（楔）后 线纸面
*
Fischer投影式
COOH
COOH
H
OH
OH CH3
横前竖后碳居中
H
C
CH 3
碳链在竖直方向，编号小的在上方。
COOH H OH CH3
COOH HO CH3
28
H
使用Fischer投影式注意事项：
1874年荷兰化学家范特霍夫和法国科学家勒贝尔提出了碳价 四面体学说
COOH
COOH H C OH CH 3
C*
CH3
C
H OH
分子的手性与对称性因素
对称性和对称元素
对称轴(旋转轴) Cn ——设想分子中有一条直线,当分子以此直线 为轴旋转360º/n后,(n=正整数),得到的分子 与原来的分子相同,这条直线就是n重对称轴.
手性溶剂
为什么要研究对映异构呢？
1．天然有机化合物大多有旋光现象。
H2N O COOH NH2 H2N O COOH NH2
(S)天冬酰胺 苦味
(R)天冬酰胺 甜味
2．物质的旋光性与药物的疗效有关。 左旋维生素C可治抗坏血病，而右旋的不行。
静脉麻醉药氯胺酮(Ketamine)
Cl NHCH3 O
肌肉分解乳酸： 乳糖发酵乳酸：
[ 3 .8
3 .8
mp: 53℃
[ ]0
20
mp: 53℃ mp:16.8℃
酸奶中分离出的乳酸 ：
20
3 8 0.°
(3) 构型的表示方法
楔形式，Newman投影式，锯架式，Fischer（费歇尔）投影式 楔形透视式
C*
*
C*: 不对称碳原子 or 手性碳原子
第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构 (1) 对映异构体
具有镜像与实物关系的一对旋光（对映）异构体。
COOH C CH3 H OH
H COOH C OH CH 3
右旋体
左旋体
(2) 外消旋体
等量的左旋体和右旋体的混合物， 用（±）或 (dl) 表示。
O O HN O O N
O N NH O O
(S)型，致畸形
O
(R)型,有效，不致畸形
3. 用于研究有机反应机理
第一节 物质的旋光性
1.平面偏振光 （Plane-polarized light）
2. 旋光性与非旋光性
3.旋光仪（polarmeter）
定量测量液体或溶液的旋光程度的仪器
WXG-4圆盘旋光仪
T []D
= cl
D-钠光源，波长为589nm 注：溶剂是水可以 T-测定温度，单位为℃ 不标明溶剂，其他 -实测的旋光度 溶剂要标明。 l-样品池的长度，单位为dm c-为样品的浓度，单位为g· ml-1
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
1848年Pasteur得到的酒石酸盐晶体 在左旋和右旋异构体分子中，原 子在空间排列的方式是不对称的。
12
4.旋光度（observed rotation） 旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度，用“ ” 表示 左旋：使偏振光平面向左旋称左旋，用 “l” 或“–” 右旋：使偏振光平面向右旋称右旋，用“d”“﹢”
•对映体是一对相互对映的手性分子 ,它们都有旋光
性,两者的旋光方向相反,但旋光能力是相同的.
影响旋光度的因素:(a)被测物质; (b) 溶液的浓度; (c) 盛液管长度; (d) 测定温度; (e) 所用光的波长;(f) 溶剂
5.比旋光度 （specific rotation） 在一定温度和波长条件下，样品管长度为1 dm, 样品浓度为1g.ml-1时测得的旋光度。 比旋光度只决定于物质的结构.各种化合物的 比旋光度是它们各自特有的物理常数.
有对称中心的分子
结论：
A: 对称轴的有无对分子是否具有手性没有决定作用. B: 手性分子——既没有对称面,又没有对称中心的分 子，不能与其镜象叠合, 是手性分子. C: 非手性分子——凡具有对称面或对称中心的分子. D. 实物与镜像不能重叠的分子一定具有手性。 E. 含一个手性碳的化合物一定有手性。