第9章 立体异构.ppt

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1、有机化学有机化学第九章第九章 立体异构立体异构苏州卫生职业技术学院苏州卫生职业技术学院2010-6本章主要内容本章主要内容l l第一节第一节第一节第一节 顺反异构顺反异构顺反异构顺反异构l l一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构l l二、脂环烃的顺反异构二、脂环烃的顺反异构二、脂环烃的顺反异构二、脂环烃的顺反异构l l三、三、三、三、Z Z、E E构型和次序规则构型和次序规则构型和次序规则构型和次序规则 第二节第二节第二节第二节 对映异构对映异构对映异构对映异构l l一、偏振光和旋光性一、偏振光和旋光性一、偏振光和旋光性一、偏振光和旋光性l l（一）偏振光和

2、旋光性（一）偏振光和旋光性（一）偏振光和旋光性（一）偏振光和旋光性l l（二）旋光仪（二）旋光仪（二）旋光仪（二）旋光仪（The The PolarimeterPolarimeter）l l（三）旋光度和比旋光度（三）旋光度和比旋光度（三）旋光度和比旋光度（三）旋光度和比旋光度l l二、二、二、二、对映异构对映异构对映异构对映异构l l（一）分子的手性与旋光（一）分子的手性与旋光（一）分子的手性与旋光（一）分子的手性与旋光性性性性l l（二）含一个手性碳原子（二）含一个手性碳原子（二）含一个手性碳原子（二）含一个手性碳原子的化合物的化合物的化合物的化合物l l（三）含两个手性碳原（三）含两个手

3、性碳原（三）含两个手性碳原（三）含两个手性碳原子的化合物子的化合物子的化合物子的化合物l l（四）对映异构体的性（四）对映异构体的性（四）对映异构体的性（四）对映异构体的性质质质质l l三、三、三、三、旋光异构体的拆分旋光异构体的拆分旋光异构体的拆分旋光异构体的拆分l l一、化学法一、化学法一、化学法一、化学法l l二、结晶拆分法二、结晶拆分法二、结晶拆分法二、结晶拆分法l l第三节第三节第三节第三节 构象异构构象异构构象异构构象异构l l一、乙烷的构象异构一、乙烷的构象异构一、乙烷的构象异构一、乙烷的构象异构l l二、丁烷的构象异构二、丁烷的构象异构二、丁烷的构象异构二、丁烷的构象异构l l

4、三、环已烷的构象异构三、环已烷的构象异构三、环已烷的构象异构三、环已烷的构象异构第九章第九章 立体异构立体异构l l构造异构构造异构构造异构构造异构由于分子中原子或原子团的连由于分子中原子或原子团的连由于分子中原子或原子团的连由于分子中原子或原子团的连接顺序和方式不同而产生的异构。接顺序和方式不同而产生的异构。接顺序和方式不同而产生的异构。接顺序和方式不同而产生的异构。l l立体异构立体异构立体异构立体异构分子组成与构造相同的分子，分子组成与构造相同的分子，分子组成与构造相同的分子，分子组成与构造相同的分子，由于分子中原子或原子团在空间排列方式不由于分子中原子或原子团在空间排列方式不由于分子中

5、原子或原子团在空间排列方式不由于分子中原子或原子团在空间排列方式不同而引起的异构。同而引起的异构。同而引起的异构。同而引起的异构。构象异构构象异构构象异构构象异构对映异构对映异构对映异构对映异构顺反异构顺反异构顺反异构顺反异构构型异构构型异构构型异构构型异构立体异构立体异构立体异构立体异构互变异构互变异构互变异构互变异构官能团异构官能团异构官能团异构官能团异构位置异构位置异构位置异构位置异构碳链异构碳链异构碳链异构碳链异构构造异构构造异构构造异构构造异构同同同同分分分分异异异异构构构构第一节第一节 顺反异构顺反异构l l第一节第一节 顺反异构顺反异构l l一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构一

6、、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构l l（一）顺反异构产生的条件（一）顺反异构产生的条件（一）顺反异构产生的条件（一）顺反异构产生的条件l l（二）顺反异构体的命名（二）顺反异构体的命名（二）顺反异构体的命名（二）顺反异构体的命名l l二、脂环烃的顺反异构二、脂环烃的顺反异构二、脂环烃的顺反异构二、脂环烃的顺反异构l l三、三、三、三、Z Z、E E构型和次序规则构型和次序规则构型和次序规则构型和次序规则 l l（一）（一）（一）（一）Z Z、E E构型的命名法构型的命名法构型的命名法构型的命名法l l（二）次序规则（二）次序规则（二）次序规则（二）次序规则 一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异

