有机化学徐寿昌立体化学学习教案.pptx

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1、会计学1有机化学有机化学(yu j hu xu)徐寿昌立体化徐寿昌立体化学学第一页，共66页。构造(guzo)异构constitution立体(lt)异构 Stereo-碳链异构(如:丁烷(dn wn)/异丁烷(dn wn)官能团异构(如:乙醚/丁醇)位置异构(如:1-丁烯/2-丁烯)构型异构configuration构象异构(如:乙烷的交叉式与重叠式)conformation顺反；Z、E异构(烯烃)对映异构同分异构 isomerism本章主要讨论立体化学中的对映异构.（2）有机化合物的同分异构现象及分类第1页/共66页第二页，共66页。镜象:物体通过镜面反映出来的形象.特征是以镜面为对称轴,

2、实物与镜象互相(h xing)对称,但不能重合.例1:自然中的镜象8.1 镜象(jn xin)、手性、对称因素与对映体例2:左右手的镜象(jn xin)第2页/共66页第三页，共66页。立体化学(l t hu xu)中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子,而能叠合的分子叫非手性分子.手性(Chirality)与手性分子(fnz)的概念 一个物体若与自身镜象(jn xin)不能叠合,叫具有手性.左手和右手不能叠合 左右手互为镜象第3页/共66页第四页，共66页。例例例例:乳酸乳酸乳酸乳酸2-2-羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸 CH3-CHOH-COOH CH3-CHOH-COOH的立体结构的立体结

3、构的立体结构的立体结构(jigu):(jigu):饱和碳原子饱和碳原子饱和碳原子饱和碳原子(sp3(sp3杂化杂化杂化杂化)具有四面体结构具有四面体结构具有四面体结构具有四面体结构(jigu).(jigu).乳酸(r sun)的分子模型图两个(lin)乳酸模型不能叠合 乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样，它们不能相互叠合,但却互为镜象,乳酸是手性分子。一个分子是否能与镜象叠合,与分子的对称性相关,通过考察分子的对称性可以判断是否手性分子.第4页/共66页第五页，共66页。考察分子的对称性考察分子的对称性考察分子的对称性考察分子的对称性,要考察的对称因素有以下四种要考察的对称因素有以下四种要考

4、察的对称因素有以下四种要考察的对称因素有以下四种:设设设设想想想想分分分分子子子子中中中中有有有有一一一一条条条条直直直直线线线线(zhxin),(zhxin),当当当当分分分分子子子子以以以以此此此此直直直直线线线线(zhxin)(zhxin)为为为为轴轴轴轴旋旋旋旋转转转转360/n360/n后后后后,(n=,(n=正正正正整整整整数数数数),),得得得得到到到到的的的的分分分分子子子子与与与与原原原原来的分子相同来的分子相同来的分子相同来的分子相同,这条直线这条直线这条直线这条直线(zhxin)(zhxin)就是分子的就是分子的就是分子的就是分子的n n重对称轴重对称轴重对称轴重对称轴.

5、有2重对称轴的分子(fnz)(C2)(1)对称轴(旋转轴)-Cn旋转(xunzhun)180 n=2例:2-丁烯 分子的对称性与手性的关系第5页/共66页第六页，共66页。设设设设想想想想分分分分子子子子中中中中有有有有一一一一平平平平面面面面,它它它它可可可可以以以以(ky(ky)把把把把分分分分子子子子分分分分成成成成互互互互为镜象的两半为镜象的两半为镜象的两半为镜象的两半,这个平面就是对称面这个平面就是对称面这个平面就是对称面这个平面就是对称面.有对称(duchn)面的分子(2)对称(duchn)面(镜面)-例:氯乙烷第6页/共66页第七页，共66页。设设设设想想想想(shxi(shxi

6、 ng)ng)分分分分子子子子中中中中有有有有一一一一个个个个点点点点,从从从从分分分分子子子子中中中中任任任任何何何何一一一一个个个个原原原原子子子子出出出出发发发发,向向向向这这这这个个个个点点点点作作作作一一一一直直直直线线线线,再再再再从从从从这这这这个个个个点点点点将将将将直直直直线线线线延延延延长长长长出出出出去去去去,在在在在与与与与该该该该点点点点前前前前一一一一线线线线段段段段等等等等距距距距离离离离处处处处,可可可可以以以以遇遇遇遇到到到到一一一一个个个个同同同同样样样样的的的的原原原原子子子子,这这这这个个个个点就是对称中心点就是对称中心点就是对称中心点就是对称中心.有对

