有机化学第六章 对映异构体

2. 具有两个相同手性碳原子的对映异构
COOH HO 2 H HO 3 H COOH COOH H OH H OH COOH COOH COOH HO H H OH H OH HO H COOH COOH
(2S,3R)-2,3-二羟基丁二酸
(2R,3S)-2,3-二羟基丁二酸
(2S,3S)-
(2R,3R)-
Cl
Cl C C H
H Cl
H
H C
对称面
Cl
对称面
对称中心
Cl
H
有对称面和/或对称中 心的分子无手性，无 对映异构现象。
F
H H
F
H
Cl
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。
HO C H3C H COOH
OH HOOC C CH3 H
O O CH2 H2C C H CH3
平面偏振光
旋光仪示意图 在盛液管中放入旋光性物质后，偏振光将发生偏转。 这种使偏振光平面旋转的性质称为物质的旋光性，能使偏 振光向右旋转的，称为右旋体，用(+) 表示； 能使偏振 光向左旋转的，称为左旋体，用(-) 表示。
偏振光旋转的角度α 称为旋光度。旋光 度α 与盛液管的长度、溶液的浓度、光源的波 长、测定时的温度、所用的溶剂的关系。 通常用比旋光度 [α]tλ 来表示物质的旋光属 性。 通常规定1ml含1g旋光物质浓度的溶液 放在1dm长的旋光管中测得的旋光度为该物 质的比旋光度。 α : 旋光仪的旋光度
几何异构
因共价键旋转受阻而产生的立体异构。
立体异构
构象异构
因单键“ 自由” 旋转而产生的立体异构。
H H CH3 H CH3 H CH3 H CH3 H H H CH3 CH3
旋光异构
因分子中手性因素而产生的立体异构。
Br CH3 C C2H5 Cl Br H5C2 CH3 C Cl Cl CH3 C Br C2H5
分子式构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系 的立体异构现象称对映异构，由于它们异构体之间 的旋光性能不同，故又称旋光异构或光学异构。
一、手性和对称因素
平面偏振光
光是一种电磁波，它振动着前 进，振动方向垂直于前进方向。普 通光在所有可能的平面上振动。 如果使普通光通过Nicol 棱 镜，只有同棱镜晶轴平行的平 面上振动的光线才可以通过棱 镜，因此通过这种棱镜的光线 就只在一个平面上振动，这种 光就是平面偏振光。 普通光
(2R,3R)- 2-羟基-3-氯丁二酸 (2S,3S)- 2-羟基-3-氯丁二酸
(2R,3S)-
(2S,3R)-
COOH 2 HO 3 H Cl H COOH
对映体
COOH H OH H Cl COOH
COOH COOH HO H H OH H Cl Cl百度文库H COOH COOH
对映体
非对映体
非对映体之间在化学、物理 性质上有较大的区别。
H
C CH3 C 2H5
(R)-2-丁醇
(S)-2-丁醇
四、 具有两个手性中心的对映异构
1. 具有两个不同手性碳原子的对映异构 含有两个手性碳原子的化合物应有四个立体异 构体。例如：2-羟基-3-氯丁二酸
COOH 2 HO 3 H Cl H COOH COOH H OH H Cl COOH COOH COOH HO H H OH H Cl Cl H COOH COOH
CH3 H Br C2H5
费歇尔(Fisher)投影式
三、 构型的R,S命名规则
首先把与手性碳原子相连的四个原子或基 按次序规则排列顺序，然后把排列次序最小的 放在距观察者最远的地方，再看其它三个基的 排列位置，如果由大到小是顺时针排列的，是 R型，反时针方向是S型。
OH Eye
OH Eye
C C 2H 5 H CH3
H H3C
C
二、具有一个手性中心的对映异构
这两种立体异构体互呈物体和镜像的对映关 系，因此互称为对映异构体，简称对映体。 等量的左旋和右旋的对映体混合到一起，得 到外消旋体。
构型表示方法:
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。
CH3 Br H C2H5
COOH HO H HO H COOH
COOH H OH H OH COOH
COOH COOH HO H H OH H OH HO H COOH COOH
对映体
内消旋体， 存在对称 平面，无 手性。
化合物分子中的一个碳原子与四个不同的 原子相连时，这个化合物在空间可能有两 种不同排列，例如：
H CH3 C Br CH2CH3
不对称碳原子称手性 中心或手性碳原子
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。
有机化学中使用的最多的是对称中心和对称面：
公式如下：

t
B l
ρ B: 质量浓度(g/ml) l: 盛液管的长度 t: 测定时的温度 λ : 光源的波长
实验事实证明：如果物质的分子和其镜像不 能重合，这种物质就有旋光性。 我们把物质的分子和其镜像不能重合的这种 特征称手性（Chirality) 或手征性。具有手 性的分子称手性分子（ Chiral molecules).