第六章立体化学
z作业
z P229~230（四版）
z（九）、（十八）
z思考题
z请就立体化学在合成某一药物上
的应用做一调研
6·1 为什么要学习立体化学？
?Louis Pasteur(路易斯?巴斯德1822-1895, 法国化学家、细菌学家): 宇宙是非对称的，所有生物物种在其结构上、外部形态上，究其本源都是宇宙非对称性的产物。
?生物体中产生的化合物，往往是一对对映体中的一个，这是由于生物体内的酶，和由酶催化产生的底物是有旋光性的。z例如：
（1）淀粉在酵母发酵时只形成（－）－2－甲基－1－丁醇，（2）肌肉收缩时只产生（＋）－乳酸[CH
CH(OH)COOH],
3
（3）从水果中只得到(-)-苹果酸[HOOCCH
CH(OH)COOH]
2
?2001年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉·诺尔斯、?日本科学家野依良治和美国科学家巴里·夏普雷斯，?以表彰他们在不对称合成方面所取得的成绩
旋光物的合成与拆分
由此引起的物理性质、化学性质、
碳骨架异构官能团异构
分子式相同，原子的成键顺序不同
分子构型相同，由于单键6.3 异构体的分类
z构造（constitution）异构：具有相同的分子式，
OH
二、立体异构
z
立体异构（stereoisomerism ）是指：具有相同的分子式，具有相同的原子连接顺序，但具有不同的空间排列方式引起的异构。立体异构用构型式表示，构型是指立体异构体中原子在空间的排列顺序。z 立体化学(stereochemistry)：研究分子的立体结构，及立体结构对其物理性质、化学性质的影响。立体异构是立体化学的一个重要方面。
立体异构是具有相同的构造、不同的构型的异构。
如：顺-和反-2-丁烯，亦称Z-和E-2-丁烯
由于共价键的旋转或环的存在受到阻碍而引起的
指分子内单键旋转角度不同而产生的异构
顺叠式）
具有相
Br
Cl
H F H
Cl
Br
F
enantiomerism)
具有手性的分子称为手性分子（chiral molecule
4）非手性化合物
z 值得注意的是，任何化合物都有镜像，但多数实物和它的镜像都能重合，例如：2－氯丙烷和氯溴甲烷。如果实物和它的镜像能重合，则实物与镜像为同一物质，它是非手性的（achiral ），无对映体。
C
CH 3
CH 3
Cl H C CH 3CH 3H Cl C Br Cl H H C Br Cl H
H 2-氯丙烷氯溴甲烷镜子
镜子
6·4 对映体结构的旋光性
z两个对映体结构差别很小，因此它们具有相同的沸点、熔点、溶解度等，化学性质也基本相同，很难用一般的物理及化学方法区分。
z但它们对平面偏振光的作用不同：一个可使平面偏振光向右旋(dextrorotation), 符号为(＋),称为右旋体；另一个可使平面偏振光向左旋
(levorotation), 符号为(－), 称为左旋体。
一、旋光异构
z其向右及向左旋转的角度基本相同，因此
对映异构也称为旋光异构(optical isomer)
z物质能使平面偏振光旋转的性质称为旋光性或光学活性(optical activity). 具有旋光性的物质称为光学活性物质。
第六章 立体化学 (一) 在氯丁烷和氯戊烷的所有异构体中，哪些有手性碳原子？ 解：氯丁烷有四种构造异构体，其中2-氯丁烷中有手性碳： CH 3 C CH 3CH 3Cl CH 3 CH 2CH 3 Cl CH 3CH 2CH 2CH 2Cl *3 Cl CH 3CH 2 氯戊烷有八种构造异构体，其中2-氯戊烷(C 2*)，2-甲基-1-氯丁烷(C 2*)，2-甲基-3-氯丁烷(C 3*)有手性碳原子： CH 3 C CH 3CH 3CH 2Cl CH 3(CH 2)4Cl CH 3CH 2CH 2CHCH 3 Cl CH 3CH 22CH 3 Cl CH 3CHCHCH 3 CH 3 Cl CH 3CHCH 2CH 3 2Cl CH 3CCH 2CH 3 CH 3CH 3CHCH 2CH 2Cl CH 3 * * * (二) 各写出一个能满足下列条件的开链化合物： (1) 具有手性碳原子的炔烃C 6H 10； (2) 具有手性碳原子的羧酸C 5H 10O 2 (羧酸的通式是C n H 2n+1COOH)。 解： (1) CH 3CH 2CHC CH CH 3 * (2) CH 3CH 2CHCOOH CH 3 *
(三) 相对分子质量最低而有旋光性的烷烃是哪些？用Fischer 投影式表明它们的构型。 解： CH 2CH 3 CH 2CH 2CH 3 H CH 3 和 CH 2CH 32CH 2CH 3H CH 3 CH 2CH 3 3)2 H CH 3 和 CH 2CH 3CH(CH 3)2H CH 3 (四) C 6H 12是一个具有旋光性的不饱和烃，加氢后生成相应的饱和烃。C 6H 12不饱和烃是什么？生成的饱和烃有无旋光性？ 解：C 6H 12不饱和烃是CH 2CH 3CH=CH 2H CH 3或CH 2CH 3 CH=CH 2 H CH 3，生成的饱和烃无旋光性。 (五) 比较左旋仲丁醇和右旋仲丁醇的下列各项： (1) 沸点 (2) 熔点 (3) 相对密度 (4) 比旋光度 (5) 折射率 (6) 溶解度 (7) 构型 解： (1)、(2)、(3)、(5)、(6)相同； (4)大小相同，方向相反； (7)构型互为对映异构体。