7、称中心的分子(fnz)(3)对称中心-i1,3-二甲基环丁烷(dn wn)1,2-二氯乙烯第7页/共66页第八页，共66页。设设设设想想想想分分分分子子子子中中中中有有有有一一一一条条条条直直直直线线线线,当当当当分分分分子子子子以以以以此此此此直直直直线线线线为为为为轴轴轴轴旋旋旋旋转转转转360/n360/n后后后后,再再再再用用用用一一一一个个个个与与与与此此此此直直直直线线线线垂垂垂垂直直直直的的的的平平平平面面面面进进进进行行行行反反反反映映映映(即即即即作作作作出出出出镜镜镜镜象象象象(jn(jn xinxin),),如如如如果果果果得得得得到到到到的的的的镜镜镜镜象象象象(jn(

8、jn xinxin)与与与与原原原原来来来来的分子完全相同的分子完全相同的分子完全相同的分子完全相同,这条直线就是交替对称轴这条直线就是交替对称轴这条直线就是交替对称轴这条直线就是交替对称轴.()旋转90后得()，()作镜象(jn xin)得()，()等于()。该分子为有4重交替对称轴的分子，记为S4.(4)交替(jiot)对称轴(旋转反映轴)-Sn4n=4第8页/共66页第九页，共66页。以下以下以下以下(y(y xi)xi)分子中存在哪些对分子中存在哪些对分子中存在哪些对分子中存在哪些对称因素称因素称因素称因素?ClClClClClClClClClClClCl绕轴旋转(xunzhun)90

9、镜面(jn min)C2;2;无i;S4 重 合第9页/共66页第十页，共66页。手手手手性性性性分分分分子子子子既既既既没没没没有有有有对对对对称称称称面面面面,又又又又没没没没有有有有对对对对称称称称中中中中心心心心,也也也也没没没没有有有有4 4重重重重交交交交替替替替对对对对称称称称轴的分子轴的分子轴的分子轴的分子,都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合,都是手性分子都是手性分子都是手性分子都是手性分子.非非非非手手手手性性性性分分分分子子子子凡凡凡凡具具具具有有有有(jy(jy u)u)对对对对称称称称面面面面、对对对对称称称称中中中中心心心心或或或

10、或交交交交替替替替对对对对称称称称轴轴轴轴的的的的分子分子分子分子.对称轴的存在与否对分子是否具有对称轴的存在与否对分子是否具有对称轴的存在与否对分子是否具有对称轴的存在与否对分子是否具有(jy(jy u)u)手性没有决定作用手性没有决定作用手性没有决定作用手性没有决定作用.在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心,或者同时(tngsh)还具有4重对称轴.没有对称面或对称中心,只有4重交替对称轴的非手性分子是个别的.手性分子的一般判断(pndun):只要一个分子既没有对称面，又没有对称中心，就可以初步判断(pndun)它是手性分子.总结:对称因素与手性的关系第10页/共66页第十

11、一页，共66页。凡凡凡凡是是是是手手手手性性性性分分分分子子子子,必必必必有有有有互互互互为为为为镜镜镜镜象象象象的的的的构构构构型型型型.分分分分子子子子的的的的手手手手性性性性是是是是存存存存在在在在对对对对映映映映体体体体的的的的必必必必要要要要和和和和充分条件充分条件充分条件充分条件.互为镜象的两种构型的异构体叫做对映异构体互为镜象的两种构型的异构体叫做对映异构体互为镜象的两种构型的异构体叫做对映异构体互为镜象的两种构型的异构体叫做对映异构体,简称对映体简称对映体简称对映体简称对映体.一一一一对对对对对对对对映映映映体体体体的的的的构构构构造造造造(guzo)(guzo)相相相相同同同

12、同,只只只只是是是是立立立立体体体体结结结结构构构构不不不不同同同同,这这这这种种种种立立立立体体体体异异异异构构构构就就就就叫叫叫叫对对对对映异构映异构映异构映异构.对映异构与对映异构体例如:乳酸是手性分子(fnz)，故有对映体存在.对映体之间性质(xngzh)差异?第11页/共66页第十二页，共66页。对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质(wl(wl xngzh)(xngzh)(熔点熔点熔点熔点,沸点沸点沸点沸点,相对密度相对密度相对密度相对密度.,.,以及光谱以及光谱以及光谱以及光谱)都相同，只有对偏振光的作用不同。都相同，只有对偏振光的作用不

13、同。都相同，只有对偏振光的作用不同。都相同，只有对偏振光的作用不同。偏正光的形成(xngchng)偏正光的旋转(xunzhun)8.2 旋光性和比旋光度8.2.1 旋光性第12页/共66页第十三页，共66页。旋光性旋光性旋光性旋光性:能旋转偏正光的振动方向的性质能旋转偏正光的振动方向的性质能旋转偏正光的振动方向的性质能旋转偏正光的振动方向的性质(xngzh).(xngzh).旋光性物质旋光性物质旋光性物质旋光性物质(或光活性物质或光活性物质或光活性物质或光活性物质):):具有旋光性的物质具有旋光性的物质具有旋光性的物质具有旋光性的物质.旋光的相关概念(ginin)及旋光性的表示方法:在有机化学

