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3对映异构的表示及构型标记

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第3章对映异构

第3章对映异构
有同样的生物效应
实例分析
NO2
NO2
HO １ H H ２ NHCOCHCl2 CH2OH
(-) - 1R,2R –
H OH Cl2CHCOHN H
CH2OH
(+) - 1S,2S –
氯霉素
抗菌活性 (- ) ∶ (+) = 100 ∶ 0.4
合霉素 —— 外消旋体 已淘汰
手性药物
外消旋体的拆分
COOH
HO
CH3
H
Br Cl CH3
H
(1)
COOH
H
OH
CH3
Br CH3 Cl
H
(2)
CH3 Cl Br
H
(3)
(2)=(3)=(4)
Cl
CH3
H
Br
(4)
四、构型标记法
1. D、L 标记法
CHO H OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
HgO
COOH H OH
CH2OH
D-(-)-甘油酸
相对构型
名称
熔点/℃
αm
pKa 溶解度
(+)-乳酸
26
+3.8
3.76
∞
(-)-乳酸
26
-3.8
3.76
∞
(±)-乳酸
18
0
3.76
∞
3. 外消旋体无光学活性，物理性质 与纯的对映体有差异。
三、Fischer投影式
* 3
21
CH3 CH COOH 乳酸
OH
COOH
COOH
CH3
C OH
H
HO C CH3 H
CHO HO H

三章对映异构-文档资料

三章对映异构-文档资料

第三节
外消旋体
由于一对对映体相等，但旋光方向相反。因此如
等量混合后——无旋光性。
外消旋体——一对对映体的等量混合物，用“”或“dl” 表示。 来源： 肌肉 (+)-乳酸 [] 20 D +3.8 葡萄糖 ()-乳酸 3.8 酸牛奶 ()-乳酸 0
第四节
费歇尔投影式 Fischer diagram
CHO H H CH OH 2 HO H CHO H OH CH OH 2 H HO CHO OH H CH OH 2
OH HO OH HO CH OH 2
（2R,3R-）
（2S,3S-）
如：2-氯丙烷
Cl C H CH CH
3 3
CH3CHCH 3 Cl
C、H、Cl成的平面— —对称面
非手性分子
四、判断对映体的方法
观察分子的实物与其镜像能否重合。
寻找分子中是否存在对称面。
寻找分子中是否存在手性碳原子（手性中心）。 一般不存在对称面，有手性碳的分子具有对映体， 为手性分子。
CHO H C
顺 OH
OHC
逆 C HO
H
CH OH 2
HOH C 2
OH CHO CH2OH
R-甘油醛
S-甘油醛
简便判断规则：*按Fischer投影式，最小基团（H）在横键。 沿基团大中小旋转 顺时针——S构型。 （平面上） 如：
H CHO OH CH OH 2 HO CHO H CH OH 2
对映异构体
一般凡是连有 4个不同的原子或基团的碳原子 —— 手性 碳原子，用“*C”表示。 有一个 *C 的化合物必定是手性分子，有一对对映体 （如乳酸分子） 。对映体有相同的物理、化学性质，但两 者还有一个重要的不同性质，即对偏振光的偏振面作用不同。 三、对称面和非手性分子 对称面——分子中存在一平面可把分子切成实物和镜像两部分。

对映异构

对映异构

比旋光度：旋光性物质的一个物理常数。 在一定温度下，1mL含1g旋光物质的溶 液，在1dm的盛液管中，光源波长（λ） 为589nm（钠光）时，测得的旋光度即 为比旋光度。
返回4.1 目录 结束
2020/5/11 19:28:00 23
• 在一定温度下，1mL含1g旋光物质的溶液，在 1dm的盛液管中，光源波长（λ）为589nm （钠光）时，测得的旋光度即为比旋光度。可 用下列公式计算：
COOH
COOH
H
OH
HO
H
CH3
CH3
乳酸对映体的Fischer投影式
返回4.1 目录 结束
4.1.4 对映异构体的表示方法—Fischer投影式2020/5/113119:28:02
COOH
HO
H
COOH
OH
CH3
乳酸对映体的Fischer投影式
H CH3
返回4.1 目录 结束
4.1.4 对映异构体的表示方法—Fischer投影式2020/5/113219:28:02
返回4.1 目录 结束
4.1.3 对映异构体的旋光性
旋光仪原理
2020/5/11 19:27:59 21
光源
观察者 返回4.1 目录 结束
4.1.3 对映异构体的旋光性
2020/5/11 19:28:00 22
2、旋光度和比旋光度：
旋光度： 旋光性物质使偏振光的振动面旋转的角
度称为旋光度，用符号“α”表示。
设想分子中有一点，从分子的任一原子或基团
出发，向该点引一直线并延长出去，在距该点等距 离处，总会遇到相同的原子或基团，这个点就叫做 分子的对称中心。
返回4.1 目录 结束
4.1.2 手性与分子的对称因素

