有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象詳解演示文稿

有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象詳解演示文稿本文檔共140頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分優(yōu)選有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.1.1有機(jī)化合物同分異構(gòu)的幾個(gè)概念分子的結(jié)構(gòu)：分子中原子互相的結(jié)合稱為分子的結(jié)構(gòu)，表示分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)式稱為結(jié)構(gòu)式。分子的構(gòu)造：分子中原子間相互連接的順序稱為分子的構(gòu)造，表示分子構(gòu)造的化學(xué)式稱為構(gòu)造式。分子的構(gòu)型：分子中原子或基團(tuán)在空間排列方式稱為分子的構(gòu)型，表示分子構(gòu)型的化學(xué)式稱為構(gòu)型式。3.1構(gòu)造異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分分子的構(gòu)象：分子中原子或基團(tuán)繞單鍵旋轉(zhuǎn)，在空間排列方式稱為分子的構(gòu)象，表示分子構(gòu)象的化學(xué)式稱為構(gòu)象式.同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物的分子式相同，分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物稱為同分異構(gòu)體。構(gòu)造異構(gòu)現(xiàn)象：分子式相同，分子中原子相互連接順序不同現(xiàn)象稱為構(gòu)造異構(gòu)現(xiàn)象。本文檔共140頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.1.2碳架異構(gòu)現(xiàn)象

分子中碳原子相互連接的順序不同，產(chǎn)生不同的碳鏈或碳環(huán)現(xiàn)象，稱為碳架（骨架）異構(gòu)現(xiàn)象。

1.

鏈烷烴的碳鏈異構(gòu)現(xiàn)象CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3無碳架異構(gòu)。本文檔共140頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分取代伯氫取代仲氫正丁烷沸點(diǎn)-0.5℃異丁烷沸點(diǎn)-11.7℃用—CH3取代丙烷中不同類型的氫原子，得到碳架異構(gòu)的丁烷：本文檔共140頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分取代伯氫取代仲氫戊烷2-甲基丁烷取代伯氫2-甲基丁烷2,2-二甲基丙烷取代叔氫

同樣用—CH3取代丁烷碳架異構(gòu)體中的不同類型氫原子，可以得到戊烷的3個(gè)碳架異構(gòu)體：本文檔共140頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分不同碳原子數(shù)的烷烴的碳架異構(gòu)體數(shù)目：62,491,178,805,83136631935189532111異構(gòu)體數(shù)4020987654321C原子數(shù)

隨鏈烷烴中碳原子數(shù)增加，碳架異構(gòu)體數(shù)目急劇增加。本文檔共140頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(1)寫出最長直鏈碳架式：(2)縮掉一個(gè)C，再接到縮短后的不同碳上：①②③鏈烷烴碳架異構(gòu)體的推導(dǎo)用碳鏈逐步縮短的方法推導(dǎo)碳架異構(gòu)體數(shù)目。例：C7H16的碳架異構(gòu)體本文檔共140頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(3)縮掉兩個(gè)C（一個(gè)—C—C或兩個(gè)—C）接到縮短

后的碳鏈上：④⑤⑥

⑦⑧本文檔共140頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(4)縮掉三個(gè)—C，或一個(gè)—C和一個(gè)—C—C或一個(gè)—C—C—C或一個(gè)—C—C接到縮短的原碳鏈上：⑨與④同與③同與④同共9個(gè)碳架異構(gòu)體C本文檔共140頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

2.

環(huán)烷烴碳架異構(gòu)現(xiàn)象

逐步縮小碳環(huán)，縮下來的碳，連到縮小后的碳環(huán)的不同位置上，寫出環(huán)烷烴碳架異構(gòu)體。例如：環(huán)己烷C6H12可以寫出12個(gè)異構(gòu)體：本文檔共140頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.1.3官能團(tuán)位置異構(gòu)現(xiàn)象

各類化合物可以看成是官能團(tuán)取代相應(yīng)烴中的氫原子的產(chǎn)物。官能團(tuán)取代碳架異構(gòu)體中的不同氫原子，形成了官能團(tuán)位置異構(gòu)現(xiàn)象。1-丁醇2-丁醇例1.

丁烷的碳架異構(gòu)體，可形成四個(gè)一元醇的異構(gòu)體：2-甲基-1-丙醇2-甲基-2-丙醇本文檔共140頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分1-丁烯2-丁烯2-甲基丙烯1-丁炔2-丁炔例2.

在丁烷碳鏈異構(gòu)體各碳上引入雙鍵或三鍵，形成官能團(tuán)位置異構(gòu)體，可形成三個(gè)丁烯異構(gòu)體和兩個(gè)丁炔異構(gòu)體：本文檔共140頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例3.

碳環(huán)化合物也能形成官能團(tuán)位置異構(gòu)體。如甲酚有三個(gè)異構(gòu)體：

鄰甲苯酚間甲苯酚對甲苯酚本文檔共140頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在多官能團(tuán)化合物中，官能團(tuán)位置異構(gòu)體還表現(xiàn)在官能團(tuán)相對位置。

例如：溴代環(huán)己烯有三個(gè)異構(gòu)體：1-溴環(huán)己烯3-溴環(huán)己烯4-溴環(huán)己烯本文檔共140頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.1.4官能團(tuán)異構(gòu)現(xiàn)象

分子式相同，構(gòu)成官能團(tuán)的原子連接順序和方式不同形成不同的官能團(tuán)，可以形成不同類型化合物，構(gòu)成官能團(tuán)異構(gòu)現(xiàn)象。

例1.C3H6的異構(gòu)體

CH2=CHCH3

例2.C2H6O的異構(gòu)體

CH3OCH3

CH3CH2OH例3.C2H4O的異構(gòu)體

CH3CHO

CH2=CH-OH本文檔共140頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例4.

