有機化學立體異構

有機化學立體異構第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六同分異構結構異構（構造異構）立體異構順反異構旋光異構構象異構碳鏈異構位置異構官能團異構酮式-烯醇式互變異構第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六

第一節(jié)順反異構

一、順反異構及其產(chǎn)生條件

延胡索酸失水蘋果酸（反式構型）（順式構型）結構式：HOOCCH=CHCOOH溶解度：0.7g/100mL7.8g/100mL熔點：300℃130℃立體結構：

HOOCCH=CHCOOH第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六分子式相同，原子或原子團的排列順序也相同，但分子中原子或原子團在空間的排布不同，即構型不同。這樣的立體異構稱為順反異構。相同或相似的基團處于雙鍵的同側稱為順式(cis)構型，處于異側的稱為反式(trans)構型。第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六HC=CHHHHC=CHCH3CH3HC=COHCH2CH3CH3HC=COHCH2CH3CH3第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六反-1,2-二甲基環(huán)丙烷

順-1,2-二甲基環(huán)丙烷環(huán)狀化合物中也可存在順反異構：第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六所以順反異構體形成的條件：1．分子中存在著限制碳原子自由旋轉的因素，如雙鍵或環(huán)的結構。2．不能自由旋轉的碳原子連接的原子或原子團必須是不相同的。缺一不可第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六1、確定每個碳上連接的兩個原子或原子團的優(yōu)先順序。2、兩個優(yōu)先順序大的基團在雙鍵同側者為Z-構型，在異側者為E-構型。Z-構型

E-構型命名方法：

二、Z－E命名法

Z：共同，E：相反第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六順-2-氯-2-丁烯反-2-丁烯酸順-2,3-二甲基-2-戊烯醛E--2-氯-2-丁烯E--2-丁烯酸Z-2,3-二甲基-2-戊烯醛第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六順反法和Z－E法是兩種不同的命名方法，順=Z,反=E順，E順，Z第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)旋光異構

酒石酸鈉銨一、物質的旋光性1848年，L.Pasteur旋光性不同第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六1平面偏振光普通光線平面偏振光尼科爾棱鏡普通光線的振動平面（無數(shù)個）平面偏振光的振動平面（1個）第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六旋光管旋光管旋光性物質使平面偏振光振動方向發(fā)生旋轉的性質。無旋光性乙醇,阿斯匹林有旋光性乳酸,葡萄糖2旋光性第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六右旋體（+）或d左旋體（-）或l第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六起偏棱鏡檢偏棱鏡3旋光度和比旋光度偏振光的振動面被旋光性物質所旋轉的角度。旋光儀旋光度(α)：第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六比旋光度([α])

單位濃度和單位路徑長度的旋光度。比旋光度是旋光性物質的物理參數(shù)，與熔點、沸點一樣，可區(qū)別和鑒定不同的旋光性物質。第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六二、產(chǎn)生對映異構的原因1．旋光性與手性分子分子的手性是產(chǎn)生旋光異構的根本原因第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六手性

就像人的左右手，看起來非常相似，但不完全相同，兩者互為鏡像，但不能完全重疊的特性。

第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六2．手性分子的結構特征

手性碳原子(C)

與4個不相同的原子或原子團相連的碳原子*含手性碳，不含有手性碳，手性分子非手性分子

★

含有一個手性碳原子的分子一定是手性分子。第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六有對稱面的分子為非手性分子①所有的原子共同處于的平面②通過分子中心，且將分子平均分成成實物與鏡象關系的兩部分的平面對稱面第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六判斷手性分子的方法：尋找手性碳原子（飽和碳原子)。若有，一般為手性分子，若無，一般為非手性分子尋找對稱面。有，定為非手性分子。

討論歸納第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六判斷下列物質是否具有旋光性，含手性碳原子的用“*”表示。

有有有無無練一練：第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六三、對映體與外消旋體對映體第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六外消旋體

一對對映體的等量混合物，用±表示(+)乳酸（肌肉中）50%[α]

=+3.8°D25(-)乳酸（糖發(fā)酵）50%[α]

=－3.8°25D(±)乳酸（牛奶）第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六有與無(-)-多巴：抗震顫麻痹作用，治療帕金森氏癥(+)-多巴：

沒有活性對映體生理活性不同第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六作用類型、強度均不同RS鎮(zhèn)靜作用強烈致畸作用8000海豹肢畸形1957年,德國反應停（-苯肽茂二酰亞胺，塞利多米）第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六四、費歇爾(Fischer)投影式“橫前豎后”

第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六五、旋光異構體構型的標記

（一）D/L構型標記

D型L型主鏈豎向排列，編號為1的碳原子在最上方。標準費歇爾投影式中，橫線上的羥基或氨基或鹵素在右邊的標記為D-構型，在左邊的標記為L-構型。

第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六

小在左右順時針，S-構型小在上下順時針，R-構型逆時針，R-構型逆時針，S-構型(二)Fischer式的R/S構型標記的簡單辦法a>b>c>d第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六RSSRS無旋光第32頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六（2R，3R-酒石酸）（2S，3S-酒石酸）第33頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六D-型S-型D－和R－，L－和S－不一定一致第34頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六六、旋光異構體的數(shù)目與手性碳數(shù)目的關系

Ⅰ(2R,3R)Ⅱ(2S,3S)Ⅲ(2R,3S)Ⅳ(2S,3R)對映體，Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ非對映體

Ⅰ和Ⅲ、Ⅰ和Ⅳ23SSRRSRRS[α]

+7.1°-7.1°+9.3°-9.3°23第35頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六若分子中不相同的手性碳的數(shù)目為n，則旋光異構體的數(shù)目為2n個，對映體的成對數(shù)目為2n-1個外消旋體的數(shù)目為2n-1個234SSSRRRSRRRSSSRSSSRRSRRRS第36頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六Ⅰ（2R,3S）Ⅱ（2S,3R）Ⅲ（2R,3R）Ⅳ（2S,3S）內消旋體(meso)

內消旋體：分子內雖然含有手性碳原子，但同時具有對稱因素，因而無旋光性，這種立體異構體叫做內消旋體，常用meso表示。第37頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六內消旋體和外消旋體都沒有旋光性，但兩者有本質區(qū)別。內消旋體是一個化合物，不能再分；而外消旋體是等量對映體的混合物，可分成兩種旋光性相反的化合物。第38頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六一、構象異構的概念構象：由于單鍵（σ鍵）的旋轉而使分子中的原子或原子團在空間產(chǎn)生不同的排列方式。

不同的構象互稱為構象異構第三節(jié)構象異構

第39頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六HHHHHHHHHHHH交叉式重疊式二、乙烷的構象1、兩種典型構象：交叉式和重疊式透視式：2、構象的表示方法：Newman式和透視式紐曼投影式：第40頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六3、乙烷構象的能量曲線交叉式是最穩(wěn)定的構象優(yōu)勢構象第41頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六三、環(huán)己烷的構象1、構象的產(chǎn)生2、典型構象（椅式和船式）椅式船式29.7KJ.mol-1優(yōu)勢構象

第42頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六同分異構結構異構（構造異構）立體異構順反異構

對映異構（旋光異構）構象異構構型異構碳鏈異構位置異構官能團異構酮式-烯醇式互變異構第43頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六1、具有n個手性碳原子的化合物，能產(chǎn)生旋光異構體的數(shù)目為：（）A、至少2n個B、至多