14、中,凡是手性分子都具有旋光性;而非手性分子则没有旋光性.对映体是一对相互对映的手性分子,它们都有旋光性,两者的旋光方向相反,但旋光度(gungd)(能力)相同.右旋物质-能使偏正光的振动方向向右旋的物质.通常用“d”或“+”表示右旋.左旋物质-能使偏正光的振动方向向左旋的物质.通常用“l ”或 “-”表示左旋.旋光度-偏正光振动方向的旋转角度.用“”表示.第13页/共66页第十四页，共66页。由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向甚至旋光方向甚至旋光方向甚至旋光方向,不仅与物不仅与物不仅与物不仅与物质结构有关质结构有关质结构有关质结构有关

15、,而且与测定的条件而且与测定的条件而且与测定的条件而且与测定的条件(样品浓度样品浓度样品浓度样品浓度,盛放样品盛放样品盛放样品盛放样品管的长度管的长度管的长度管的长度,偏正光的波长偏正光的波长偏正光的波长偏正光的波长(bchng)(bchng)及测定温度等及测定温度等及测定温度等及测定温度等)有有有有关关关关.(1)比旋光度在溶液浓度规定为1g/mL,盛液管的长度(chngd)规定为1dm的条件下测得的旋光度叫比旋光度.一般用表示.比旋光度只决定于物质的结构,各种化合物的比旋光度是它们各自特有的物理常数.8.2.2 比旋光度第14页/共66页第十五页，共66页。用任一浓度的溶液用任一浓度的溶液

16、用任一浓度的溶液用任一浓度的溶液,在任一长度的盛液管中进行在任一长度的盛液管中进行在任一长度的盛液管中进行在任一长度的盛液管中进行(jnxng)(jnxng)测定测定测定测定,然后将实际测得的旋光度然后将实际测得的旋光度然后将实际测得的旋光度然后将实际测得的旋光度,按下式按下式按下式按下式换算成比旋光度换算成比旋光度换算成比旋光度换算成比旋光度:=式中:C-溶液(rngy)浓度(g/ml);l -管长(dm)若被测得物质是纯液体(yt),则按下式换算:=/l 式中:-液体(yt)的密度(g/cm3).lC(2)比旋光度的测定与换算第15页/共66页第十六页，共66页。通常将测定时的温度和偏正光

17、的波长标出通常将测定时的温度和偏正光的波长标出通常将测定时的温度和偏正光的波长标出通常将测定时的温度和偏正光的波长标出:t t溶剂溶剂溶剂溶剂(rngj)(rngj)对比旋光度也有影响对比旋光度也有影响对比旋光度也有影响对比旋光度也有影响,所以也要注明溶剂所以也要注明溶剂所以也要注明溶剂所以也要注明溶剂(rngj).(rngj).例例例例:在在在在2020时时时时,以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋光度为右旋光度为右旋光度为右旋52.5,52.5,记为记为记为记为:“D”代表

18、钠光波长.因钠光波长589nm相当于太阳(tiyng)光谱中的D线.20=+52.5(水）D(3)比旋光度的表示(biosh)方法第16页/共66页第十七页，共66页。手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子 有有有有机机机机化化化化合合合合物物物物中中中中手手手手性性性性分分分分子子子子大大大大都都都都含含含含有有有有与与与与四四四四个个个个互互互互不不不不相相相相同同同同的的的的基基基基团团团团相相相相连连连连的的的的碳碳碳碳原原原原子子子子。这这这这种种种种碳碳碳碳原原原原子子子子没没没没有有有有(mi(mi y y u)u)任任任任何何何何对对对对称称称称因因因因素素素素,叫叫叫叫不不

19、不不对对对对称称称称碳碳碳碳原原原原子子子子或或或或手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子.在在在在结结结结构构构构式中通常用式中通常用式中通常用式中通常用*标出手性碳原子。标出手性碳原子。标出手性碳原子。标出手性碳原子。含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子.一个手性碳原子可以有两种构型。具有手性的物质与分子中有无(yu w)手性碳原子无关.8.3 含有(hn yu)一个手性碳原子的化合物的对映异构第17页/共66页第十八页，共66页。例：乳酸例：乳酸例：乳酸例：乳酸(r(r sun)CH3CHOHCOOH sun)CH3CHOHCOOH*右旋乳酸(r sun)15=+2.6 熔点=53