7、构l l（一）顺反异构产生的条件（一）顺反异构产生的条件一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构H HH HH HCOOHCOOHH HH HH HH HCOOHCOOHH HH HH HCOOHCOOHH HH HCOOHCOOHH HH HH HH HH HH HH HH HC CHCH3HH3C-CH2C CC CC CH H3 3C CCHCH2 2H HCHCH2 2C CH H3 3C CCHCH3 3一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构l（二）（二）顺、反异构体的命名l（1）顺、反式命名法）顺、反式命名法 顺式：双键碳原子上两个相同的顺式：双键碳原子上两个相同的 原子或基团处于双键同

8、侧。原子或基团处于双键同侧。反式：双键碳原子上两个相同的反式：双键碳原子上两个相同的原子或基团处于双键反侧原子或基团处于双键反侧 一、烯烃的顺反异构一、烯烃的顺反异构l l1.顺、反式命名法顺、反式命名法顺顺顺顺-2-2-戊烯戊烯戊烯戊烯 反反反反-3-3-甲基甲基甲基甲基-3-3-己烯己烯己烯己烯相相相相同同同同的的的的两两两两个个个个基基基基团团团团在在在在双双双双键键键键的的的的两两两两侧侧侧侧，在在在在名名名名称称称称前前前前加加加加“反反反反”C CC CC CH H3 3C CCHCH2 2H HCHCH2 2C CH H3 3C CCHCH3 3相相相相同同同同的的的的两两两两个

9、个个个基基基基团团团团在在在在双双双双键键键键的的的的同同同同侧侧侧侧，在在在在名名名名称称称称前前前前加加加加“顺顺顺顺”C CHCH3HH3C-CH2二、脂环烃的顺反异构二、脂环烃的顺反异构l l脂环烃的顺反异构是由于分子中的原子或脂环烃的顺反异构是由于分子中的原子或原子团在脂环平面两侧的排列方式不同而原子团在脂环平面两侧的排列方式不同而产生的异构现象产生的异构现象 顺顺顺顺-1-1，4-4-环已烷二羧酸环已烷二羧酸环已烷二羧酸环已烷二羧酸 反反反反-1-1，4-4-环已烷二羧酸环已烷二羧酸环已烷二羧酸环已烷二羧酸熔点熔点熔点熔点161161、易溶于水、易溶于水、易溶于水、易溶于水 熔点熔

10、点熔点熔点300300、难溶于水、难溶于水、难溶于水、难溶于水 H HH HH HCOOHCOOHH HH HH HH HCOOHCOOHH HH HH HCOOHCOOHH HH HCOOHCOOHH HH HH HH HH HH HH HH H三、三、Z、E构型和次序规则构型和次序规则l l（一）（一）Z、E构型和命名法构型和命名法 Z Z式：双键碳原子上两个较优基团或原子式：双键碳原子上两个较优基团或原子式：双键碳原子上两个较优基团或原子式：双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键同侧。处于双键同侧。处于双键同侧。处于双键同侧。E E式：双键碳原子上两个较优基团或原子式：双键碳原子上两个较

11、优基团或原子式：双键碳原子上两个较优基团或原子式：双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键异侧。处于双键异侧。处于双键异侧。处于双键异侧。（Z Z）-2-2-丁烯丁烯丁烯丁烯 反反反反-2-2-丁烯丁烯丁烯丁烯 顺顺顺顺-2-2-丁烯丁烯丁烯丁烯 （E E）-2-2-丁丁丁丁烯烯烯烯 CCHCH3 3CH3 3HCCHCH3 3HCH3 3三、三、Z、E构型和次序规则构型和次序规则l l（一）（一）Z、E构型和命名构型和命名法法（Z Z）-3-3-甲基甲基甲基甲基-4-4-异丙基异丙基异丙基异丙基-3-3-庚烯庚烯庚烯庚烯 （Z Z）-1-1-氯氯氯氯-2-2-溴丙烯溴丙烯溴丙烯溴丙烯 CCCH

12、3 3BrClHCCCH3 3CH2 2CH3 3CH2 2CH2 2CH3 3CH(CH3 3)2 2三、三、Z、E构型和次序规则构型和次序规则l（二）次序规则（二）次序规则l l（1）双键碳原子所连接的原子）双键碳原子所连接的原子或基团按原子序数大小，把大的或基团按原子序数大小，把大的排在前面，小的排在后面。排在前面，小的排在后面。例如：例如：IBrClSPONCH三、三、Z、E构型和次序规则构型和次序规则l l（二）次序规则（二）次序规则l l（2）当双键碳原子所连接基团的第）当双键碳原子所连接基团的第一个原子相同时，则还需比较后面的一个原子相同时，则还需比较后面的原子。原子。(CH3