分子式為C4H8O的化合物可以有醛、酮、烯醇、

烯基醚、脂環(huán)醇和環(huán)氧烷烴等六類化合物。

異丁醛丁酮2-丁烯醇乙基乙烯基醚環(huán)丁醇1,2-環(huán)氧丁烷分子中原子數(shù)目越多，形成官能團(tuán)異構(gòu)體數(shù)目也越多。本文檔共140頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.1.5互變異構(gòu)現(xiàn)象

在常溫下，不同官能團(tuán)異構(gòu)體處于動態(tài)平衡之中，能很快地互相轉(zhuǎn)變，稱為互變異構(gòu)現(xiàn)象。它是一種特殊的官能團(tuán)異構(gòu)。（24%）（76%）例1.

酮與烯醇間互變異構(gòu):本文檔共140頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例2.

硝基烷烴與酸式硝基烴間互變異構(gòu)

例3.

亞硝基苯酚與肟互變異構(gòu)

在這些平衡混合物中，各組分是互為同分異構(gòu)體，但很難分離出純的某種互變異構(gòu)體。本文檔共140頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.2.1鏈烷烴的構(gòu)象1.基本概念

分子的構(gòu)象：在常溫下，分子中的原子或基團(tuán)繞著單鍵

（σ鍵）旋轉(zhuǎn)，在空間產(chǎn)生了一系列不同的排列，這一

系列排列稱為分子的構(gòu)象。每一種排列稱為構(gòu)象異構(gòu)體。

異象體：同一構(gòu)型，不同的構(gòu)象異構(gòu)體又稱為異象體，

通常稱為不同的構(gòu)象。

穩(wěn)定構(gòu)象：在一系列構(gòu)象中能量最低（最穩(wěn)定、存在時(shí)間

最長或出現(xiàn)概率最大）的構(gòu)象稱為穩(wěn)定構(gòu)象，又稱為

優(yōu)勢構(gòu)象。3.2構(gòu)象異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

2.乙烷的構(gòu)象

乙烷分子繞C—Cσ

鍵旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生無數(shù)個(gè)構(gòu)象異構(gòu)體，其中有兩個(gè)典型構(gòu)象異構(gòu)體，稱為極限構(gòu)象異構(gòu)體——重疊式（順疊式）構(gòu)象、交叉式（反疊式）構(gòu)象。重疊式構(gòu)象交叉式構(gòu)象本文檔共140頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

構(gòu)象的表示方法：鋸架式、立體透視式和紐曼（Newman）投影式，其中扭曼投影式最重要。

扭曼投影式：把乙烷分子模型的C—C鍵的一端對著觀察者，另一端遠(yuǎn)離觀察者，進(jìn)行投影操作，兩碳原子重合。前一個(gè)碳用表示，后一個(gè)碳用表示。本文檔共140頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

用前一個(gè)碳和后一個(gè)碳上的兩個(gè)C—H鍵與C—C鍵構(gòu)成的兩平面的二面角“θ”旋轉(zhuǎn)的角度表示構(gòu)象。θ為0°、120°、240°時(shí)為重疊式構(gòu)象，θ為60°、180°、300°時(shí)為交叉式構(gòu)象。交叉式構(gòu)象是穩(wěn)定構(gòu)象，重疊式構(gòu)象是不穩(wěn)定構(gòu)象。本文檔共140頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

分子處于熱運(yùn)動狀態(tài)，從交叉式構(gòu)象轉(zhuǎn)到另一交叉式構(gòu)象僅需要克服12.6kJ·mol-1能壘，因此各種構(gòu)象處于動態(tài)平衡。重疊式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因是兩個(gè)碳上的C—H鍵處于重疊位置，相距最近，兩個(gè)C—H鍵的兩個(gè)σ電子對互相排斥，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)張力最大，分子的熱力學(xué)能最高。在交叉式構(gòu)象中，兩C—H鍵距離最遠(yuǎn)，扭轉(zhuǎn)張力最小，分子熱力學(xué)能最低，是最穩(wěn)定構(gòu)象。溫度降低，穩(wěn)定構(gòu)象數(shù)量增加。常溫下分子運(yùn)動產(chǎn)生82.8KJ/mol能量本文檔共140頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.丁烷的構(gòu)象

丁烷的結(jié)構(gòu)比乙烷復(fù)雜，先討論繞C2—C3

σ鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的構(gòu)象。有四種極限構(gòu)象，其熱力學(xué)能及動態(tài)平衡中各異構(gòu)體含量如下：全重疊式部分交叉式部分重疊式對位交叉式熱力學(xué)能/kJ·mol-118.83.715.90室溫下含量/%≈028≈072本文檔共140頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分本文檔共140頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在對位反交叉式構(gòu)象中，扭轉(zhuǎn)張力最小，兩個(gè)大基團(tuán)（CH3）相距最遠(yuǎn)，非鍵張力（范德華排斥力）最小，能量最低，是優(yōu)勢構(gòu)象；其次是部分交叉構(gòu)象，能量較低；再次是部分重疊構(gòu)象，能量較高；能量最高的是全重疊式構(gòu)象，其σ鍵電子對扭轉(zhuǎn)張力最大，兩個(gè)大基團(tuán)相距最近，非鍵張力也最大，是最不穩(wěn)定構(gòu)象。這些構(gòu)象能量差18.8kJ·mol-1，室溫下仍可以繞C2-C3

σ鍵自由轉(zhuǎn)動，相互轉(zhuǎn)化，呈動態(tài)平衡。常溫下分子運(yùn)動產(chǎn)生82.8KJ/mol能量本文檔共140頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

丁烷分子也可以繞C1—C2

和C3—C4σ鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生類似的構(gòu)象。相鄰的兩碳上的C—H鍵都處于反位交叉式，碳鏈呈鋸齒狀排列：本文檔共140頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分4.正構(gòu)烷烴的構(gòu)象高碳數(shù)鏈烷烴的優(yōu)勢構(gòu)象：相鄰的碳原子的構(gòu)象都是反位交叉式，碳鏈呈鋸齒狀排列。本文檔共140頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分5.分子構(gòu)象的作用構(gòu)象影響分子間作用力等，因而影響化合物的性質(zhì)（如熔點(diǎn)）和反應(yīng)機(jī)理。注意：