对映异构体的性质

对映异构体的性质
18
手性分子是指不能和它的镜像完全重叠的分子。 手性分子必定有旋光性，具有旋光的分子必定是手性。
18
手性分子（乳酸）
19
19
（2）对映体
COOH
COOH
COOH COOH
H
OH
HO
CH3 a
镜面
H
H
HO
CH3 b
OH H CCHH33
不能重叠
20
互呈物体和镜象的对映关系，互称对映异构体，简称为对映体。
L-构型：—OH在投影式中手性碳原子左边
24
COOH
COOH
H
OH
HO
H
COOH
H2N
H
CH3
L-(-)-丙氨酸
CH3
D-（–）-乳酸
CH3
L-（+）-乳酸
CHO
CHO
H
H
H
OH
H
OH
H
OH 25 H
OH
CH2OH
CH2OH
D-(－)- 赤藓糖 D-(－)-2-脱氧核糖
CHO H OH HO H H OH H OH
11
使偏振光的振动平面向顺时针旋转的物质称为右旋体，用d 或 (+)表示；逆时针旋转的物质称为左旋体，用l 或（ – ）表示。
11
（4）旋光仪 用于测定其旋光度的仪器称为旋光仪。
图5-4 旋光仪的结构示意图
12
由光源、2个尼可尔棱镜、旋光管（或 称盛液管）和刻度盘等主要部件组成
12
❖ 3.旋光度和比旋光度
(–) -乳酸
–3.8°
53
3.79
(±) -乳酸
0
18
3.79

【有机化学】第三章立体结构化学【课件PPT】

【有机化学】第三章立体结构化学【课件PPT】
H
D
(2) 构型的确定 一对对映体的两个结构互为镜象，确定哪个 为右旋、哪个为左旋，不能由分子的结构式确 定，只能由旋光仪来确定
(3) 构型的标记 标记——根据分子中各基团的空间排列 按一定原则进行标记
D/ L法：
将手性分子与一对对映体甘油醛进行比较，与D-甘油 醛构型相似称为D-型，L-甘油醛构型相似则称为L-型。
例
手性碳
C
【练习】
请指出下列分子中的手性碳原子
CH3CH2-OH
3 2＊ 1 CHC3HC3H-C(OHH-C)COOOOHH
OH
判断下列化合物是否有手性碳？ 是否是手性分子?
有两个手性碳却不是手性分子！
含一个手性碳原子的分子一定是个手性分子。 含多个手性碳原子的分子不一定是个手性分子． 不能仅从分子中有无手性原子来判断其是否为手性分子
存在一对对映异构体
例如：乳酸 CH3C*H( OH )COOH
右旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
左旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
外消旋体 [ α
15
]D =
0
m.p 18
反应停(thalidomide)事件
O
O
O
N
N H OO
(S)-thalidomide
N
O
N OO H
(R)-thalidomide
GC用手性柱
HPLC用手性柱
9、环状化合物的立体异构
环烷烃在结构上与烯烃双键相似，成环σ键不能 自由绕键轴旋转，当环上有两个或更多的取代基时， 就会有顺反异构产生；若环上有手性碳原子时，还会 产生对映异构体。

-对映异构现象

-对映异构现象
2.含手性面化合物
六螺并苯类化合物,是六个苯环用相邻两碳原子 稠合，分子中的碳原子都是sp2杂化。分子应该是平 面结构，但两端环上的两个氢原子拥挤，使两端苯 环不能在一个平面上,一上一下，像个螺旋，出现不 对称现象，产生对映异构现象。其旋光能力惊人，
[α]=3700°。
左手螺旋，S构型，
右手螺旋，R构型
结论：
A.有对称面、对称中心、交替对称轴的分子均可 与其镜象重叠，是非手性分子；反之，为手性分子。 至于对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。
H H H Cl C2 H Cl Cl H H Cl H H Cl H H H
Cl
H
B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心， 只有交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物 是少数。
OH OH
A. 三维结构标记：
C2H5 H H CH3 CH3 C2H5
R
S
若a→b→c是顺时针方向转，手性碳原子为 R构型，用R表示； 若a→b→c是逆时针方向转，手性碳原子为 S构型，用S表示。
注：R / S与D / L; R / S与 “+、-” 没有必然的联系
B. Fischer 投影式（平面标记法）：
3. 命称标记
已明确构型的手性化合物在命名时要将 R、S 或D、L放到名称前并与名称间用半字线“-”隔开。
如果分子中有多个手性碳，要分别判断每个 手性碳的构型是R或S。命名时将手性碳位号与R 或 S 一起放在括号内，写到名称前面。
例如：
COOH HO H Cl H COOH
（2R,3R）-2-羟基-3-氯 丁二酸
∴既无对称面也没有对称中心的，一般可判 定为是手性分子。
故：分子的手性是对映体存在的必要和充分 条件。