13、3)3 3C-(CH3 3)2 2CH-CH3 3CH2 2CH2 2CH2-CH3 3CH2 2CH2-CH3 3CH2-C-H3 3三、三、Z、E构型和次序规则构型和次序规则l l（二）次序规则（二）次序规则l l（3）当取代基为不饱和基团时，则把双）当取代基为不饱和基团时，则把双键或三键原子看作是它以单键和多个原子键或三键原子看作是它以单键和多个原子相连接。相连接。相当于相当于相当于相当于相当于相当于相当于相当于CCCCCCH-CH=CH2CHCH2 2CC第二节第二节 对映异构对映异构l l一、偏振光和旋光性一、偏振光和旋光性l l（一）偏振光和旋光性（一）偏振光和旋光性（一）偏振光和

14、旋光性（一）偏振光和旋光性l l（二）旋光仪（二）旋光仪（二）旋光仪（二）旋光仪l l（三）旋光度和比旋光（三）旋光度和比旋光（三）旋光度和比旋光（三）旋光度和比旋光度度度度l l二、二、对映异构对映异构l l（一）分子的手性与旋（一）分子的手性与旋（一）分子的手性与旋（一）分子的手性与旋光性光性光性光性l l（二）含一个手性碳（二）含一个手性碳（二）含一个手性碳（二）含一个手性碳原子的化合物原子的化合物原子的化合物原子的化合物l l（三）含两个手性（三）含两个手性碳原子的化合物碳原子的化合物l l（四）对映异构体（四）对映异构体的性质的性质l l三、三、旋光异构体的旋光异构体的拆分拆分l l

15、一、化学法一、化学法l l二、结晶拆分法二、结晶拆分法一、一、偏振光和旋光性偏振光和旋光性l l（一）偏振光和旋光性（一）偏振光和旋光性l l光波是电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直光波是电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直光波是电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直光波是电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直一、一、偏振光和旋光性偏振光和旋光性l l若让光通过若让光通过若让光通过若让光通过NicolNicol 棱镜棱镜棱镜棱镜 (起偏镜起偏镜起偏镜起偏镜)，只有与棱镜，只有与棱镜，只有与棱镜，只有与棱镜晶轴方向平行的光才能通过。这样，透过棱晶晶轴方向平行的光才能通过。这样，透过棱晶晶轴方向平行

16、的光才能通过。这样，透过棱晶晶轴方向平行的光才能通过。这样，透过棱晶的光就只能在一个方向上振动；的光就只能在一个方向上振动；的光就只能在一个方向上振动；的光就只能在一个方向上振动；l l象这种只在一个平面振动的光，称为平面偏振象这种只在一个平面振动的光，称为平面偏振象这种只在一个平面振动的光，称为平面偏振象这种只在一个平面振动的光，称为平面偏振光，简称偏振光。光，简称偏振光。光，简称偏振光。光，简称偏振光。一、一、偏振光和旋光性偏振光和旋光性l l物质有两类：物质有两类：物质有两类：物质有两类：l l1 1旋光性物质旋光性物质旋光性物质旋光性物质能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋能使偏振光振动

17、面旋转的性质，叫做旋能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋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。光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。l l2 2非旋光性物质非旋光性物质非旋光性物质非旋光性物质不具有旋光性的物质，叫做非旋光性不具有旋光性的物质，叫做非旋光性不具有旋光性的物质，叫做非旋光性不具有旋光性的物质，叫做非旋光性物质。物质。物质。物质。一、一、偏振光和旋光性偏振光和旋光性l旋光度：使偏振光振动平面旋转旋光度：使偏振光振动平面旋转的角度为旋光度。用的角度为旋光度。用“”表示。

18、表示。l l能使偏振光的振动方向向顺时针能使偏振光的振动方向向顺时针方向旋转的物质，叫做右旋体，方向旋转的物质，叫做右旋体，用用“d”或或“+”表示。表示。l l能使偏振光的振动方向向逆时针能使偏振光的振动方向向逆时针方向旋转的物质，叫做左旋体，方向旋转的物质，叫做左旋体，用用“l”或或“-”表示。表示。一、一、偏振光和旋光性偏振光和旋光性l l二、旋光仪二、旋光仪(The Polarimeter)钠光灯钠光灯钠光灯钠光灯平面偏振光平面偏振光平面偏振光平面偏振光光平面旋转光平面旋转光平面旋转光平面旋转起偏镜起偏镜起偏镜起偏镜样品管样品管样品管样品管检偏镜检偏镜检偏镜检偏镜一、一、偏振光和旋光性

19、偏振光和旋光性l l比旋光度比旋光度比旋光度比旋光度在一定温度下，光的波长一定在一定温度下，光的波长一定在一定温度下，光的波长一定在一定温度下，光的波长一定时，以时，以时，以时，以1ml1ml中含有中含有中含有中含有1g1g溶质的溶液，放在溶质的溶液，放在溶质的溶液，放在溶质的溶液，放在1dm1dm长的装液管中测出的旋光度。长的装液管中测出的旋光度。长的装液管中测出的旋光度。长的装液管中测出的旋光度。比旋光度：比旋光度：t：测定温度：测定温度 ：入射波长：入射波长：旋光度：旋光度c：溶液浓度：溶液浓度(g/ml)l：盛液管长度：盛液管长度(dm)若被测物质是纯液若被测物质是纯液若被测物质是纯液