20、左旋(zu xun)乳酸15=-2.6 熔点=53 外消旋体不仅没有旋光性，且其他物理性质也往往与单纯的旋光体不同.例如：外消旋体乳酸熔点为18.*DD外消旋体由等量的对映体相混合而成的混合物.第18页/共66页第十九页，共66页。乳酸的分子(fnz)模型和投影式两个竖立的键表示向纸面背后(bihu)伸去的键;两个横在两边的键表示向纸面前方伸出的键.在纸面上旋转(xunzhun)180构型不变；旋转(xunzhun)90或270或翻身镜象牢记8.4 构型的表示法，构型的确定和构型的标记8.4.1 构型的表示法（1）菲舍尔（Fischer）投影式第19页/共66页第二十页，共66页。将将将将手手

21、手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子表表表表示示示示(bi(bi osh)osh)在在在在纸纸纸纸面面面面上上上上，用用用用实实实实线线线线表表表表示示示示(bi(bi osh)osh)在在在在纸纸纸纸面面面面上上上上的的的的键键键键，虚虚虚虚线线线线表表表表示示示示(bi(bi osh)osh)伸伸伸伸向向向向纸纸纸纸后后后后方的键，用锲形实线表示方的键，用锲形实线表示方的键，用锲形实线表示方的键，用锲形实线表示(bi(bi osh)osh)伸向纸前方的键。伸向纸前方的键。伸向纸前方的键。伸向纸前方的键。Fischer投影(tuyng)式锲形式(xngsh)锲形式Fischer投影式（2）锲

22、形式比较直观第20页/共66页第二十一页，共66页。8.4.2 8.4.2 构型的确定构型的确定构型的确定构型的确定 菲舍尔投影菲舍尔投影菲舍尔投影菲舍尔投影(tuy(tuy ng)ng)式、锲形式看不出左、式、锲形式看不出左、式、锲形式看不出左、式、锲形式看不出左、右旋；旋光仪可测定旋光方向，但不能判断构右旋；旋光仪可测定旋光方向，但不能判断构右旋；旋光仪可测定旋光方向，但不能判断构右旋；旋光仪可测定旋光方向，但不能判断构型。型。型。型。甘油醛标准比较法:人为指定()为右旋甘油醛(+)的构型；()为左旋甘油醛(-)的构型。以甘油醛这种的构型为标准，比照其他(qt)化合物的的结构来确定相对构型

23、。第21页/共66页第二十二页，共66页。左旋(zu xun)乳酸D-测定此乳酸旋光方向(fngxing)为左旋比照方法：利用反应过程中与手性碳原子直接相连的键不发生断裂，以保证(bozhng)手性碳原子的构型不发生变化，最后和规定构型的甘油醛进行结构比照。例如：通过系列化学反应证明，左旋乳酸和右旋甘油醛的构型一致 D-。右旋甘油醛指定构型D-Na-Hg第22页/共66页第二十三页，共66页。两种甘油醛的绝对构型两种甘油醛的绝对构型两种甘油醛的绝对构型两种甘油醛的绝对构型-和规定和规定和规定和规定(gudng)(gudng)的一致的一致的一致的一致右旋酒石酸铷钠的绝对构型：右旋酒石酸铷钠的绝对

24、构型：右旋酒石酸铷钠的绝对构型：右旋酒石酸铷钠的绝对构型：（1 1）标准比较法得出此构型，测得结果为右旋。）标准比较法得出此构型，测得结果为右旋。）标准比较法得出此构型，测得结果为右旋。）标准比较法得出此构型，测得结果为右旋。（2 2）X X光光光光衍衍衍衍射射射射直直直直接接接接确确确确定定定定右右右右旋旋旋旋酒酒酒酒石石石石酸酸酸酸铷铷铷铷钠钠钠钠与与与与此此此此推推推推出出出出的的的的构构构构型一致。型一致。型一致。型一致。（3 3）所所所所以以以以人人人人为为为为指指指指定定定定的的的的甘甘甘甘油油油油醛醛醛醛的的的的构构构构型型型型也也也也是是是是其其其其绝绝绝绝对对对对构构构构型型

25、型型。以此为标准确定的其它相对构型也是绝对构型。以此为标准确定的其它相对构型也是绝对构型。以此为标准确定的其它相对构型也是绝对构型。以此为标准确定的其它相对构型也是绝对构型。注意:从构型上不能判定物质的旋光方向(须测定).构型的确定在于(ziy)阐明左、右旋某物质的构型形式（即分子中各原子或基团在空间的排列方式）。第23页/共66页第二十四页，共66页。构构构构造造造造(guzo)(guzo)相相相相同同同同而而而而构构构构型型型型不不不不同同同同的的的的异异异异构构构构体体体体在在在在命命命命名名名名时时时时，有有有有必必必必要要要要对其构型予以标记。构型的标记方法有两种：对其构型予以标记。

