1、第八章 对映异构 碳架异构 官能团异构 位置异构 互变异构 构象异构 构型异构 构造异构 同分异构 立体异构 顺反异构 光学异构（对映异构）第一节 偏光性与旋光性第二节 分子的手性和对映异构第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构第四节 含两个手性碳原子化合物的对映异构第一节 偏光性与旋光性一、偏振光 光是一种电磁波，光振动的方向与它前进的方向垂直。普通光由不同波长的光组成，这些不同波长的光在无数个垂直于其传播路线的平面内振动。当普通光通过一个由方解石制成的尼可尔（Nicol）棱镜时，只有振动方向和棱镜晶轴平行的光才能通过，所得到的光就只在一个平面上振动。这种只在某一平面上振动的光叫做平面偏振
2、光，简称偏振光。（a）普通光普通光 尼可尔棱镜 偏振光（b）偏振光的产生晶轴旋光性:物质能使偏振光的振动平面发生旋转的性质。具有旋光性的物质叫做旋光性物质，也称光学活性物质。如乳酸、甘油醛、葡萄糖等。而水、乙醇、乙酸等称非旋光性物质。偏振光旋光性物质旋转后的偏振光 当偏振光通过某一旋光性物质时，其振动平面会向着某一方向旋转一定的角度，这一角度叫做旋光度，通常用“”表示。晶轴晶轴目镜光源起偏镜偏振光盛液管旋转后的检偏镜通过检偏镜偏振光的偏振光二、比旋光度 使偏振光振动平面按逆时针方向旋转的物质称左旋体，用“”表示；使偏振光振动平面按顺时针方向旋转的物质称右旋体，用“”表示。肌肉分解出来的乳酸是右
3、旋体，称为右旋乳酸。可表示为：（+)-2-羟基丙酸。比旋光度通常规定溶液的浓度为1gml-1，旋光管的长度为1dm，在此条件下测得的旋光度称为比旋光度。被测物质是纯液体，上式中可用该液体的密度替换其浓度来计算比旋光度。t =LC 在绝大多数情况下，分子有无手性往往与分子中是否含有手性碳原子有关。所谓手性碳原子，是指饱和碳原子上连有四个不同的原子或原子团，常用“”号予以标注。例如：CH3CHCH2CH3OHCH3CHCHCH3Cl Br 含有一个手性碳原子的分子往往具有手性。含有多个手性碳原子的分子不一定都具有手性。第二节 分子的手性和对映异构一、分子的手性和对映异构左手镜右手左手的镜像是右手对
4、映关系左、右手对映而不能重合，这种性质称为“手性”。任何物体都有它的镜像。一个有机分子在镜子内也会出现相应的镜像。实物与镜像相应部位与镜面具有相等的距离。实物与镜像的关系叫对映关系。二、对称因素1、对称面就是能将分子分成互为实物和镜像关系两部分的一个平面。CCH3CH3BrBr对称面HCCH3BrClC对称面（a）2,2-二溴丙烷的对称面（b）E-1-氯-2-溴丙烯的对称面由于,二溴丙烷和E-1-氯-2-溴丙烯的分子中都存在对称面，所以它们都是非手性分子，都没有旋光性。2、对称中心就是假设分子中存在一点，过该点作任一条直线，若在该点等距离的两端有相同的原子或基团，则该点就是分子的对称中心。分子
5、中存在对称中心，所以它是非手性分子，没有旋光性。对称中心COOHCH3CH3COOHHHHH第三节 一个手性碳原子化合物 的对映异构。OHHCHOOCH3CHOHCCH3COOH对映体：互为实物和镜像关系的异构体叫做对映异构体，简称对映体。外消旋体；它们的等量混合物可组成一个外消旋体，用（）表示。外消旋体无旋光性。乳酸的一对对映体（透视式）一、构型的表示方法 描述旋光异构体分子中的原子或基团在空间的排列方式时可用透视式和费歇尔（E.Fischer）投影式来表示。1、费歇尔投影式投影规则如下：（1）将碳链竖起来，把氧化态较高的碳原子或命名时编号最小的碳原子放在最上端。（2）横前竖后：与手性碳原子
6、相连的两个横键伸向前方，两个竖键伸向后方。（3）横线与竖线的交点代表手性碳原子。乳酸的构造式 CH3CHCOOHOH乳酸的一对对映体的费歇尔投影式 书写费歇尔投影式时要注意：费歇尔投影式是用平面式来表示分子的立体结构。与手性碳原子相连的两个横键是伸向纸前方的，两个竖键是伸向纸后方的。因此，表示某一个化合物的费歇尔投影式只能在纸平面上平移，也能在纸平面上旋转90或其偶数倍，但不能在纸平面上旋转其奇数倍，也不能离开纸平面翻转,否则得到的费歇尔投影式就代表其对映体的构型。2、透视式透视式是将手性碳原子置于纸平面，与手性碳原子相连的四个键，有三种不同的表示法：用细实线表示处于纸平面，用楔形实线表示伸向
7、纸面前方，用楔形虚线表示伸向纸面后方。例如，乳酸分子的一对对映体可表示如下：OHCOOHCHCH3COOHCHH3CHO二、手性碳原子的构型标记法1、D、L标记法 一般适用于含一个手性碳原子的化合物。在标记氨基酸和糖类化合物的构型时。仍普遍采用。HOHCH3HOHCOOHCOOHCH3HCH3COOHH2NNH2HCH3COOHL（）2氨基丙酸D-（）2氨基丙酸2、R、S标记法眼睛的位置ClCHCH3C2H5Cl C2H5 CH3为顺 时针排列R2氯丁烷ClCHC2H5CH3眼睛的位置Cl C2H5 CH3为逆时针排列S2氯丁烷R、S标记法的规则 按照次序规则，将手性碳原子上的四个原子或原子团
8、按先后次序排列，较优的原子或原子团排在前面。将排在最后的原子或原子团放在离眼睛最远的位置，其余三个原子或原子团放在离眼睛最近的平面上。按先后次序观察其余三个原子或原子团的排列走向，若为顺时针排列，叫做R-构型；若为逆时针排列，叫做S-构型。(S)2甲基丁酸 CCH3HCOOHCH3CH2(R)2甲基丁酸任意调换两个基团，构型相反COOHHCH3CCH3CH2COOHCH3OHHHOCOOHCH3H从右后方观察 从左后方观察 OH COOH CH3为顺时针排列 R乳酸 S乳酸 OH COOH CH3为逆时针排列 对费歇尔投影式，如果最小基团排在竖键上时，其他三个基团在纸面上若为顺时针方向排列，则
9、为R构型；若为逆时针方向排列，则为S构型；如果最小基团排在横键上时，其他三个基团在纸面上若为顺时针方向排列，则为S构型；若为逆时针方向排列，则为R构型。C2H5HClCHOCHOClHC2H5R-2-氯丁醛 C2H5HClCHOS-2-氯丁醛 R-2-氯丁醛 值得注意的是:旋光性化合物的构型（R、S或D、L）和其旋光方向（或）没有必然的联系。但是知道一个旋光性化合物的构型为R，其旋光方向为“”，那么它的对映体的构型为S，其旋光方向为“”。D、L和R、S是两种不同的构型标记方法，它们之间也没有必然的联系。一、含两个不同手性碳原子化合物的旋光异构ClClHHClC2H5CH3HClHCH3C2H5HClHClClCH3C2H5HClHCH3C2H5（2S,3R）（2R,3S）（2S,3S）（2R,3R）第四节 含两个手性碳原子化合物的对映异构