20、若被测物质是纯液体时体时体时体时.：液体的密度：液体的密度：液体的密度：液体的密度二、分子的手性与旋光性二、分子的手性与旋光性l l（一）手性碳原子和手性分子（一）手性碳原子和手性分子l l乳酸分子（乳酸分子（乳酸分子（乳酸分子（CHCH3 3CH(OH)COOHCH(OH)COOH）的两种立）的两种立）的两种立）的两种立体结构模型：体结构模型：体结构模型：体结构模型：（二）手性碳原子和手性分子（二）手性碳原子和手性分子l l一对对映体一对对映体（互为镜像）（互为镜像）（一）手性碳原子和手性分子（一）手性碳原子和手性分子l l手性碳原子：手性碳原子：l l饱和碳原子上连有互不相同的四个原子或原

21、子团，饱和碳原子上连有互不相同的四个原子或原子团，饱和碳原子上连有互不相同的四个原子或原子团，饱和碳原子上连有互不相同的四个原子或原子团，用用用用*表示。表示。表示。表示。l l手性：手性：l l如果物质的分子和它的镜像不能重合，和我们的如果物质的分子和它的镜像不能重合，和我们的如果物质的分子和它的镜像不能重合，和我们的如果物质的分子和它的镜像不能重合，和我们的左右手相像，那么把物质的这种特征称为手性。左右手相像，那么把物质的这种特征称为手性。左右手相像，那么把物质的这种特征称为手性。左右手相像，那么把物质的这种特征称为手性。l l手性分子：手性分子：l l与其镜象不能重合的分子。与其镜象不能

22、重合的分子。与其镜象不能重合的分子。与其镜象不能重合的分子。l l对映异构体：对映异构体：l l互为镜像关系，但不能完全重合的一对异构体，互为镜像关系，但不能完全重合的一对异构体，互为镜像关系，但不能完全重合的一对异构体，互为镜像关系，但不能完全重合的一对异构体，互为对映体。互为对映体。互为对映体。互为对映体。l l手性分子都具有旋光性。手性分子都具有旋光性。手性分子都具有旋光性。手性分子都具有旋光性。（二）分子的手性和对称因素（二）分子的手性和对称因素l l是是否否存存在在对对映映异异构构体体与与分分子子的的对对称称因因素素有关：有关：l l对称面对称面对称面对称面(镜面镜面镜面镜面)l l

23、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把把把把分分分分子子子子分分分分为为为为互互互互为为为为镜镜镜镜象的两半，这个平面就是对称面。象的两半，这个平面就是对称面。象的两半，这个平面就是对称面。象的两半，这个平面就是对称面。对称面对称面对称面对称面（二）分子的手性和对称因素（二）分子的手性和对称因素l l对称中心对称中心对称中心对称中心 l l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个个个个点点点点，从从从从分分分分子子子子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

24、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，则则则则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，这个点就是对称中心。这个点就是对称中心。这个点就是对称中心。这个点就是对称中心。对称中心对称中心（二）分子的手性和对称因素（二）分子的手性和对称因素l小结：小结：l l一一般般地地说说，物物质质分分子子凡凡在在结结构构上上具具有有对对称称面面和和对对称称中中心心的的，就就

25、不不具具有有手性，也就没有旋光性；手性，也就没有旋光性；l l反反之之，同同时时不不具具有有对对称称面面和和对对称称中中心的，分子就有手性和旋光性。心的，分子就有手性和旋光性。二、含一个手性碳原子的化合物二、含一个手性碳原子的化合物（一）对映异构（一）对映异构l l手性碳原子上的四个互不相同的基团在空间有手性碳原子上的四个互不相同的基团在空间有手性碳原子上的四个互不相同的基团在空间有手性碳原子上的四个互不相同的基团在空间有两种构型，因此含有一个手性碳原子的化合物两种构型，因此含有一个手性碳原子的化合物两种构型，因此含有一个手性碳原子的化合物两种构型，因此含有一个手性碳原子的化合物一定存在一对对

26、映异构体。一定存在一对对映异构体。一定存在一对对映异构体。一定存在一对对映异构体。l l将一对对映异构体等量混合后，就得到没有旋光性的将一对对映异构体等量混合后，就得到没有旋光性的将一对对映异构体等量混合后，就得到没有旋光性的将一对对映异构体等量混合后，就得到没有旋光性的混合体系，称为外消旋体。用（混合体系，称为外消旋体。用（混合体系，称为外消旋体。用（混合体系，称为外消旋体。用（）或（）或（）或（）或（dldl）表示。）表示。）表示。）表示。乳酸乳酸 2-氯丁烷氯丁烷 （二）费歇尔（二）费歇尔Fischer投影式投影式l l1 1FischerFischer投影式的画法及其含义：投影式的画法