這里討論是鏈烷烴的構(gòu)象，在分析其他類化合物構(gòu)象時(shí)，在相鄰碳原子上連有可形成氫鍵的基團(tuán)時(shí)，會改變構(gòu)象。例：CH2Cl—CH2OH的穩(wěn)定構(gòu)象是

氫鍵的能量遠(yuǎn)大于穩(wěn)定構(gòu)象的能量。本文檔共140頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.2.2環(huán)烷烴的構(gòu)象異構(gòu)現(xiàn)象

1.環(huán)丙烷的構(gòu)象

環(huán)丙烷是三個(gè)碳原子的環(huán)，只能是平面構(gòu)象，即它的構(gòu)型。

盡管只有一種構(gòu)象，但這個(gè)環(huán)極不穩(wěn)定，主要因?yàn)椋?/p>

(1)所有C—H鍵都是重疊構(gòu)象，扭轉(zhuǎn)張力大。

(2)C原子是不等性雜化或彎曲鍵，有“角張力”存在。本文檔共140頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.環(huán)丁烷的構(gòu)象

環(huán)丁烷有兩種極限構(gòu)象：

平面式構(gòu)象：像環(huán)丙烷一樣，不穩(wěn)定，因?yàn)榕まD(zhuǎn)張力和“角張力”存在。

蝶式構(gòu)象：能緩解扭轉(zhuǎn)張力和角張力，呈蝶式構(gòu)象。通過平面式構(gòu)象，由一種蝶式翻轉(zhuǎn)成為另一種蝶式構(gòu)象，處于動態(tài)平衡。蝶式是優(yōu)勢構(gòu)象。本文檔共140頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.環(huán)戊烷的構(gòu)象環(huán)戊烷的構(gòu)象主要是信封型和半椅型構(gòu)象。兩者處于平衡。因?yàn)槠矫鏄?gòu)象能量較大，一般認(rèn)為環(huán)戊烷采取這種構(gòu)象的可能性很少。平面型信封型半椅型本文檔共140頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

4.環(huán)己烷的構(gòu)象

(1)歷史環(huán)己烷的構(gòu)象經(jīng)過近百年的努力才建立起來。

Baeyer1885年提出張力學(xué)說，認(rèn)為環(huán)狀化合物是平面構(gòu)型。Sachse1889年質(zhì)疑張力學(xué)說只適合小環(huán)，提出環(huán)己烷有船型、椅型兩種構(gòu)象。本文檔共140頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分Hassle1930年利用偶極矩測定法和電子衍射法研究環(huán)己烷構(gòu)象，∠CCC=109.5°，氣相、液相中環(huán)己烷幾乎全是椅型構(gòu)象。

Barton1950年發(fā)展了Hassle的構(gòu)象理論，以甾族化合物為對象提出構(gòu)象分析，把構(gòu)象分析明確地引入有機(jī)化學(xué)中。

Hassel和Barton共同獲1969年Nobel化學(xué)獎(jiǎng)。本文檔共140頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分椅型構(gòu)象船型構(gòu)象椅型構(gòu)象：C1、C2、C4、C5在一個(gè)平面上，C6和C3分別在平面的下方和平面的上方，很像椅腳和椅背，故稱“椅型”。船型構(gòu)象：C1、C2、C4、C5在一個(gè)平面上，C3和C6在平面上方。形狀像只船，C3和C6相當(dāng)船頭和船尾，故稱“船型”。(2)椅型和船型構(gòu)象本文檔共140頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在椅型構(gòu)象中，從透視式和紐曼式中可以看到：相鄰的兩個(gè)碳上的C—H都是交叉式構(gòu)象，非鍵合的氫間最近距離0.25nm，大于0.24nm（正常非鍵合氫之間的距離）。C原子的鍵角109.5°。無各種張力，是優(yōu)勢構(gòu)象，在平衡構(gòu)象中約占99.9%。立體透視式紐曼式本文檔共140頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在船型構(gòu)象中，船底四個(gè)C中C1和C2

，C4

和C5是重疊構(gòu)象，有扭轉(zhuǎn)張力，船頭和船尾兩個(gè)伸向船內(nèi)的氫（旗桿鍵上氫）相距0.183nm，小于正常非鍵氫原子間距離(>0.24nm)，有非鍵張力，它的能量比椅型高30kJ?mol-1。立體透視式紐曼式本文檔共140頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(3)扭船型和半椅型構(gòu)象①扭船型構(gòu)象：

將船型構(gòu)象的碳扭轉(zhuǎn)約30o，變成扭船型：

與船型相比：旗桿鍵的氫非鍵張力減少；船底C—H的扭轉(zhuǎn)張力比船型構(gòu)象低7kJ?mol-1。本文檔共140頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分②半椅型構(gòu)象與椅型相比：有扭轉(zhuǎn)張力和角張力能量高出46kJ·mol-1本文檔共140頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(4)環(huán)的翻轉(zhuǎn)當(dāng)由一種椅型翻轉(zhuǎn)成另一種椅型構(gòu)象時(shí)，要經(jīng)過兩個(gè)半椅型，兩個(gè)扭船型和一個(gè)船型等構(gòu)象：本文檔共140頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(5)平伏鍵與直立鍵環(huán)己烷的椅型構(gòu)象中，六個(gè)碳原子分別在兩個(gè)平行的平面中。C1、C3、C5在上面的平面中，C2、C4、C6在下面的平面中。一個(gè)三重對稱軸，垂直于兩平面。C3本文檔共140頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分①直立鍵：每個(gè)碳上有一根與C3軸平行的C—H鍵，稱直立鍵，也稱豎直鍵（a鍵）。有三根向上，三根向下。②平伏鍵：每個(gè)碳上有一根與平行平面成19°角的C—H鍵稱平伏鍵，也稱水平鍵（e鍵）。有三根向上偏19°，三根向下偏19°。本文檔共140頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分a→ee→a③直立鍵與平伏鍵轉(zhuǎn)換：當(dāng)從一種椅型構(gòu)象翻轉(zhuǎn)成另一種椅型構(gòu)象時(shí)，平伏鍵轉(zhuǎn)變成直立鍵，直立鍵變成平伏鍵。本文檔共140頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