26、构型的标记方法有两种：对其构型予以标记。构型的标记方法有两种：对其构型予以标记。构型的标记方法有两种：右右右右旋旋旋旋甘甘甘甘油油油油醛醛醛醛的的的的构构构构型型型型定定定定为为为为DD型型型型，左左左左旋旋旋旋甘甘甘甘油油油油醛醛醛醛的的的的构构构构型型型型定定定定为为为为L L型型型型.凡凡凡凡通通通通过过过过实实实实验验验验证证证证明明明明其其其其构构构构型型型型与与与与D-D-相相相相同同同同的的的的化化化化合合合合物物物物，都都都都叫叫叫叫DD型型型型，在在在在命命命命名名名名时时时时标标标标以以以以“D”;“D”;而而而而构构构构型型型型与与与与L-L-甘甘甘甘油油油油醛醛醛醛相相

27、相相同同同同的的的的，都都都都叫叫叫叫L L型型型型，在在在在命命命命名名名名时时时时标标标标以以以以“L”.“L”.例：左旋乳酸：例：左旋乳酸：例：左旋乳酸：例：左旋乳酸：D-(-)-D-(-)-乳酸乳酸乳酸乳酸;右旋乳酸右旋乳酸右旋乳酸右旋乳酸:L-(+)-:L-(+)-乳酸乳酸乳酸乳酸 D、L只表示构型，而不表示旋光方向。旋光方向以“+”(右旋)、“-”(左旋(zu xun)表示。D-L标记法只适合分子中含有一个C*的构型.8.4.3 构型的标记(bioj)（1）以甘油醛为对照标准的DL法:第24页/共66页第二十五页，共66页。根据根据根据根据(gnj)(gnj)手性碳原子所连接的四个

28、不同基团在手性碳原子所连接的四个不同基团在手性碳原子所连接的四个不同基团在手性碳原子所连接的四个不同基团在空间的空间的空间的空间的排列次序来标记构型的方法：排列次序来标记构型的方法：排列次序来标记构型的方法：排列次序来标记构型的方法：假定手性碳原子所连接的四个基团为假定手性碳原子所连接的四个基团为假定手性碳原子所连接的四个基团为假定手性碳原子所连接的四个基团为a,b,c,d,a,b,c,d,并并并并将它们按次序（烯烃次序规则将它们按次序（烯烃次序规则将它们按次序（烯烃次序规则将它们按次序（烯烃次序规则:原子序数大小）排队原子序数大小）排队原子序数大小）排队原子序数大小）排队.若若若若a,b,c

29、,da,b,c,d四个基团的顺序是四个基团的顺序是四个基团的顺序是四个基团的顺序是a ab bc cd,d,将该手将该手将该手将该手性碳原子在空间作如下安排：性碳原子在空间作如下安排：性碳原子在空间作如下安排：性碳原子在空间作如下安排：(2)R-S标记(bioj)法 把排在最后的基团d放在离观察者最远的位置(wi zhi)，然后 按轮转方向a b c观察其他三个基团。轮转方向为顺时针,该C*的构型标记为“R”(右)；轮转方向为逆时针,该C*的构型标记为“S”(左).第25页/共66页第二十六页，共66页。例如：例如：例如：例如：锲形式锲形式锲形式锲形式(xngsh)(xngsh)的的的的R-S

30、R-S标记法标记法标记法标记法RS顺时针反时针(shzhn)基团(j tun)次序为：abcdR:Rectus(右)S:Sinister(左)第26页/共66页第二十七页，共66页。（1 1）将次序排在最后的基团）将次序排在最后的基团）将次序排在最后的基团）将次序排在最后的基团d d放在一个竖立的（即指向放在一个竖立的（即指向放在一个竖立的（即指向放在一个竖立的（即指向 后方的）键上，然后依次轮看后方的）键上，然后依次轮看后方的）键上，然后依次轮看后方的）键上，然后依次轮看a a、b b、c c。（2 2）轮转）轮转）轮转）轮转(lnzhun)(lnzhun)顺序为顺时针，该投影式代表的构型为

31、顺序为顺时针，该投影式代表的构型为顺序为顺时针，该投影式代表的构型为顺序为顺时针，该投影式代表的构型为R R型；型；型；型；轮转轮转轮转轮转(lnzhun)(lnzhun)顺序为逆时针，该投影式代表的构型为顺序为逆时针，该投影式代表的构型为顺序为逆时针，该投影式代表的构型为顺序为逆时针，该投影式代表的构型为S S型。型。型。型。c基团(j tun)次序为：abcd顺时针逆时针(一)菲舍尔投影(tuyng)式中最小的基团d在竖键上(3)菲舍尔投影式的R-S标记法：第27页/共66页第二十八页，共66页。顺时针方向轮转的顺时针方向轮转的顺时针方向轮转的顺时针方向轮转的-该投影该投影该投影该投影(t