有机化学第6章对映异构

第3章 对映异构
光学活性、立体异构、对映体、非对映体 手性中心 绝对构型（R、S） 赤式和苏式 拆分
2020/2/25
1
构造异构
骨架异构 官能团异构 官能团位置异构
异构现象 立体异构
顺反异构 构型异构
对映异构
构象异构
2020/2/25
2
一. 对映异构现象(Enantiomerisms):
( 一） 对映异构体和手性 : 1. 对映异构体 (enantiomers):如两个分子具有对映，而不能 重叠的关系，为对映异构体。
a
d
b
c
(S)-构型 a b c 顺时针旋转
b
c
d
a
(R)-构型 a b c 逆时针旋转
最小基团在横键上
2020/2/25
35
H
H2N
CO2H CH3 S
H
HO2C H3C R
NH2
2020/2/25
36
问题 3-3 用R/S法标示下列各化合物的构型：
Cl (1) ClCH2 CH(CH3)2
CH3
2020/2/25
3
2. 有对映异构体的分子被称为手性分子 (Chiral Molecular)
I Cl C H
Br
I HC
手性分子
Cl (chiral molecule)
Br
不重合
CH3
CH3
Cl C HBiblioteka H C ClCH3
CH3
mirror
非手性分子 (achiral molecule)
重合
2020/2/25
the atoms directly attached to the stereocenter? In such a case, we

对映异构-有机化学


2 3
2 3
3
3
Cl
H
4
COOH -
4
COOH
4
COOH
4
COOH
(2R,3R)
2
(2S,3S) C: C: OH Cl CHClCOOH COOH
(2R,3S) COOH CHOHCOOH
(2S,3R)
3
-7.10
(±)
+7.10
-9.30
(±)
+9.30
I 对映关系：
II
III Ⅰ与Ⅱ； Ⅲ与Ⅳ
D --- 钠光源，波长为589nm； T --- 测定温度，单位为℃ a --- 实测的旋光度； l --- 样品池的长度，单位为dm； c --- 为样品的浓度，单位为g•ml-1。
a D
T

a
lc
应用：
1、测定旋光度，可计算比旋光度，从而可鉴定未知的 旋光性物质。
2、测定已知旋光物质的旋光度，也可计算出该物质溶 液的浓度。
个立体异构体。
[a]D20= +3.8o(水)
[a]D20= -3.8o(水)
（二） 对映体构型的表示方法
1.构型的表示方法 对映体的构型可用立体结构（楔形式和透视式）和费歇尔 （E· Fischer）投影式表示， (1)立体结构式
COOH COOH COOH C H
3
H H COOH
O2N
COOH
HOOC
NO2
五、旋光异构体的性质差异
手性药物的旋光异构与生物活性
1）旋光异构体具有不同的生物活性强度
2) 旋光异构体具有完全相反的生物活性。
3) 旋光异构体的毒性或严重副作用

第6章 对映异构

H C H C CH3 CH3 Br 2
H H Br
H CH3 C-Cσ键旋转 CH3 Br CH3
+ C
CH3
+ C
H
Ⅰ
Ⅱ
34
Br
Br
CH3
Ⅰ
H
H
H
Br
CH3 CH3
+ C
CH3
H Br
CH3
CH3 H H Br Br CH3
有内消旋产物 与实验事实不符
H Br
Br H CH3
35
Br H CH3 CH3
H 对称面
Cl H C H C Cl 对称面
C
Cl
CH3 Cl
具有对称面的分子无手性。
12
（2）对称中心
若分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果 在离P等距离直线两端有相同的原子或基团，则点P 称为分子的对称中心。例如：
H COOH CH3 H Br H H Br H Br H H COOH H CH3 H H Br
含两个相同手性碳原子的化合物只有三个立体异构 体，少于2n个，外消旋体数目也少于2 n-1个。因为(3)和 (4)为同一物质，将(3)在纸平面旋转180°即为(4)。 内消旋体与外消旋体的异同 相同点：都不旋光 不同点：内消旋体是一种纯物质，外消旋体是两 个对映体的等量混合物，可拆分开来。 从内消旋酒石酸可以看出，含有手性碳原子的化合物， 分子不一定是手性的。故不能说含手性碳原子的分子一 定有手性。
37
H Br
Br H CH3 H CH3
CH3
CH3 Br H Br CH3
CH3 H Br H CH3
+
Br H
H