這種翻轉(zhuǎn)可用NMR譜跟蹤，當(dāng)溫度降到-89℃時(shí)，可清楚測到C6D11H的a鍵上H和e鍵上H。本文檔共140頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分5.取代環(huán)己烷的構(gòu)象分析一取代環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象：(1)椅式構(gòu)象(2)最大基團(tuán)在橫(e)鍵上的構(gòu)象穩(wěn)定的構(gòu)象甲基與環(huán)中的C3、C5兩個(gè)碳上豎鍵的氫原子距離較遠(yuǎn)，相互間斥力較小

95％

不穩(wěn)定的構(gòu)象甲基與環(huán)中的C3、C5兩個(gè)碳上豎鍵的氫原子距離較近，相互間斥力較大

5％

(1)一取代環(huán)己烷的構(gòu)象分析1,3-二豎鍵作用ae本文檔共140頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分R在e鍵上是對位交叉構(gòu)象，遠(yuǎn)離C3、C5上a鍵的H；R在a

鍵上是鄰位交叉構(gòu)象，與C3、C5上a鍵H有非鍵吸引力。本文檔共140頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分隨著R基團(tuán)的增大，在e

鍵上的構(gòu)象比例增加。本文檔共140頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(2)二取代環(huán)己烷：

二取代基的情況有幾種取代位置，還有順反關(guān)系。一般是大取代基在e鍵上的是穩(wěn)定構(gòu)象。立體化學(xué)中研究環(huán)己烷衍生物性質(zhì)時(shí)，經(jīng)常引入一個(gè)叔丁基，此時(shí)，叔丁基在e鍵的構(gòu)象穩(wěn)定，環(huán)不易再翻轉(zhuǎn)，稱為“鎖住效應(yīng)”。反式-1-甲基-4-叔丁基環(huán)己烷構(gòu)象順式-1-甲基-4-叔丁基環(huán)己烷構(gòu)象本文檔共140頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(3)多取代基環(huán)己烷：

在確定多取代環(huán)己烷的構(gòu)象時(shí)，一般是大取代基在e鍵上，多個(gè)取代基在

e

鍵上的構(gòu)象穩(wěn)定。本文檔共140頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分在藥物分子結(jié)構(gòu)中環(huán)己烷的構(gòu)象不同，其生理活性也不同反式凝血酸順式凝血酸

利血平本文檔共140頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.3幾何異構(gòu)現(xiàn)象3.3.1幾個(gè)概念3.3.2含雙鍵化合物的幾何異構(gòu)現(xiàn)象3.3.3含碳環(huán)化合物的順反異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.3.1幾個(gè)概念

分子的構(gòu)造相同，由于原子或基團(tuán)在空間排列方式不同產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象，稱為構(gòu)型異構(gòu)現(xiàn)象。

分子的構(gòu)造相同，原子或基團(tuán)在π鍵平面或環(huán)狀分子平面兩邊排列方式不同產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象，稱為順反(幾何)異構(gòu)現(xiàn)象。

順反（幾何）異構(gòu)現(xiàn)象屬構(gòu)型異構(gòu)現(xiàn)象3.3幾何異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.3.2含雙鍵化合物的順反異構(gòu)現(xiàn)象雙鍵>C=C<、>C=N-和-N=N-

阻礙了形成雙鍵的原子繞兩原子軸線旋轉(zhuǎn)，使兩原子上連的不同原子或基團(tuán)出現(xiàn)了不同空間排列，即出現(xiàn)了順反(幾何)異構(gòu)現(xiàn)象。本文檔共140頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分1.含>C=C<鍵化合物的順反異構(gòu)現(xiàn)象在雙鍵兩端各連有不同的兩個(gè)原子或基團(tuán)時(shí)，有兩種排列方式：相同的原子或基團(tuán)在π鍵的同側(cè)為順式異構(gòu)體；相同的原子或基團(tuán)在π鍵的兩側(cè)為反式異構(gòu)體。命名時(shí)，在名稱前標(biāo)記“順”或“反”。本文檔共140頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分本文檔共140頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(2)當(dāng)雙鍵上連有四個(gè)不同原子或基團(tuán)時(shí)，也有兩種排列，出現(xiàn)兩個(gè)異構(gòu)體：

用“順序規(guī)則”來區(qū)分a、b、d、e原子或基團(tuán)。連在同一個(gè)碳上的兩個(gè)基團(tuán)相比較，如果兩個(gè)碳連的“較優(yōu)”基團(tuán)在π鍵平面的同側(cè)者稱為Z-異構(gòu)體，用Z

表示（德文Zusammen字首,“同”的意思）；如果兩個(gè)較優(yōu)基團(tuán)在π鍵的異側(cè)者稱為E-異構(gòu)體，用E

表示（德文Entgegen字首，“相反”的意思）。命名時(shí)，Z、E放到括號中，放到名稱前面。用“↑”表示順序方向，箭頭指向“較優(yōu)”基團(tuán)。本文檔共140頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分本文檔共140頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分注意：順/反，Z/E

是兩種命名方法，后者包括前者，但順式不完全是Z

式，反式也不完全是E式。本文檔共140頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在分子中存在多于一個(gè)雙鍵時(shí)，分別判斷每個(gè)雙鍵的Z、E構(gòu)型。命名時(shí)，低位號者寫在前面，中間用逗號隔開，放括號中，寫在名稱之前。本文檔共140頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在含雙鍵主鏈的編號遵守“雙鍵的位次盡可能小”的原則外，若有選擇時(shí)，編號由Z型雙鍵開始（Z優(yōu)先于E）：本文檔共140頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.含C=N雙鍵化合物的順反異構(gòu)有機(jī)化合物亞胺、肟、腙，羰基縮氨基脲等化合物分子中含C=N鍵，有Z、E-異構(gòu)體。本文檔共140頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.含N=N雙鍵化合物的順反異構(gòu)偶氮化合物含有N=N鍵，N上兩個(gè)基團(tuán)在π鍵同側(cè)的為順式或Z式，在異側(cè)的為反式或E式：本文檔共140頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.3.3含碳環(huán)化合物的順反異構(gòu)現(xiàn)象