32、uy(tuy ng)ng)式代表的构型为式代表的构型为式代表的构型为式代表的构型为S S型型型型 逆时针方向轮转的逆时针方向轮转的逆时针方向轮转的逆时针方向轮转的-该投影该投影该投影该投影(tuy(tuy ng)ng)式代表的构型为式代表的构型为式代表的构型为式代表的构型为R R型。型。型。型。基团(j tun)次序为：abcd(二)菲舍尔投影(tuyng)式中最小的基团d在横键上d在竖键上d在横键上顺时针逆时针RS逆时针顺时针第28页/共66页第二十九页，共66页。例如例如例如例如(lr)(lr)：乳酸：乳酸：乳酸：乳酸CH3CHCOOHCH3CHCOOH手性碳原子的四个基团排队：手性碳原子

33、的四个基团排队：手性碳原子的四个基团排队：手性碳原子的四个基团排队：OH OH 基团次序基团次序基团次序基团次序:OH COOH CH3 H.:OH COOH CH3 H.因此乳酸的两种构型可识别和标记如下：因此乳酸的两种构型可识别和标记如下：因此乳酸的两种构型可识别和标记如下：因此乳酸的两种构型可识别和标记如下：(右旋):S-(+)-乳酸(r sun)(左旋(zu xun):R-(-)-乳酸S 楔形式投影式RH在竖键第29页/共66页第三十页，共66页。判断下列(xili)物质菲舍尔投影式的构型:BrHClCH3H2NHCH3CH3ClCOOHCH(CH3)2ClCH2基团(j tun)次序

34、 Br Cl CH3 H H2N COOH CH3 H Cl CH2ClCH(CH3)2 CH3SSR第30页/共66页第三十一页，共66页。(4)(4)分子中有多个手性碳原子的化合物：命名时可用分子中有多个手性碳原子的化合物：命名时可用分子中有多个手性碳原子的化合物：命名时可用分子中有多个手性碳原子的化合物：命名时可用 R-S R-S标记标记标记标记(bioj)(bioj)法将每个手性碳原子的构型一一标出。法将每个手性碳原子的构型一一标出。法将每个手性碳原子的构型一一标出。法将每个手性碳原子的构型一一标出。例如：例如：例如：例如：C-2 C-2所连接的四个基团的次序所连接的四个基团的次序所连

35、接的四个基团的次序所连接的四个基团的次序:OH CHOHCH2CH3 CH3 H OH CHOHCH2CH3 CH3 H所连接的四个基团的次序所连接的四个基团的次序所连接的四个基团的次序所连接的四个基团的次序:OH CHOHCH3 CH2CH3 H OH CHOHCH3 CH2CH3 HR:S:H在横键;顺时针H在横键;逆时针第31页/共66页第三十二页，共66页。(2S,3R)-2,3-戊二醇（5）手性化合物的命名：将手性碳原子的位次连同(lintng)构型写在括号里：例如：第32页/共66页第三十三页，共66页。注注注注意意意意:R:R和和和和S S是是是是手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原

36、子子子子的的的的构构构构型型型型根根根根据据据据所所所所连连连连基基基基团团团团的的的的排排排排列列列列顺顺顺顺序所作的标记序所作的标记序所作的标记序所作的标记.在在在在一一一一个个个个化化化化学学学学反反反反应应应应(huxu(huxu f f nyng)nyng)中中中中,如如如如果果果果手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子构构构构型型型型保保保保持持持持不不不不变变变变,产产产产物物物物的的的的构构构构型型型型与与与与反反反反应应应应物物物物的的的的相相相相同同同同,但但但但它它它它的的的的R R或或或或S S标记却不一定与反应物的相同标记却不一定与反应物的相同标记却不一定与反应物的

37、相同标记却不一定与反应物的相同.反反反反之之之之,如如如如果果果果反反反反应应应应后后后后手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的构构构构型型型型发发发发生生生生了了了了转转转转化化化化,产产产产物物物物构构构构型的型的型的型的R R或或或或S S标记也不一定与反应物的不同标记也不一定与反应物的不同标记也不一定与反应物的不同标记也不一定与反应物的不同.因为经过化学反应,产物的手性碳原子上所连接的基团与反应物的不样了,产物和反应物的相应基团的排列(pili)顺序可能相同,也可能不同。产物构型的R或S标记,决定于它本身四个基团的排列(pili)顺序,与反应前后构型是否保持不变无关。第33页

38、/共66页第三十四页，共66页。例如(lr)：RS第34页/共66页第三十五页，共66页。结论：结论：结论：结论：含有一个手性碳原子的化合物有一对对映体。含有一个手性碳原子的化合物有一对对映体。含有一个手性碳原子的化合物有一对对映体。含有一个手性碳原子的化合物有一对对映体。分分分分子子子子中中中中若若若若有有有有多多多多个个个个手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子，立立立立体体体体异异异异构构构构的的的的数数数数目目目目就就就就要要要要(ji(ji yo)yo)多多多多些些些些：若若若若含含含含有有有有n n个个个个手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的化化化化合合合合物物物物，

