第五章旋光异构汇总

CHO H OH CH2OH
HO
CHO H CH2OH
D-甘油醛
L-甘油醛
COOH HO CH3
L-乳酸
COOH
H
H
CH3
HO
D-乳酸
3、分子构型的表示方法 1）模型 2）透视式 3）Fischer投影式
画投影式时，习惯把编号最小的碳原子放在上 端，让主链自然下垂，取代基分置碳链两侧。
例：2-丁醇
HO C H3C H COOH
OH HOOC C CH3 H
O O CH2 H2C C H CH3
H H3C
C

非手性分子
镜像
F H Cl Cl
有对称面或对称中心
非手性分子
F Cl Cl
转 60o
Br Cl Cl
Br
转 180o
H
Cl Br
Cl Br
非手性分子 两者 互相 重合
F H Cl Cl
两者完全 重合
1、外消旋体——等量的左旋体和右旋体的混合物
外消旋体没旋光性
例：
CH3CH2CH2CH3 Br2 hv, H CH3 Br C2H5 + Br CH3 H C2H5 50%
外消旋体性
(racemic mixture)
50%
产物无旋光性
（旋光性相互抵消——消旋） 外消旋体表示方式
Br
（） CH3CHCH2CH3
()-2-溴丁烷
2、构型的命名法
1）手性碳的绝对构型——R/S 方法
复习较优基团p16+84
例： 2-丁醇
CH3 H HO C2H5
C2H5
OH *C CH 3 H
有一个手性碳
CH3 C2H5 H OH
沿 C-H 方向
选择优先顺序 最小的原子或基团 远离观察者，其余 原子或基团依优先 顺序排列
偏光
nicol
具有手性的分子 就有旋光活性

2、比旋光度 旋光度，用“”表示，其数值与测定条件有关； 比旋光度：[]D = —— L ρ
t

右旋，用“+”表示；
左旋，用“-”表示；
L：旋光管长度，分米；ρ：样品浓度，克/ 毫升
t：温度； D：钠光灯波长 598nm
测定旋光度可用来鉴定旋光性物质,物质的纯度和含量. 如葡萄糖：[]D20 = +52.5
以甘油醛为标准，人为规定： 羟基在碳链右边的为 D型，它的对映体为L型。
CHO H OH CH2OH
HO CHO H CH2OH
D-甘油醛
L-甘油醛
凡可以从D-甘油醛通过化学反应而得到的化合物， 或可以转变成D-甘油醛的化合物，都具有与D-甘油醛 相同的构型，即D型。与L-甘油醛的相同构型的化合 物则是L型。
C3
H
C6
Cl
Cl Cl
2、对称因素与手性的关系(判断依据)
有对称面或对称中心的分子均可与其镜象重叠， 是非手性分子
既无对称中心，又无对称面的分子必定有手性， 是手性分子 对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。

手性分子
一个分子不能与它的镜像重合的条件一般是 这分子 没有对称面，也没有对称中心。
分子只有一个手性碳，必然具有手性。
含一个手性碳原子的化合物有一对对映体， 对映体的旋光度大小相等，方向相反。
对映异构体
COOH CH3
(S)-(+)-乳酸
15 [ ]D = +3.82
COOH H HO
(R)-(-)-乳酸
15 [ ]D = -3.82
C OH
H
C
CH3
一个可使平面偏振光向右旋，称为右旋体(+) ；另一 个可使平面偏振光向左旋，称为左旋体(-) 。二者旋 转角度相同。因此对映异构也叫做旋光异构。
第五章 旋光异构
同分异构现象
构造异构
• 同分异构现象 碳链异构 位置异构
官能团异构 立体异构 构型异构 构象异构
顺反异构（几何异构）
构型异构 对映异构(旋光异构)
一、 分子的手性与旋光活性
二、分子的手性和对称性
一、 分子的手性与旋光活性
当分子中的一个碳原子与四个不同的原子（基团） 相连时，这个化合物可能有两种不同的空间排列， 例如： H
S型 （逆时针方向） (S)-2-丁醇
R型 （顺时针方向） (R)-2-丁醇
注意：
R、S与左、右旋的关系：
· 没有必然的联系。
· 如果R构型是＋，则S构型为－；反之，如果
R构型是－，则S构型为＋。
乳酸与甘油醛的构型与旋光方向
构型 乳酸 R 旋光方向（水溶液）
S
R 甘油醛 S
－ + +
－
2）手性碳的相对构型—— D、L-命名法
Cl
Cl C C H
H Cl
H
H C
对称面
对称面
Cl
(2). 对称中心 若分子中有一点，通过该点画任何直线，在离 此点等距离的两端有相同的原子，则该点称为分子 的对称中心。
Cl
对称中心
H H H H
H H
C H3
H3C
F
H
H H
F
H
Cl
பைடு நூலகம்
(3). 对称轴 以设想直线为轴旋转360。/ 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)。
用*标记
例： 手性碳标记 * *
CH3CHCHCH3 Cl Cl
F H C
*
Cl
CH3CHCHCH2CH3 Cl Cl
*
*
Br
• 三、具有一个手性碳原子的对映异构 • 四、具有两个手性碳原子化合物的对映 异构 • 五、一些不含手性碳的手性分子 • 六、环状化合物的立体异构
三、 具有一个手性碳原子的对映异构
CH3 C Br CH2CH3
手性：互为实物与镜象关系，不能重合的性质
以上两个分子在空间不能重叠，它们并不是同一种化合物，这两 个构型不同的化合物之间的差别在于对平面偏振光的不同影响。
1、平面偏振光和旋光活性 平面偏振光——只在一个平面上振动的光 旋光活性——使偏振光的振动面发生旋转的性质 旋光活性物质——具有旋光活性的物质。如:2-氯 丁烷,乳酸,葡萄糖,氯霉素等
Br Cl
非手性分子：与镜像相重合
Cl Br
对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。
H
H
Cl Cl
Cl
• 有对称轴但是手性分子
有机化合物中，大多数手性分子具有手性碳原子。
对有机物而言，看是否手性的判据是： 手性碳 —— 手性分子的特征
F H Cl C Br
连有四个不同基团的碳原子
手性碳(chiral carbon)
二、分子的手性和对称性
具有手性的物质其实物与镜像之间互为对映异构体（ 又称旋光异构）
2-溴丁烷
分子具有手性是产生对映异构的必要条件。 判断分子手性的方法：看实物与镜像是否重叠 通过观察分子的对称性来判断。
1、对称因素
(1). 对称面 ： 假如有一个平面可以把分子分割成两部分， 而一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就 是分子的对称面。