有机化学第6章立体化学

判断不同投影式是否同一构型的方法：
a. Fischer 投影式在纸面上旋转 90°则得到另外一个异构体，
旋转 180°则构型不变。
b.离开纸平面翻转 180°则得到另一个异构体。
c.任意固定一个基团不动，依次顺时针或反时针调换另三个基
团的位置，不会改变原构型。 d.对调任意两个基团的位置，对调偶数次构型不变，对调奇数 次则为原构型的对映体。例如：
数。用[]t表示。
a ：实验观察到的选光度 L ： 样品管长度（dm, 分米） c ： 样品浓度（g / cm3） t ：测试时温度 ：波长
思考：如何确定一个活性物质是+60o的右旋体还是-300o的左旋体？
两次测定：第一次测定后，第二次测量将盛液管长度减 半获奖浓度减半。若测出的数值比第一次小，则为右旋； 比第一次大，则为左旋。
合物呢？
判断下列的阐述哪些是正确的？哪些是错误的？ (1)所有手性分子都有非对映体。 (2)所有具有手性碳的化合物都是手性分子。
(3)一对对映体总有实物和镜像的关系。
(4)对映异构体可以通过单键旋转相互重合。 (5)如果一个化合物没有对称面，它必然是手性的。 (6)具有 R-构型的手性化合物必定有右旋的旋光方向。
判断下列化合物手性中心的构型：
6.4.3含两个手性碳原子化合物的对映异构
6.4.3.1含两个不同手性碳原子的化合物
对映关系： １与２； ３与４ 非对映关系： １与３、１与４、２与３、２与４ 对映异构体的数目： 含n个不同手性碳原子的化合物，对映体的数目有2n个，外消旋体的数目2n-1 个。 非对映体： 不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。分子中有两个以上手性 中 心时，就有非对映异构现象。
做左旋物质，用“ι”或“－”表示左旋。
一个手性分子和其镜像称做一对对映体。一对对映体的 旋光能力是相同的,但旋光方向是相反的。一个是右旋, 另一个是左旋。 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。
因此不能做为一个特定的物理常数。
•6.3.2旋光仪与比旋光度 •6.3.2.1旋光仪
6.3.2.2比旋光度
将可变因素固定后测得的旋光度才是物质的特征常数
叫比旋光度。 比旋光度：表示化合物旋光性的物理常数,物理意义指在 10cm长的样品池中，浓度为1g/ml化合物的旋光度。化
合物不同，比旋光度也不同。当溶剂、t、 固定时，比
旋光度只与物质的结构有关，可做为物质特定的物理常
具有旋光性的物质称为旋光性物质（也称为光活性物质）。
结论： 物质有两类： （1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质， 叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。 （2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做
非旋光性物质。
（3）凡是手性分子都具有旋光性；非手性分子则没 有旋光性
旋光度：旋光性物质使偏振光偏振面旋转的角度，称为 旋光度，以“”表示。 旋光方向：有的旋光性物质能使偏振光偏振面向右旋转 （顺时针），这种物质称做右旋物质，用“d”或“＋”表示 右旋。能使偏振光偏振面向左旋转（逆时针）的物质称
若手性碳组成相同，数目有所减少。
3.观察分子的有无对称性 若分子含有对称面或对称中心，为非手性分子
课堂作业：判断下列化合物是同一物还是对映体或非对映体，
•6.5旋光异构体的性质
1.相同的非手性条件下，旋光异构体的物理性质与化学性质相同
2.旋光异构体在手性条件下(如手性试剂、手性催化剂等) 其反应速率不同。
•6.4.4环状化合物的立体异构
如何判断一个分子是否有手性：
1.最直接法: 画其对映体，看是否重合
2.观察有无手性碳： 若分子只含有一个手性碳，即为手性分子
分子含有二个以上手性碳，情况较为复杂
手性碳与立体异构体数目的关系： 若分子有 n 个手性碳，理论上有 2n 个立体异构体（2n / 2对 对映体。
6.4.1.2外消旋体
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。 外消旋体与对映体的比较（以乳酸为例）： 旋光性 物理性质
外消旋体
对映体
不旋光
旋光(左和右)
Hale Waihona Puke Baidu
mp
mp
18℃
53℃
6.4.2对映体构型的表示方法 •6.4.2.1构型的表示方法 (1)、立体结构式 2-丁醇