27、及其含义：投影式的画法及其含义：投影式的画法及其含义：l l编号小的基团（主要官能团）朝上。编号小的基团（主要官能团）朝上。编号小的基团（主要官能团）朝上。编号小的基团（主要官能团）朝上。l l将分子模型中指向平面前方的两个基团投影到横线将分子模型中指向平面前方的两个基团投影到横线将分子模型中指向平面前方的两个基团投影到横线将分子模型中指向平面前方的两个基团投影到横线上，指向平面后方的两个基团投影到竖线上；上，指向平面后方的两个基团投影到竖线上；上，指向平面后方的两个基团投影到竖线上；上，指向平面后方的两个基团投影到竖线上；l l手性碳用十字交差点表示。手性碳用十字交差点表示。手性碳用十字交差

28、点表示。手性碳用十字交差点表示。l lFischerFischer投影式被赋予了投影式被赋予了投影式被赋予了投影式被赋予了“横外竖里横外竖里横外竖里横外竖里”的立体含义。的立体含义。的立体含义。的立体含义。CHOHHOOCH3CCH3COOHOHH（二）费歇尔（二）费歇尔Fischer投影式投影式l l2Fischer投影式的转换规则：投影式的转换规则：l l（1）不能离开纸面翻转，否则将改）不能离开纸面翻转，否则将改变原化合物构型，变成其对映体。变原化合物构型，变成其对映体。H HOHOHCOOHCOOHCHCH3 3HOHOH HCOOHCOOHCHCH3 3翻转翻转翻转翻转原型原型原型原

29、型对映体对映体对映体对映体（二）费歇尔（二）费歇尔Fischer投影式投影式l l2Fischer投影式的转换规则：投影式的转换规则：l l（2）在纸面上转动）在纸面上转动900，变成其对映体。，变成其对映体。H HOHOHCOOHCOOHCHCH3 3CHCH3 3OHOHHOOCHOOCH H旋转旋转旋转旋转90900 0原型原型原型原型对映体对映体对映体对映体（二）费歇尔（二）费歇尔Fischer投影式投影式l l2Fischer投影式的转换规则：投影式的转换规则：l l（3）在纸面上转动）在纸面上转动1800，构型不变。，构型不变。H HOHOHCOOHCOOHCHCH3 3HOHOH

30、 HCHCH3 3COOHCOOH原型原型原型原型原型原型原型原型旋转旋转旋转旋转1801800 0（二）费歇尔（二）费歇尔Fischer投影式投影式l l2Fischer投影式的转换规则：投影式的转换规则：l l（4 4）保持一个基团固定，而把其它三个基团）保持一个基团固定，而把其它三个基团）保持一个基团固定，而把其它三个基团）保持一个基团固定，而把其它三个基团顺时针或逆时针地调换位置，构型不变。顺时针或逆时针地调换位置，构型不变。顺时针或逆时针地调换位置，构型不变。顺时针或逆时针地调换位置，构型不变。H HOHOHCOOHCOOHCHCH3 3H H3 3C CH HCOOHCOOHOHO

31、H原型原型原型原型 HOHOH HCHCH3 3COOHCOOH原型原型原型原型 原型原型原型原型 （二）费歇尔（二）费歇尔Fischer投影式投影式l l2Fischer投影式的转换规则：投影式的转换规则：l l（5 5）通过奇数次调换手性碳所连基团，则转换）通过奇数次调换手性碳所连基团，则转换）通过奇数次调换手性碳所连基团，则转换）通过奇数次调换手性碳所连基团，则转换为其对映体，通过偶数次调换，则构型不变。为其对映体，通过偶数次调换，则构型不变。为其对映体，通过偶数次调换，则构型不变。为其对映体，通过偶数次调换，则构型不变。H HOHOHCOOHCOOHCHCH3 3HOHOH HCOOH

32、COOHCHCH3 3原型原型原型原型HOHOH HCHCH3 3COOHCOOH原型原型原型原型调换调换调换调换1 1次次次次调换调换调换调换2 2次次次次对映体对映体对映体对映体(三三)构型标示法构型标示法 l l1D,L标记法标记法l l规规规规定定定定：以以以以甘甘甘甘油油油油醛醛醛醛作作作作为为为为比比比比较较较较标标标标准准准准，羟羟羟羟基基基基在在在在右右右右边边边边称称称称D D型，羟基在左边为型，羟基在左边为型，羟基在左边为型，羟基在左边为L L型。型。型。型。甘油醛的两种构型甘油醛的两种构型甘油醛的两种构型甘油醛的两种构型 乳酸的两种构型乳酸的两种构型乳酸的两种构型乳酸的两