把環(huán)狀化合物的碳環(huán)近似看作一個(gè)平面，環(huán)碳原子上的取代基有在平面上、下之分，會出現(xiàn)順反異構(gòu)現(xiàn)象。兩個(gè)碳原子上兩個(gè)取代基在平面同側(cè)的為順（cis-）式異構(gòu)體，在異側(cè)的為反（trans-）式異構(gòu)體。命名時(shí)，“順”或“反”置于名稱前：本文檔共140頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

有兩個(gè)以上環(huán)碳原子上各有一個(gè)取代基時(shí)，選擇其中位次最低者為“參考基團(tuán)”，在位號前加“r”表示，其余取代基用順或反表示與“參考基團(tuán)”的立體關(guān)系：本文檔共140頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.4含手性碳化合物的異構(gòu)現(xiàn)象3.4.1手性分子的概念3.4.2分子的手性與對稱性3.4.3手性碳的構(gòu)型表示3.4.4手性碳構(gòu)型標(biāo)記3.4.5費(fèi)歇爾投影式與分子構(gòu)型本文檔共140頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.4.1手性分子的概念1.手性——把左手放到鏡子面前，左手的鏡像與右手相同，左、右手的關(guān)系——相對映而不重合。3.4含手性碳化合物的異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

手性：物質(zhì)與鏡像相對映而不重合的性質(zhì)稱為手性

或手征性

。

手性分子：具有手性的分子稱為手性分子或手征性分子。手性分子最大特征是具有旋光性。

非手性分子：不具有手性的分子稱為非手性分子。判斷分子的手性：分子與其鏡像重合稱為非手性分子；分子與其鏡像不重合稱為手性分子。本文檔共140頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.分子的手性中心本文檔共140頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

乳酸分子的兩個(gè)模型是實(shí)物與鏡像的關(guān)系，相對映而不能重合，即乳酸分子有手性，是手性分子。乳酸分子的中心碳原子上連有四個(gè)不同的原子和基團(tuán)（—H,—CH3,—OH和—COOH），具有不對稱性。稱為不對稱碳原子或手性碳原子，用“*”表示。它是分子的不對稱中心或手性中心。本文檔共140頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.對映異構(gòu)現(xiàn)象

兩個(gè)乳酸的分子式相同，分子構(gòu)造也相同，但分子中原子和基團(tuán)在空間排列不同，形成實(shí)物與鏡像的關(guān)系，這種現(xiàn)象稱為對映異構(gòu)現(xiàn)象；具有對映異構(gòu)現(xiàn)象的分子稱為對映異構(gòu)體。對映異構(gòu)現(xiàn)象也屬構(gòu)型異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.4.2分子的對稱性與手性

1.對稱面能把分子切成互為鏡像的兩半的平面，稱為分子的對稱面，常用σ表示，如下圖：

甲烷CH4有六個(gè)對稱面，即通過四面體每條棱與中心碳原子的平面。三氯甲烷CHCl3有三個(gè)對稱面，即通過四面體和氫原子相連的每條棱與中心碳原子的平面。本文檔共140頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

苯分子有七個(gè)對稱面，即通過正六邊形對邊中點(diǎn)與分子平面垂直的三個(gè)平面，通過正六邊形對角與分子平面垂直的三個(gè)平面，另一個(gè)是六個(gè)碳原子六個(gè)氫原子所在的分子平面。

順-1,3-二甲基環(huán)丁烷有兩個(gè)對稱面，即通過四邊形對角與四邊形平面垂直的兩個(gè)平面。本文檔共140頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.對稱中心

苯、反-1,3-二甲基環(huán)丁烷和反-2,3-二氯-2-丁烯都有對稱中心。

若分子中有一點(diǎn)“i”，分子中任何一個(gè)原子或基團(tuán)與i點(diǎn)連線，在其延長線的相等距離處都能遇到相同原子或基團(tuán)，i點(diǎn)是該分子的對稱中心。如圖：本文檔共140頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.對稱性與手性一般情況下，具有對稱面或?qū)ΨQ中心的分子無手性，是非手性分子。常用對稱性判斷分子是否是手性分子。本文檔共140頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.4.3手性碳構(gòu)型表示本文檔共140頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

手性碳的構(gòu)型表示要求能把分子中的原子或基團(tuán)在空間的排列清楚而簡潔地表示出來。手性碳構(gòu)型表示式有三種方法：

球棒式：把碳原子、與碳相連的原子或基團(tuán)畫成球，標(biāo)出化學(xué)符號，用棒表示共價(jià)鍵。這種表示清楚、直觀，但書寫麻煩。

立體透視式

：手性碳放在紙面上，粗實(shí)線或楔線連接的原子或基團(tuán)在紙面前，用虛線連接的在紙面后，用細(xì)實(shí)線連接的在紙面上。這種表示清楚、直觀，但書寫也較麻煩。本文檔共140頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分費(fèi)歇爾投影式：

以手性碳為中心，豎放的基團(tuán)在紙面后面，橫放的基團(tuán)在紙面前面，習(xí)慣上把碳鏈放在豎放位置，編號小者在上端。然后向紙面投影，用實(shí)線表示共價(jià)鍵，相交處為C*。C*不寫出來，其余四個(gè)基團(tuán)寫出來。這種表示清楚，書寫也比較方便，是經(jīng)常使用的表示方法。上述三種表示方法是等價(jià)的，可用于書面表示，不能用于口頭表示，也不便于命名。本文檔共140頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.4.4手性碳構(gòu)型的標(biāo)記1.D-L構(gòu)型標(biāo)記法

D-L（Dextro和Leavo的字首，D意為“右”，L意為“左”）標(biāo)記法是以甘油醛（2,3-二羥基丙醛CH2OHCHOHCHO）為參照標(biāo)準(zhǔn)。