(2)Fischer投影式
处于同一分子中，旋光性抵消)。
内消旋体与外消旋体的异同： 相同点：都不旋光 不同点：内消旋体是一种纯物质，外消旋体是两个对映体的等
量混合物，可拆分开来。
内消旋体的特性： 内消旋体和左旋体、右旋体之间的关系是非对映体关系，因此， 内消旋体的物理性质与 左旋体、右旋体、外消旋体都不相同。
提问：苯、二氯甲烷均无旋光性，能否说它们也是内消旋体化
投影原则：
a.横、竖两条直线的交叉点代表手性
碳原子，位于纸平面。 b.横线表示与C*相连的两个键指向纸
平面的前面，竖线表示指向纸平面的
后面。 c.将含有碳原子的基团写在竖线上，
编号最小的碳原子写在竖线上端。
使用费歇尔投影式应注意的问题：
a.基团的位置关系是“横前竖后” b.不能离开纸平面翻转180°；也不能在纸平面上旋转90° 或270°与原构型相反。 c.将投影式在纸平面上旋转180°，仍为原构型。
非对映异构体的特征：
1° 物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。 2° 比旋光度不同。 3° 旋光方向可能相同也可能不同。 4° 化学性质相似，但反应速度有差异。
•6.4.3.2含两个相同手性碳原子的化合物
内消旋体(meso)：分子内部形成对映两半的化合物。(有平面
对称因数，对称中心)。
内消旋体无旋光性 (两个相同取代、构型相反的手性碳原子，
第6章
主要内容 6.1同分异构现象
立体化学
6.2分子的手性和对称因素
6.3物质的旋光性 6.4几类常见类型有机物的对映异构和非对映异构 6.5旋光异构体的性质
6.1同分异构现象
对映异构：
•6.2分子的手性和对称因素
6.2.1分子的手性
手性(chirality)：实物和其镜像 不能重叠的现象
手性分子：与其镜像不能重迭的化合物 分子叫手性分子
型为R（R是拉丁文Rectus的字头，是右的意思），若是反时
针方向，则构型为S（Sinister，左的意思）。
快速判断Fischer投影式构型的方法：概括地说，“横变竖不变” 1°当最小基团位于横线时，若其余三个基团由大→中→小为顺时针方向，
则此投影式的构型为S，反之为R。
2°当最小基团位于竖线时，若其余三个基团由大→中→小为顺时针方向， 则此投影式的构型为R，反之为S。 实例：
6.4.2.2构型的标记 1. D-L标记法
CHO H OH CH2OH D-(+)-甘油醛 CHO HO H CH2OH L-()-甘油醛 CO2H H OH CH3 D-()-乳酸
2.R-S标记法 R、S命名规则： a.按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。 b.把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置，观察其 余三个基团由大→中→小的顺序，若是顺时针方向，则其构
6.4几类常见类型有机物的对映异构和非对映异构
6.4.1含一个手性碳原子化合物的对映异构
•6.4.1.1对映体
对映体——互为物体与镜象关系的立体异构体 对映异构体都有旋光性，其中一个是左旋的， 一个是右旋的。所以对映异构体又称为旋光异构体。
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。
结论：判别手性分子的依据 对称元素 对称面 有无 有 判断结果 分子无手性
对称中心
有
分子无手性
注意：对称轴不能做为判断分子是否具有手性的依据。
6.3物质的旋光性
6.3.1平面偏振光和物质的旋光性 •6.3.1.1平面偏振光
只在一个平面上振动的光， 称为平面偏振光。
6.3.1.2物质的旋光性
能使平面偏振光振动平面旋转的物质称为物质的旋光性，
非手性分子：不具有手性的分子称为非手性分子。
手性碳：连有四个不同基团的碳原子
6.2.2对称因素 •6.2.2.1对称轴
Cn的对称操作是旋转
•6.2.2.2对称面
对称面的对称操作是反映（即照镜子） 具有对称面的分子是非手性分子。
6.2.2.3对称中心
对称中心的对称操作是反演。有对称中心的分子无手性。
小结：
1、如何判断一个分子是手性分子 2、对称因素手性分子对映体外消旋体内消旋体 旋光性之间的关系，它们的性质是否相同。 3、旋光度的概念，比旋光度的意义。
4、菲舍尔投影式、透视式的书写及相互转换。
5、用D/L和R/S标记法命名 作业：1（2，3）、2（2）、4（1，2）、6（1，2，3，4）、11 预习：第7章 卤代烃