33、种构型 OHOH CHOCHOCHCH2 2OHOHHH D D-(+)(+)-甘油醛甘油醛甘油醛甘油醛 HHCHOCHO CHCH2 2OHOH HOHO L L-()-甘油醛甘油醛甘油醛甘油醛 OHOH COOHCOOHCHCH3 3HHD D-()-乳酸乳酸乳酸乳酸 L L-()-乳酸乳酸乳酸乳酸HHHOHO COOHCOOHCHCH3 3(三三)构型标示法构型标示法 l l2 2R,SR,S构型表示法构型表示法构型表示法构型表示法l l方法一：把方法一：把方法一：把方法一：把C*C*四个基团中最小的放于离观测者最远的四个基团中最小的放于离观测者最远的四个基团中最小的放于离观测者最远的四

34、个基团中最小的放于离观测者最远的位置，来观察其他三个基团的顺序，位置，来观察其他三个基团的顺序，位置，来观察其他三个基团的顺序，位置，来观察其他三个基团的顺序，l l按顺序规则，三者的排列从最优基团到次优基团，到最按顺序规则，三者的排列从最优基团到次优基团，到最按顺序规则，三者的排列从最优基团到次优基团，到最按顺序规则，三者的排列从最优基团到次优基团，到最小基团，小基团，小基团，小基团，l l若为顺时针，则其构型用若为顺时针，则其构型用若为顺时针，则其构型用若为顺时针，则其构型用R R表示；反之，用表示；反之，用表示；反之，用表示；反之，用S S表示。表示。表示。表示。(三三)构型标示法构型标

35、示法 l l2R,S构型表示法构型表示法l l方法二：直接从方法二：直接从Fischer投影式判断：投影式判断：l l当最小（优先）基团在横向位置上时，其它当最小（优先）基团在横向位置上时，其它当最小（优先）基团在横向位置上时，其它当最小（优先）基团在横向位置上时，其它三个基团优先顺序按顺时针排列的，则为三个基团优先顺序按顺时针排列的，则为三个基团优先顺序按顺时针排列的，则为三个基团优先顺序按顺时针排列的，则为S S型型型型(变变变变)，如按逆时针排列的，则为，如按逆时针排列的，则为，如按逆时针排列的，则为，如按逆时针排列的，则为R R型型型型(变变变变)；l l当最小基团在竖向时，其它三个基

36、团的优先当最小基团在竖向时，其它三个基团的优先当最小基团在竖向时，其它三个基团的优先当最小基团在竖向时，其它三个基团的优先次序按顺时针排列的，则为次序按顺时针排列的，则为次序按顺时针排列的，则为次序按顺时针排列的，则为R R型型型型(不变不变不变不变)，如按，如按，如按，如按逆时针排列的，则为逆时针排列的，则为逆时针排列的，则为逆时针排列的，则为S S型型型型(不变不变不变不变)；l l概括地说，概括地说，概括地说，概括地说，“横变竖不变横变竖不变横变竖不变横变竖不变”。(三三)构型标示法构型标示法 l l2R,S构型表示法构型表示法l l例例例例H HOHOHCOOHCOOHCHCH3 3优

37、先顺序优先顺序优先顺序优先顺序:OH COOHHCH3R-2-R-2-羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸C C2 2H H5 5CHCH3 3ClClH H优先顺序优先顺序优先顺序优先顺序:Cl C2H5HCH3S-2-S-2-氯丁烷氯丁烷氯丁烷氯丁烷三、含两个手性碳原子的化合物三、含两个手性碳原子的化合物（一）含两个不同手性碳原子的化合物（一）含两个不同手性碳原子的化合物l l分子中手性碳个数增加，立体异构分子中手性碳个数增加，立体异构体数目增加。当分子中有两个不同体数目增加。当分子中有两个不同手性碳时，一般有四种构型。手性碳时，一般有四种构型。l l例例1：三羟基丁醛三羟基丁醛 CH2OH-

38、CHOH-CHOH-CHO*（一）含两个不同手性碳原子的化合物（一）含两个不同手性碳原子的化合物CHOCHOCHCH2 2OHOHHOHOH HH HOHOHCHOCHOCHCH2 2OHOHH HOHOHHOHOH HCHOCHOCHCH2 2OHOHHOHOH HHOHOH HCHOCHOCHCH2 2OHOHH HOHOHH HOHOHD-(-)-D-(-)-赤藓糖赤藓糖赤藓糖赤藓糖2R,3R-2R,3R-三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛L-(+)-L-(+)-赤藓糖赤藓糖赤藓糖赤藓糖D-(-)-D-(-)-苏阿糖苏阿糖苏阿糖苏阿糖L-(+)-L-(+)-苏阿糖苏阿糖苏阿糖苏阿糖