手性碳構(gòu)型有兩種標(biāo)記方法，在命名時(shí)寫在名稱前。本文檔共140頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在費(fèi)歇爾投影式中，手性碳上的—OH在右邊的構(gòu)型(Ⅰ)規(guī)定為D型，—OH在左邊的構(gòu)型(Ⅱ)是L型。

其他化合物，在保持手性碳構(gòu)型不變的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中，可由D型甘油醛轉(zhuǎn)化來的化合物就是D型的，可由L型甘油醛轉(zhuǎn)化來的化合物就是L型的。本文檔共140頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例：從D型甘油醛氧化得到的甘油酸是D型，從L型甘油醛氧化得到的甘油酸是L型，因?yàn)樵谘趸^程中不涉及手性碳的構(gòu)型。這種標(biāo)記是相對的，在有機(jī)化學(xué)發(fā)展的初期應(yīng)用普遍，現(xiàn)在在糖和蛋白質(zhì)構(gòu)型標(biāo)記上還有應(yīng)用。本文檔共140頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.R-S構(gòu)型標(biāo)記法

R-S標(biāo)記法是廣泛使用的一種方法。把手性碳連接的四個(gè)原子或基團(tuán)a、b、c、d按“順序規(guī)則”排列，若a>b>c>d，把最不優(yōu)的原子或基團(tuán)d遠(yuǎn)離觀察者，a,b,c朝向觀察者。正像司機(jī)面對汽車方向盤，a,b,c在盤上。本文檔共140頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分若a→b→c是順時(shí)針方向轉(zhuǎn)，手性碳原子為R-構(gòu)型，用R表示；若a→b→c是逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)，手性碳原子為S-構(gòu)型，用S表示。本文檔共140頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分本文檔共140頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.注意

(1)D構(gòu)型不一定是R構(gòu)型，L構(gòu)型也不全是S構(gòu)型。

(2)在D-L標(biāo)記中，在化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中手性中心構(gòu)型不變化，產(chǎn)物構(gòu)型標(biāo)記不變化。

(3)在R-S構(gòu)型標(biāo)記中，在化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中即使手性中心構(gòu)型不改變，產(chǎn)物構(gòu)型的標(biāo)記有可能改變。本文檔共140頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分4.命名標(biāo)記已明確構(gòu)型的手性化合物在命名時(shí)要將R、S

或D、L放到名稱前并與名稱間用半字線“-”隔開。如果分子中有多個(gè)手性碳，要分別判斷每個(gè)手性碳的構(gòu)型是R或S。命名時(shí)將手性碳位號與R

或S

一起放在括號內(nèi)，寫到名稱前面。本文檔共140頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例如：（2R,3R）-2-羥基-3-氯丁二酸（2S,3S）-2,3-丁二醇本文檔共140頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分5.費(fèi)歇爾投影式與分子構(gòu)型書寫費(fèi)歇爾投影式明確規(guī)定，豎放的基團(tuán)伸向紙面后方，橫放的基團(tuán)伸向紙面前方。費(fèi)歇爾投影式在紙面上轉(zhuǎn)180度，保持分子的構(gòu)型不變化。費(fèi)歇爾投影式在紙面上轉(zhuǎn)90度或270度，改變了橫線與豎線的關(guān)系,也就改變了原來的構(gòu)型。費(fèi)歇爾投影式也不能離開紙面翻轉(zhuǎn)180度，這樣也改變了原來的構(gòu)型。本文檔共140頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例1.轉(zhuǎn)270°改變構(gòu)型S-轉(zhuǎn)90°改變構(gòu)型轉(zhuǎn)180°保持構(gòu)型HCH3C2H5BrC2H5CH3HBrCH3C2H5BrHS-R-R-本文檔共140頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例2.翻轉(zhuǎn)180°改變構(gòu)型

如果費(fèi)歇爾投影式的手性原子上連的基團(tuán)交換一次，改變原來的構(gòu)型；連續(xù)交換兩次保持原來的構(gòu)型。例3.

本文檔共140頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.6化合物的旋光性與旋光性化合物

的拆分和合成3.6.1化合物的旋光性及其測定3.6.2含一個(gè)手性碳原子化合物的光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象3.6.3含多個(gè)手性碳原子化合物的光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象3.6.4含有手性軸和手性面化合物的對映異構(gòu)現(xiàn)象3.6.5碳環(huán)化合物的對映異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.6.6含非碳原子手性的化合物的對映異構(gòu)現(xiàn)象3.6.7構(gòu)象對映式與構(gòu)象非對映式3.6.8分子結(jié)構(gòu)與旋光性3.6.9外消旋體的拆分3.6.10不對稱合成的概念本文檔共140頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.6.1化合物的旋光性及其測定1.偏光普通光是一種電磁波，光振動方向與前進(jìn)方向垂直。本文檔共140頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

一束普通光通過尼科爾（Nicol）棱鏡或其他偏振片，只有在與棱鏡晶軸平行的平面上振動的光能透過，透過的光叫平面偏振光，簡稱偏光。本文檔共140頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.旋光性物質(zhì)與旋光度普通光通過兩個(gè)平行放置的尼科爾棱鏡晶體，通過第一塊后變成偏光，偏光也能通過第二塊晶體。如果在兩塊晶體間放一盛液管，如管內(nèi)放置水、乙醇、醋酸等，仍可以看到光通過第二塊晶體。如果管內(nèi)放置葡萄糖水溶液，觀察不到光通過第二塊晶體，把第二塊晶體轉(zhuǎn)α角后，才能觀察到有光通過（旋光儀的原理）。葡萄糖有旋光性，是旋光性物質(zhì)。本文檔共140頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分旋光性物質(zhì)：能使偏光振動平面旋轉(zhuǎn)α角度的物質(zhì)，有旋光性，稱為旋光性物質(zhì)或稱光學(xué)活性物質(zhì)。非旋光性物質(zhì)：不能使偏光振動平面旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)，無旋光性，稱為非旋光性物質(zhì)或稱無光學(xué)活性物質(zhì)。本文檔共140頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分旋光度：旋光性物質(zhì)使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)α角，α角稱為旋光度。旋光度α值與試樣溫度、溶劑種類、試樣濃度、盛液管長度及光源有關(guān)。試樣濃度增加一倍或盛液管長度增加一倍，測得的α值都增加一倍。物質(zhì)旋光度的測定：旋光儀的讀數(shù)為α=25o,實(shí)際是α±ｎ×180°（n為整數(shù)）。旋光儀分不出α是+25°、+205°、+385°或-155°等?，F(xiàn)代數(shù)字化旋光儀可直接顯示旋光方向和旋光度α值。本文檔共140頁；當(dāng)前第98頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.比旋光度[α]

