有机化合物的构造构型和构象

O CH3CCH2COOEt
酮式
OO CH3CCH2CCH3
酮式
OH
CH3C CCOOEt H 烯醇式
OH
CH3C CCOCH3 H
烯醇式
3.1 构造异构
碳链异构 官能团位置异构
没有数目限制，碳数越多，异构体数目 就越多 理化性质相近有差异，分离困难 难以通过简单的化学或物理方法相互转变
官能团异构 互变异构
手 性：
物与其镜像不能重叠的现象
手性分子: 不能和其镜象重合的分子
非手性分子：能和其镜象重合的分子
乳酸分子
名称
熔点/oC
(+)-酒石酸 170
(-)-酒石酸 170
[]25(20%水） 溶解度 pka1 pka2
+12o
139 2.93 4.23
- 12o
139 2.93 4.23
3.3.1 手性 如何判断一个有机分子是否具有手性
CH2
H
Cl
CH2
CH2
Cl
3.3.2 对称性
3）对称轴
N
H
H H
C3
非手性 （无）
CH3
C2
CH3 手性 （ 有）
HH CH3 CH3
H H C2
非手性 （无）
只含旋转轴对称因素的分子是手性分子
HO H
（
3.3.3 对映异构和旋光性
对映异构体
凡手性分子，必有互为镜像的构型， 互为镜像的两种构型的异构体称为对映体
CH3CCHH32CCHO2COCHO3OCCHH2C3COOHOCO3HCHCO3HCCO3HHC3H2CC3OOOOCHH3 CH3COOCH3 CH3CCHO3CClOCClHC3HCC2lOCCHlO2CCHClCOHH32CCOHCOl ClCH2CHO
3.1 构造异构
互变异构
两个异构体迅速地相互转化，是一种特殊的官能团异构，构 成处于动态平衡的混合物动态异构，不能分离出来，但仪器 可以检测出来
性质差别
物理性质：相同 化学性质：仅在手性环境下表现出差别 旋光性：对偏振光的作用不同
名称
熔点/oC
(+)-酒石酸 170
(-)-酒石酸 170
[]25(20%水） 溶解度 pka1 pka2
+12o
139 2.93 4.23
- 12o
139 2.93 4.23
3.3.4 构型的表示法和构形的标记 1 构型的表示法
只有两种处于平衡态的异构体， 不能分离，理化性质没有区别。
3.2 顺反异构 构型是指分子中各原子和基团在空间的相对位置 是分子结构体现的一种表观现象，即分子的几何形象 构型异构是指具有相同构造的分子，由于构型不同产生的异构
构型异构
顺反异构
对映异构
3.2.1 烯烃的顺反异构
CH3 C
H
CH3 C
H
H COOH
COOHCOOH
COOHCOOHHOOC H H COOH
CH3
CCHO3HHC
H OH
S-(+)-乳S酸-(+)-乳酸
H C H C HO HO HCOH3 CH3
R-(-)-乳R酸-(-)-乳酸
H HCOCOOHOHOH CH3HOOC CHH3
立体透视式
HFiOsHOhOCerO投CH影H式
有机化合物的异构体分类
同分异构
构造异构
立体异构
碳
官
链
能
（骨
团
架）
位
异
置
构
异
构
官
互 构象
能
变 异构
构型 异构
团
异
异
构
顺
光
构
反
学
异
异
构
构
3.1 构造异构 构 造：分子中原子相互连接的方式 构造异构：分子式相同，分子中原子相互连接方式不同
构造异构
碳链异构
官能团异构
官能团 位置异构
互变异构
3.1 构造异构
烯烃的顺反异构的命名（见光盘）
3.2.2 环烷烃的顺反异构 环上必须有两个或两个以上带有不同取代基或原子的碳原子
顺式
反式
3.2.2环烷烃的顺反异构
H COOH
HOOC H
反-环丙烷-1，2-二甲酸
CH3 H3C
H H 顺-1，2-二甲基环己烷
H H3C
CH3 H 反-1，2-二甲基环己烷
3.3 对映异构 3.3.1 手性
模型
对称性
对称面
对称心
对称轴
如果一个分子结构中即没有对称面又没有对称中心， 则该分子具有手性
3.3.2 对称性 1） 对称面
Cl C
H
H C
Cl
Cl
CH Cl CH3
非 手 性
分
子
COOH H OH H OH
COOH
1个σ
3.3.2 对称性 2） 对称心
Cl FH
H HF
Cl CH2
非 手 性 分 子
2、构型的标记 D-L标记法
甘油醛构型的确定：任意指定
其他化合物构型的确定：通过化学反应与甘油醛相关联
CH3 C
H
H C
CH3
bp(℃)
4
mp(℃) 顺CH-23--1丁3C9烯 C
H
CH3 H
1
C反H-3-21-0丁5C烯℃)
4 -139
1 -105
3.2.1 烯烃的顺反异构 产生条件：双键上的每个碳原子分别连有两个不同的原子或基团
A
A
CC
B
B
A
B
CC
B
A
判断下面化合物 是否存在顺反异构？
碳链异构 最普遍，异构体数目巨大，物理性质和化学性 质十分接近，分离困难。
C烷H、3C烯H、2C炔H、2C脂H环3 烃C、H3芳CC烃HH3C和H脂3 肪C烃H3含C氧H2化CH化2合CH物3碳C链H异3CC构HH3CH3
CHC3 H3 CH3CH2CH2CH3CHC3H3CHCH3
CH3
CH3 CH3
CH3CHO
CHO
CH3 CHO
CH3 CH3
CHO
CHO
CHO
3.1 构造异构 官能团位置异构
异构体数目较多，理化性质相近，分离较难
H3 CH3 CH CH CH3
CH3
CH3
3 CH3CH3 3CH3
Br
Br
CH Br C3OCOHH3 Br
O O
OO
Br
COOH Br
COOH
O
COOH COOH
1 构型的表示法
Fischer投影式
交叉点 手性碳（位于纸平面上）
COOH
CH H3C OH
COOH
（后）
COOH
HO C H （前）HO
H （前）
CH3
CH3
（后）
竖直键代表伸向纸后面的键 水平键代表伸向纸前面的建
Fischer投影式的书写原则
遵循横前竖后的原则。 可在纸面上转180°， 不能在纸面上转90° ，270° 不能离开纸面翻转180° 交换两基团，改变构型；交换两次，构型不变
O
3.1 构造异构 官能团异构 异构体之间化学和物理性质差别较大，分离十分容易
CH3COHC3HO3CHCC3HH33OCCCHHH32OC3 HHC2COHHH33COHC2OHH3 CH3CH2OH CH3CCHH32CCHH2COCHH3COCHH32CCCOHHC3OCCHO3HCC3HHC33HCO2CCHHO3 CH3COCH3