39、2S,3S-2S,3S-三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛 2S,3R-2S,3R-三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛 2R,3S-2R,3S-三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛三羟基丁醛（一）含两个不同手性碳原子的化合物（一）含两个不同手性碳原子的化合物l l例例例例2 2：HOOCC*H(OH)C*HOOCC*H(OH)C*HClCOOHHClCOOH 2-羟基羟基-3-氯丁二酸：氯丁二酸：（一）含两个不同手性碳原子的化合物（一）含两个不同手性碳原子的化合物l l小结小结l l1含两个不同手性碳，有四种旋光异构体，含两个不同手性碳，有四种旋光异构体，两对对映异构体：两对对映异构体：

40、l l(1)(1)和和和和(2)(2)为一对对映异构体；为一对对映异构体；为一对对映异构体；为一对对映异构体；(3)(3)和和和和(4)(4)为一对对为一对对为一对对为一对对映异构体。映异构体。映异构体。映异构体。l l含含含含n n个不同手性碳原子的化合物，可能有的旋光异个不同手性碳原子的化合物，可能有的旋光异个不同手性碳原子的化合物，可能有的旋光异个不同手性碳原子的化合物，可能有的旋光异构体数目为构体数目为构体数目为构体数目为2 2n n个，可组成个，可组成个，可组成个，可组成2 2n-1n-1对对映异构体。对对映异构体。对对映异构体。对对映异构体。l l2相邻两个手性碳原子上较优基团在同

41、一侧，相邻两个手性碳原子上较优基团在同一侧，称为赤型称为赤型(如如和和)；在不同侧，称为苏型；在不同侧，称为苏型(如如和和)（二）含两个相同手性碳原子的化合物（二）含两个相同手性碳原子的化合物l l例：例：2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸(1)(2S,3S)(1)(2S,3S)(2)(2R,3R)(3)(2R,3S)(4)(2S,3R)(2)(2R,3R)(3)(2R,3S)(4)(2S,3R)（二）含两个相同手性碳原子的化合物（二）含两个相同手性碳原子的化合物l l1含两个相同手性碳，有三种旋光异构体，一含两个相同手性碳，有三种旋光异构体，一对对映异构体对对映异构体l l(1)(1)和和和和

42、(2)(2)为一对对映异构体；为一对对映异构体；为一对对映异构体；为一对对映异构体；(3)(3)和和和和(4)(4)为同一分子。为同一分子。为同一分子。为同一分子。l l若分子中含有相同手性碳，则手性异构体数目减少。若分子中含有相同手性碳，则手性异构体数目减少。若分子中含有相同手性碳，则手性异构体数目减少。若分子中含有相同手性碳，则手性异构体数目减少。l l2虽有手性碳原子，但因为对称因素而使旋光虽有手性碳原子，但因为对称因素而使旋光性在内部抵消的构型，称为内消旋体。性在内部抵消的构型，称为内消旋体。l l用用用用“mesomeso”表示表示表示表示l l3含有手性碳原子的化合物不一定有旋光性

43、，含有手性碳原子的化合物不一定有旋光性，而化合物的手性才是产生旋光性的充分和必要条而化合物的手性才是产生旋光性的充分和必要条件。件。四、对映异构体的性质四、对映异构体的性质l l1化学性质几乎完全相同。化学性质几乎完全相同。l l2物理性质除旋光性方向相反外，其物理性质除旋光性方向相反外，其余相似。余相似。l l3对映异构体之间的生物活性不同。对映异构体之间的生物活性不同。l l如：人体所能利用的糖都是如：人体所能利用的糖都是D型的；人体型的；人体所需的氨基酸都是所需的氨基酸都是L型的。型的。l l再如：青霉胺的（再如：青霉胺的（S）型异构体对于治疗）型异构体对于治疗慢性关节炎十分有效，而它的

44、（慢性关节炎十分有效，而它的（R）型异）型异构体对人体却有很大的毒副作用。构体对人体却有很大的毒副作用。五五 旋光异构体的拆分旋光异构体的拆分l定义：将外消旋体拆分成左旋体定义：将外消旋体拆分成左旋体和右旋体，称外消旋体的拆分。和右旋体，称外消旋体的拆分。l l（一）化学法（一）化学法l l化学拆分法的原理是将对映体转化为化学拆分法的原理是将对映体转化为非对映体，利用非对映体之间物理性非对映体，利用非对映体之间物理性质的差异，采用重结晶、蒸馏等一般质的差异，采用重结晶、蒸馏等一般方法达到分离的目的。方法达到分离的目的。五五 旋光异构体的拆分旋光异构体的拆分l l将对映体转化成非对映体时所加的试