為了使用方便，常用比旋光度[α]代替旋光度α。α:測得的旋光度

C：試樣質(zhì)量濃度，或純液體密度，單位g·mL-1l:盛樣管長度，單位dmt:試樣溫度，單位℃λ：光源波長（通常鈉光源，用D表示，波長589nm)本文檔共140頁；當(dāng)前第99頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

比旋光度是旋光性物質(zhì)的一個(gè)物理常數(shù)，可以定量地表示物質(zhì)的旋光能力。像其他物理常數(shù)一樣，是旋光性物質(zhì)的一種屬性。右旋光化合物

：使偏振光的振動平面向右（順時(shí)針）旋轉(zhuǎn)的化合物，稱右旋光化合物，用“+”表示右旋光方向。左旋光化合物

：使偏振光的振動平面向左（逆時(shí)針）旋轉(zhuǎn)的化合物，稱左旋光化合物，用“-”表示左旋光方向。本文檔共140頁；當(dāng)前第100頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

在標(biāo)記旋光度時(shí)，還須表示出使用的溶劑。例如，在20℃用鈉光源的旋光儀測得葡萄糖水溶液和果糖水溶液的比旋光度分別為右旋52.5°和左旋93°,分別寫作葡萄糖+52.5（水）和果糖-93°（水）。20[]Da=

摩爾旋光度

[M]D*=M：相對分子質(zhì)量；除100以防數(shù)值太大?？杀容^化合物旋光能力。20[]Da=本文檔共140頁；當(dāng)前第101頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分1.分子的旋光性與手性例1.

肌肉中分離出來的乳酸是右旋光乳酸,+3.82(水)

葡萄糖發(fā)酵得到乳酸是左旋光乳酸，

-3.82°(水)

乳酸是手性分子,一個(gè)是R-型CH3*CHOHCOOH一個(gè)是L-型CH3*CHOHCOOH。3.6.2含一個(gè)手性碳原子化合物的光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第102頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例2.

手性2-丁醇CH3*CHOHCH2CH3的旋光度分別為(+)-2-丁醇，+13.9°和(-)-2-丁醇-13.9°。手性分子都具有旋光性。手性是分子有旋光性為必要條件，不是充分條件。本文檔共140頁；當(dāng)前第103頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.對映體和外消旋體

對映體：像乳酸這樣，分子式相同，構(gòu)造也相同，構(gòu)型不同，形成實(shí)物與鏡像不能重合關(guān)系的兩種分子的現(xiàn)象，稱為對映異構(gòu)現(xiàn)象

，這種異構(gòu)體稱為對映異構(gòu)體，簡稱對映體。由于這種異構(gòu)體都具有旋光能力，因此又有旋光異構(gòu)現(xiàn)象和旋光異構(gòu)體之稱，簡稱光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象

和旋光體。對映體是成對存在的，它們旋光能力相同，但旋光方向相反。本文檔共140頁；當(dāng)前第104頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分外消旋體：等量(-)-乳酸和(+)-乳酸混合，得到的混合乳酸無旋光性，稱為外消旋乳酸

，常寫作(±)-乳酸。酸牛奶的乳酸就是(±)-乳酸。對映體性質(zhì)：在非手性環(huán)境中，對映體的性質(zhì)沒有區(qū)別，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、熔解度、轉(zhuǎn)化速率等均相等。在手性環(huán)境中，對映體的性質(zhì)不同。如在偏光下旋光方向性不同；在手性試劑中轉(zhuǎn)化速率不同。在非手性條件下合成手性化合物，得到的產(chǎn)物往往是外消旋體。外消旋光：旋光性化合物在物理因素或化學(xué)試劑作用下，變成兩個(gè)對映體的平衡混合物，逐步失去旋光性的過程稱為外消旋化

。本文檔共140頁；當(dāng)前第105頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分手性碳的構(gòu)型是由順序規(guī)則確定的，R,S-構(gòu)型標(biāo)記也是相對的。手性化合物的旋光方向是由實(shí)驗(yàn)測得的，構(gòu)型標(biāo)記與旋光方向無必然的聯(lián)系。例：(R)-(+)-甘油醛(S)-(-)-甘油醛(R)-(-)-乳酸(S)-(+)-乳酸3.

旋光性與分子構(gòu)型本文檔共140頁；當(dāng)前第106頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分4.旋光性化合物的命名一個(gè)完整的旋光性化合物的名稱包括三部分：（構(gòu)型標(biāo)記）—（旋光方向標(biāo)記）—系統(tǒng)名稱如：(R)-(-)-2-羥基丙酸。本文檔共140頁；當(dāng)前第107頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.6.3含多個(gè)手性碳原子化合物的光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象1.含有多個(gè)不同手性碳原子的化合物含有一個(gè)手性碳原子的化合物有兩個(gè)旋光異構(gòu)體（一對對映體）。含有兩個(gè)不同手性碳原子的化合物有四個(gè)旋光異構(gòu)體（兩對對映體）。本文檔共140頁；當(dāng)前第108頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分例如：氯代蘋果酸有四個(gè)構(gòu)型異構(gòu)體：本文檔共140頁；當(dāng)前第109頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分

對映體與非對映體的性質(zhì)不同。例如，氯代蘋果酸的光學(xué)異構(gòu)體的性質(zhì)不同，如下表：異構(gòu)體構(gòu)型[α]D熔點(diǎn)/℃Ⅰ（2R，3R）-31.3°（乙酸乙酯）173Ⅱ（2S，3S）+31.3°（乙酸乙酯）173Ⅲ（2R，3S）-9.4°（水）167Ⅳ（2S，3R）+9.4°（水）167氯代蘋果酸的各種異構(gòu)體的物理性質(zhì)本文檔共140頁；當(dāng)前第110頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分含有多個(gè)不同手性碳的化合物光學(xué)異構(gòu)體數(shù)目=2n