39、最最最最多多多多可可可可以以以以有有有有2n2n种立体异构。种立体异构。种立体异构。种立体异构。有些分子的立体异构数目少于有些分子的立体异构数目少于有些分子的立体异构数目少于有些分子的立体异构数目少于 2n 2n这个最大数。这个最大数。这个最大数。这个最大数。8.5 含有多个(du)手性碳原子化合物的立体异构第35页/共66页第三十六页，共66页。例例例例:2-:2-羟基羟基羟基羟基(qi(qi ngj)-3-ngj)-3-氯丁二酸氯丁二酸氯丁二酸氯丁二酸HOOC-CH-CH-COOHHOOC-CH-CH-COOH的立的立的立的立体异构体异构体异构体异构 OH Cl OH Cl*这四种(s z

40、hn)异构体中(I)和(II)是对映体;(III)和(IV)是对映体.(I)和(II)等量混合物是外消旋体；(III)和(IV)等量混合物也是外消旋体。(I)或(II)和(III)、(IV)是非对映体。第36页/共66页第三十七页，共66页。非非对对映映体体(I)和和(III)或或(IV)以以及及(II)和和(III)或或(IV)也也是是立立体体异异构构，但但它它们们不不是是互互为为镜镜象象，不不是是对对映映体体，这这种种不不对对映映的的立立体体异异构构体叫做非对映体体叫做非对映体.非非对对映映体体旋旋光光度度(gungd)不不相相同同,而而旋旋光光方方向向则则可可能能相相同同,也也可可能能不

41、不同同,其它物理性质都不相同其它物理性质都不相同:非对映体混合在一起,可以用一般的物理(wl)方法将它们分离出来.2-羟基(qingj)-3-氯丁二酸的物理性质第37页/共66页第三十八页，共66页。n n例例例例:酒石酸酒石酸酒石酸酒石酸 HOOC-CH-CH-COOH HOOC-CH-CH-COOH的立体的立体的立体的立体(lt(lt)异构异构异构异构n n OH OH OH OH*这四种异构体中(I)和(II)是对映体;(III)和(IV)是同一种物质(它们平面旋转180可以相互(xingh)叠合，如下图）：I II III IV(2R,3R)(2S,3S)(2R,3S)(2S,3R)有

42、些分子的立体(lt)异构数目少于2n这个最大数第38页/共66页第三十九页，共66页。(III)(III)通过通过通过通过C(2)-C(3)C(2)-C(3)键中心点的垂直线为轴旋转键中心点的垂直线为轴旋转键中心点的垂直线为轴旋转键中心点的垂直线为轴旋转(xunzhu(xunzhu n)180,n)180,就可以看出它可以与就可以看出它可以与就可以看出它可以与就可以看出它可以与(IV)(IV)是叠合的是叠合的是叠合的是叠合的:以黑点(hi din)为中心在纸面上旋转180(III)和(IV)是同一种物质的本质(bnzh)原因？两个手性碳原子连接的基团完全相同第39页/共66页第四十页，共66页

43、。在它的全重叠式构象中可以找到一个对称面。在它的全重叠式构象中可以找到一个对称面。在它的全重叠式构象中可以找到一个对称面。在它的全重叠式构象中可以找到一个对称面。在它的对位在它的对位在它的对位在它的对位(du wi)(du wi)交叉式构象中可以找到一个对称中心。交叉式构象中可以找到一个对称中心。交叉式构象中可以找到一个对称中心。交叉式构象中可以找到一个对称中心。内消旋体：(III)和(IV)分子内存在对称面，能与其镜象叠合，不是(b shi)手性分子，因此也没有旋光性这种物质叫内消旋体。内消旋体与外消旋体均无旋光性，但它们的本质不同.第40页/共66页第四十一页，共66页。酒酒酒酒石石石石酸

44、酸酸酸之之之之所所所所以以以以有有有有内内内内消消消消旋旋旋旋体体体体，是是是是由由由由于于于于它它它它的的的的两两两两个个个个手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子所连接基团的构造完全相同。所连接基团的构造完全相同。所连接基团的构造完全相同。所连接基团的构造完全相同。当当当当这这这这两两两两个个个个手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的构构构构型型型型相相相相反反反反时时时时，它它它它们们们们在在在在分分分分子子子子内内内内可可可可以以以以互相对映，因此整个互相对映，因此整个互相对映，因此整个互相对映，因此整个(zhngg)(zhngg)分子不再具有手性。分子不再具有手性。分子不