45、剂将对映体转化成非对映体时所加的试剂称为拆分剂。称为拆分剂。l l拆分外消旋的酸性物质，要用碱性拆分拆分外消旋的酸性物质，要用碱性拆分剂，拆分外消旋的碱性物质，则要用酸剂，拆分外消旋的碱性物质，则要用酸性拆分剂。性拆分剂。(+)-酸酸H+(-)-酸酸(+)-碱碱(+)-酸酸 (+)-碱盐碱盐(-)-酸酸 (+)-碱盐碱盐(+)-酸酸H+(-)-酸酸对映异构体对映异构体非对映异构体非对映异构体拆分后的拆分后的酸和碱酸和碱五五 旋光异构体的拆分旋光异构体的拆分l（二）结晶拆分法（二）结晶拆分法l l结晶拆分法的原理是，先将需要拆分结晶拆分法的原理是，先将需要拆分的外消旋体溶液制成过饱和溶液，再的外

46、消旋体溶液制成过饱和溶液，再加入一定量的同样左旋体或右旋体的加入一定量的同样左旋体或右旋体的晶种，与晶种相同构型的异构体立即晶种，与晶种相同构型的异构体立即析出结晶而拆分。析出结晶而拆分。l l（三）生物分离法（三）生物分离法l l利用某些微生物在生长过程中，只利用对利用某些微生物在生长过程中，只利用对映体中的一个作为它的营养物质而留下另映体中的一个作为它的营养物质而留下另一个对映体的特性。例如青霉素菌在含有一个对映体的特性。例如青霉素菌在含有外消旋酒石酸的培养液中生长时，消耗外消旋酒石酸的培养液中生长时，消耗()-酒石酸，剩余酒石酸，剩余()-酒石酸。酒石酸。第三节第三节 构象异构构象异构l

47、 l一、乙烷的构象一、乙烷的构象l l定义定义定义定义l l构象：有机分子中由于围绕构象：有机分子中由于围绕构象：有机分子中由于围绕构象：有机分子中由于围绕 键旋转而产生的分子键旋转而产生的分子键旋转而产生的分子键旋转而产生的分子中原子或基团在空间的不同排列方式称为构象。中原子或基团在空间的不同排列方式称为构象。中原子或基团在空间的不同排列方式称为构象。中原子或基团在空间的不同排列方式称为构象。l l典型的构象：典型的构象：典型的构象：典型的构象：l l在乙烷分子中固定一个甲基，使另一个甲基沿在乙烷分子中固定一个甲基，使另一个甲基沿在乙烷分子中固定一个甲基，使另一个甲基沿在乙烷分子中固定一个甲

48、基，使另一个甲基沿C CC C 键键轴旋转，两个甲基中的氢原子的相对位置就会键键轴旋转，两个甲基中的氢原子的相对位置就会键键轴旋转，两个甲基中的氢原子的相对位置就会键键轴旋转，两个甲基中的氢原子的相对位置就会不断改变，产生各种不同的构象。不断改变，产生各种不同的构象。不断改变，产生各种不同的构象。不断改变，产生各种不同的构象。l l其中有两种典型构象：其中有两种典型构象：其中有两种典型构象：其中有两种典型构象：一种叫做交叉式构象一种叫做交叉式构象一种叫做交叉式构象一种叫做交叉式构象 另一种叫做重叠式构象。另一种叫做重叠式构象。另一种叫做重叠式构象。另一种叫做重叠式构象。l l构象的表示：构象的

49、表示：构象的表示：构象的表示：l l透视式，纽曼投影式透视式，纽曼投影式透视式，纽曼投影式透视式，纽曼投影式第三节第三节 构象异构构象异构l l乙烷的交叉式构象乙烷的交叉式构象l l（能量最低的最稳定（能量最低的最稳定（能量最低的最稳定（能量最低的最稳定构象）构象）构象）构象）l l乙烷的重叠式构象乙烷的重叠式构象l l（能量最高的最不（能量最高的最不（能量最高的最不（能量最高的最不稳定构象）稳定构象）稳定构象）稳定构象）二、正丁烷的构象二、正丁烷的构象l丁烷的结构丁烷的结构二、正丁烷的构象二、正丁烷的构象l l丁烷的对位交叉式构象丁烷的对位交叉式构象l l丁烷的部分重叠式构象丁烷的部分重叠式

50、构象二、正丁烷的构象二、正丁烷的构象l l丁烷的邻位交叉式构象丁烷的邻位交叉式构象丁烷的邻位交叉式构象丁烷的邻位交叉式构象l l丁烷的完全重叠式构象丁烷的完全重叠式构象丁烷的完全重叠式构象丁烷的完全重叠式构象二、正丁烷的构象二、正丁烷的构象l l丁烷构象的能量变化图丁烷构象的能量变化图稳定性：对位交叉式稳定性：对位交叉式稳定性：对位交叉式稳定性：对位交叉式 邻位交叉式邻位交叉式邻位交叉式邻位交叉式 部分重叠式部分重叠式部分重叠式部分重叠式 全重叠式全重叠式全重叠式全重叠式三、环己烷的构象三、环己烷的构象l l1 1环己烷的构象环己烷的构象环己烷的构象环己烷的构象l l稳定性：椅式环己烷稳定性：