(n為不相同手性碳原子數(shù)目)例如：有CACBCD

三個(gè)手性碳的化合物，有8個(gè)異構(gòu)體（4對對映體）：本文檔共140頁；當(dāng)前第111頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.含有兩個(gè)相同手性碳原子的化合物

(1)光學(xué)異構(gòu)體的數(shù)目例：2,3-二羥基丁二酸

(HOOC*CHOH*CHOHCOOH)本文檔共140頁；當(dāng)前第112頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分I與II互為對映體，III在紙面上旋轉(zhuǎn)180°，變?yōu)镮V，兩者是同一個(gè)化合物。

III（IV）分子內(nèi)有一對稱面σ，非手性化合物，無旋光性，稱為內(nèi)消旋體。用“meso-”或“m-”表示。命名時(shí)在名稱前加“meso-”，習(xí)慣上內(nèi)消旋體也看成旋光異構(gòu)體。本文檔共140頁；當(dāng)前第113頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(2)對映體、內(nèi)消旋體、外消旋體的性質(zhì)比較

2,3-二羥基丁二酸（酒石酸）的性質(zhì)如下表所示。對映體的性質(zhì)與內(nèi)消旋體、外消旋體的性質(zhì)不同。酒石酸熔點(diǎn)/℃溶解度/g(100g水)-1相對密度/d20pKa1pKa2（R,R)-酸170+121391.7602.934.32（S,S)-酸170-121391.7602.934.32Meso-酸140無1251.6673.114.80（±）酸206無20.61.6802.964.24本文檔共140頁；當(dāng)前第114頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分1.含手性軸的化合物

(1)丙二烯型化合物

非手性中心的手性化合物可有手性軸。在1,2-二烯烴分子中,兩端的碳為sp2雜化,中間碳sp雜化,形成兩個(gè)互相垂直的π鍵,而兩端C上連的基團(tuán)所在平面也互相垂直,當(dāng)兩端碳上連有不同基團(tuán)時(shí),可以形成對映體。3.6.4

含有手性軸和手性面化合物的對映異構(gòu)現(xiàn)象本文檔共140頁；當(dāng)前第115頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2，3-戊二烯本文檔共140頁；當(dāng)前第116頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(2)螺環(huán)化合物在2,6-二甲基螺［3.3］庚烷分子中,兩個(gè)四元環(huán)是剛性的,兩個(gè)平面互相垂直,在C2和C6上的兩個(gè)基團(tuán)所在平面也互相垂直,與1,2-丙二烯結(jié)構(gòu)相似.有對映異構(gòu)體存在。本文檔共140頁；當(dāng)前第117頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分(3)聯(lián)苯型化合物在聯(lián)苯的鄰位有四個(gè)大的取代基，限制兩苯環(huán)繞環(huán)間軸線自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)兩苯環(huán)上是不對稱被取代時(shí)，就出現(xiàn)對映體。

2，2′—二羧基—6，6′—二氯聯(lián)苯有對映體，是旋光性化合物。2，6-二羧基-2′，6′二溴聯(lián)苯，雖然限制兩苯環(huán)繞σ鍵旋轉(zhuǎn)，但不形成對映異構(gòu)現(xiàn)象。本文檔共140頁；當(dāng)前第118頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分2.含手性面化合物六螺苯類化合物,是六個(gè)苯環(huán)用相鄰兩碳原子稠合，分子中的碳原子都是sp2雜化。分子應(yīng)該是平面結(jié)構(gòu)，但兩端環(huán)上的兩個(gè)氫原子擁擠，使兩端苯環(huán)不能在一個(gè)平面上,一上一下，像個(gè)螺旋，出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象，產(chǎn)生對映異構(gòu)現(xiàn)象。其旋光能力驚人，[α]=3700°。本文檔共140頁；當(dāng)前第119頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分本文檔共140頁；當(dāng)前第120頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.6.5碳環(huán)化合物的對映異構(gòu)現(xiàn)象

在1,2-環(huán)丙烷二甲酸分子中,有兩個(gè)手性碳原子,在順式結(jié)構(gòu)中有對稱面σ,是內(nèi)消旋化合物,無旋光性；反式結(jié)構(gòu)是手性分子，是一對對映體。1,2-環(huán)丙烷二甲酸：本文檔共140頁；當(dāng)前第121頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分1,2-二甲基環(huán)己烷

有兩個(gè)手性碳原子，順式分子中有對稱面，是內(nèi)消旋化合物；反式分子是一對對映體；共3個(gè)光學(xué)異構(gòu)體。本文檔共140頁；當(dāng)前第122頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分1-氯-2-溴環(huán)己烷

有兩個(gè)不同的手性碳原子，兩對對映體，四個(gè)光學(xué)異構(gòu)體。本文檔共140頁；當(dāng)前第123頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分薄荷醇薄荷醇的構(gòu)造式為有三個(gè)不相同的手性碳，應(yīng)有八個(gè)光學(xué)異構(gòu)體。本文檔共140頁；當(dāng)前第124頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.6.6非碳原子為手性中心的化合物的對映異構(gòu)現(xiàn)象能形成手性中心的元素不僅僅限于碳，其他的元素也可以生成手性中心，構(gòu)成對映異構(gòu)現(xiàn)象。如連有四個(gè)不同配體（基團(tuán)、原子或電子對）的元素有機(jī)化合物很多。例：本文檔共140頁；當(dāng)前第125頁；編輯于星期一\16點(diǎn)15分3.6.8分子結(jié)構(gòu)與旋光性“分子結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映分子結(jié)構(gòu)”——結(jié)構(gòu)理論。旋光性是分子的一種性質(zhì)，反映分子結(jié)構(gòu)，知道分子結(jié)構(gòu)可以推導(dǎo)出