第六章 立体化学 (一) 在氯丁烷和氯戊烷的所有异构体中，哪些有手性碳原子？ 解：氯丁烷有四种构造异构体，其中2-氯丁烷中有手性碳： CH 3 C CH 3CH 3CH 3 CH 2CH 3 Cl CH 3CH 2CH 2CH 2Cl *3 Cl CH 3CH 2 氯戊烷有八种构造异构体，其中2-氯戊烷(C 2*)，2-甲基-1-氯丁烷(C 2*)，2-甲基-3-氯丁 烷(C 3*)有手性碳原子： CH 3 C CH 3CH 3 2Cl CH 3(CH 2)4Cl CH 3CH 2CH 2CHCH 3 Cl CH 3CH 22CH 3 Cl CH 3CHCHCH 3 CH 3 Cl CH 3CHCH 2CH 3 2Cl CH 3CCH 2CH 3 CH 3CH 3CHCH 2CH 2Cl CH 3 * * * (二) 各写出一个能满足下列条件的开链化合物： (1) 具有手性碳原子的炔烃C 6H 10； (2) 具有手性碳原子的羧酸C 5H 10O 2 (羧酸的通式是C n H 2n+1COOH)。 解： (1) CH 3CH 2CHC CH 3 * (2) CH 3CH 2CHCOOH 3 * (三) 相对分子质量最低而有旋光性的烷烃是哪些？用Fischer 投影式表明它们的构型。 解： CH 2CH 32CH 2CH 3H CH 3 和 CH 2CH 3 2CH 2CH 3H CH 3 CH 2CH 3CH(CH 3)2H CH 3 和 CH 2CH 3 CH(CH 3)2 H CH 3 (四) C 6H 12是一个具有旋光性的不饱和烃，加氢后生成相应的饱和烃。C 6H 12不饱和烃是什么？生成的饱和烃有无旋光性？ 解：C 6H 12不饱和烃是CH 2CH 32H CH 3 或CH 2CH 3 2 H CH 3，生成的饱和烃无旋光性。
第六章立体化学 (一) 在氯丁烷和氯戊烷的所有异构体中，哪些有手性碳原子？解：氯丁烷有四种构造异构体，其中2-氯丁烷中有手性碳： ClCHCH 33*ClCHCHCHCHCCHCHCHCHCHCHClCHCCH23223233323 Cl *)，2-(C甲基-1-氯丁烷氯戊烷有八种构造异构体，其中2-氯戊烷2**)有手性碳原子：-3-氯丁烷(C(C)，2-甲基32CHClCl3 **CHCHCHCH)CH(CHClCHCHCHCHCHCHCHCHCHCH 3432332333222CCCHCH333* CHCHCHCHCHCHCCHCHCHCClCHCHCHCH33233233223ClCHClClCH22 (二) 各写出一个能满足下列条件的开链化合物：(1)具有手性碳原子的炔烃CH ；106． 是OH (羧酸的通式(2)具有手性碳原子的羧酸C2105 CHCOOH)。 2n+1n**CHCHCHCHC CHCOOHCHCH2323(2) (1) 解：CH CH33 投影(三) 相对分子质量最低而有旋光性的烷烃是哪些？用Fischer 式表明它们的构型。CHCHCHCH3223HHCHCH和解： 33CHCHCHCHCHCH322232CHCH CHCH3232HCH HCH和33)CH(CH)CH(CH2323) (HC加氢后生成相应的饱和烃。是一个具有旋光性的不饱和烃，四126HC不饱和烃是什么？生成的饱和烃有无旋光性？
126CHCHCHCH3322HCHHCH HC生成的饱和烃无旋光不饱和烃是或解：，33126CH=CHCH=CH22性。(五) 比较左旋仲丁醇和右旋仲丁醇的下列各项：(1) 沸点(2) 熔点(3) 相对密度(4) 比旋光度(5) 折射率(6) 溶解度(7) 构型 相同；(6)、(5)、(3)、(2)、(1) 解： 大小相同，方向相反；(4) (7)构型互为对映异构体。COOH Fischer() 投影式中，哪个是同乳酸六下列一样的？HOHCH3 OHCHCH33(1) (2) (3) (4) HCOOHOHCOOHHOHCHCOOHH3COOH CHHO3H解：(1)、(3)、(4)和题中所给的乳酸相同，均为R-型；(2)为S-型。 提示： ①在Fischer投影式中，任意两个基团对调，构型改变，对调两次，构型复原；任意三个基团轮换，构型不变。 ②在Fischer投影式中，如果最小的基团在竖键上，其余三个基团从大到小的顺序为顺时针时，手性碳的构型为R-型，反之，为S-型；如果最小的基团在横键上，其余三个基团从大到小的顺序为顺时针时，手性碳的构型为S-型，反之，为R-型； CH3Fischer) SR(HBr投影式是七型还是型？下列各结构式，哪CHCH32些同上面这个投影式是同一化合物？BrHCH CH52H3(4) (2) (1) (3) HCHBrCH523HCHCHBr33HCH3CHH3HHBr (4)