45、再具有手性。分子不再具有手性。含含含含有有有有多多多多个个个个手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的分分分分子子子子却却却却不不不不一一一一定定定定都都都都有有有有手手手手性性性性.所所所所以以以以不不不不能说凡是含有手性碳原子的分子都是手性分子能说凡是含有手性碳原子的分子都是手性分子能说凡是含有手性碳原子的分子都是手性分子能说凡是含有手性碳原子的分子都是手性分子.内内内内消消消消旋旋旋旋酒酒酒酒石石石石酸酸酸酸(III)(III)和和和和有有有有旋旋旋旋光光光光性性性性的的的的酒酒酒酒石石石石酸酸酸酸(I)(I)或或或或(II)(II)是是是是非非非非对对对对映映映映体体体体,它不

46、仅没有旋光性它不仅没有旋光性它不仅没有旋光性它不仅没有旋光性,并且物理性质也相差很大：并且物理性质也相差很大：并且物理性质也相差很大：并且物理性质也相差很大：酒石酸对映异构体小结(xioji)酒石酸的物理性质(wl xngzh)酒石酸酒石酸熔点熔点/（）右旋）右旋（）左旋）左旋（）内消旋）内消旋 170 170 146+12-120外消旋体206第41页/共66页第四十二页，共66页。n n例如例如例如例如(lr)(lr)：戊醛糖（：戊醛糖（：戊醛糖（：戊醛糖（2,3,4,5-2,3,4,5-四羟基戊醛）四羟基戊醛）四羟基戊醛）四羟基戊醛）:含三个C*的化合物最多可能(knng)有23=8种立

47、体异构。第42页/共66页第四十三页，共66页。如果把戊醛糖的两端氧化如果把戊醛糖的两端氧化如果把戊醛糖的两端氧化如果把戊醛糖的两端氧化(y(y nghu)nghu)成羧基成羧基成羧基成羧基,就只有四种立体异构体：就只有四种立体异构体：就只有四种立体异构体：就只有四种立体异构体：假手性碳原子：(III)、(IV)中尽管(jn gun)C-3是手性原子（C-2和C-4所连基团虽构造相同，但构型不同），但(III)、(IV)却是非手性分子.像C-3这样的不能对分子的手性起作用的手性碳原子叫做假手性碳原子.RRRS第43页/共66页第四十四页，共66页。在在在在含含含含有有有有多多多多个个个个(du

48、(du )手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的立立立立体体体体异异异异构构构构体体体体中中中中，只只只只有有有有一一一一个个个个手手手手性性性性碳碳碳碳原原原原子子子子的的的的构构构构型型型型不不不不相相相相同同同同，其其其其余余余余的的的的构构构构型都相同的非对映体，又叫差向异构体。型都相同的非对映体，又叫差向异构体。型都相同的非对映体，又叫差向异构体。型都相同的非对映体，又叫差向异构体。例例例例1 1：内内内内消消消消旋旋旋旋酒酒酒酒石石石石酸酸酸酸与与与与有有有有旋旋旋旋光光光光性性性性的的的的酒酒酒酒石石石石酸酸酸酸只只只只有有有有一一一一个个个个碳碳碳碳原原原原子的构型不

49、相同，所以它们是差向异构体：子的构型不相同，所以它们是差向异构体：子的构型不相同，所以它们是差向异构体：子的构型不相同，所以它们是差向异构体：I II III IV(2R,3R)(2S,3S)(2R,3S)(2S,3R)相同(xin tn)分子内消旋 差向异构体(I)和()、()和(III)都是差向异构体第44页/共66页第四十五页，共66页。例例2：(I)和(II)、(I)和(III)、(I)和(IV)也都是差向异构体第45页/共66页第四十六页，共66页。外外外外消消消消旋旋旋旋体体体体和和和和内内内内消消消消旋旋旋旋体体体体都都都都无无无无旋旋旋旋光光光光性性性性，内内内内消消消消旋旋旋

50、旋体体体体是是是是一一一一种种种种纯纯纯纯物物物物质质质质；外外外外消消消消旋旋旋旋体体体体是是是是由由由由一一一一对对对对旋旋旋旋光光光光方方方方向向向向不不不不同同同同而而而而其其其其它它它它物物物物理理理理性性性性质质质质相相相相同同同同的的的的对对对对映映映映体体体体等量混合而成，可以拆分。等量混合而成，可以拆分。等量混合而成，可以拆分。等量混合而成，可以拆分。拆分拆分拆分拆分将外消旋体分离成旋光体的过程叫将外消旋体分离成旋光体的过程叫将外消旋体分离成旋光体的过程叫将外消旋体分离成旋光体的过程叫“拆分拆分拆分拆分”。用用用用一一一一般般般般的的的的物物物物理理理理方方方方法法法法（分分