对映异构体的书写方法与构型标记

07-04 对映异构体的书写方法与构型标记
一、对映异构体的书写方法
透视式和Fischer投影式 1、透视式
2-溴丁烷
*
07-04 对映异构体的书写方法与构型标记
一、对映异构体的书写方法
透视式和Fischer投影式 1、透视式
*
2-溴丁烷
07-04 对映异构体的书写方法与构型标记
一、对映异构体的书写方法
2、Fischห้องสมุดไป่ตู้r投影式
2-溴丁烷
*
上下两个键指向投影平面后方 左右两个键指向投影平面前方
07-04 对映异构体的书写方法与构型标记
二、对映异构体的构型标记
R,S标记法 IUPAC规定的唯一通用标记法
根据手性碳原子所连接的4个原子或基团的空间排列顺序来标记 原则：
① 按“顺序规则”将手性C原子的4个基团编号， 由小到大依次为1，2，3，4
② 最小基团远离观察者，剩余三基团 按由大到小即4、3、2的顺序旋转。 若是顺时针方向标记为R型 若是逆时针方向，则为S型 S型 （S）-2-溴丁烷
07-04 对映异构体的书写方法与构型标记
二、对映异构体的构型标记
逆时针 （S）-乳酸
顺时针 （R）-乳酸
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CHO H OH CH2OH
CHO HO H CH2OH
L-（-）-甘油醛
D-（+）-甘油醛
COOH H OH CH2OH
D-(-)-甘油酸
COOH HO CH3
L-(+)-乳酸
CHO
OH
H
CHO
标准
H
HO
H CH2OH
CH2OH
D-（+）-甘油醛
L-（-）-甘油醛
糖类化合物D/L构型确定 以离－CHO最远的*C(编号最大的手性碳）上的－OH与 甘油醛比较，若与D – 甘油醛构型相同则为D – 型；与L – 型甘油醛构型相同的则为L – 型。
1CHO
H HO H H
OH 3β H 4γ OH 5δ OH 6 CH2OH
2α
CHO H OH CH2OH
D - (+) - 葡萄糖
D - (表示法----R / S标记法

1970年国际上根据IUPAC的建议，构型的命名采用R、S法，
这种命名法根据化合物的实际构型或投影式就可命名。

R、S命名规则： 1． 按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。
2． 把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置，观
察其余三个基团由大→中→小的顺序，若是顺时针方向， 则其构型为R（R是拉丁文Rectus的字头，是右的意思），
若是反时针方向，则构型为S（Sinister,左的意思）。
R-乳酸
注意：费歇尔投影式中
a) 基团的位置关系是“横前竖后” b) 将投影式在纸平面上旋转180°，仍为原构型。 C) 若离开纸平面翻转180°或者在在纸平面上旋转90°或270°， 构型转变。
构型表示法
1）相对构型表示法------D、L命名法
以（+）-甘油醛作标准，为D型，其对映体（-）-甘油醛 为L型。如下：
②费歇尔投影式 最常用的表示对映异构的方法
COOH COOH H H OH CH3 乳酸对映体的费歇尔投影式 CH3 OH HO CH3 H COOH
投影原则： 1）横、竖两条直线的交叉点代表手性碳原子，位于纸平面。 2）横线表示与C*相连的两个键指向纸平面的前面，竖线表示 指向纸平面的后面。 3）将含有碳原子的基团写在竖线上，编号最小的碳原子写在 竖线上端。
S-乳酸
对于费歇尔投影式
C2H5 H3C H
S-2-氯丁烷 结论：当最小基团处于竖键位置 时，其余三个基团从大到小的顺序若 为顺时针，其构型为R；反之，构型为 S。
Cl
CHO H3C H C H CH2
R-2-甲基-3-丁烯醛
对于费歇尔投影式
COOH H2N C6H5
S-2-氨基苯乙酸
CH2OH H CH3 Cl
微课的设计
对映异构
构型的表示 法
构型的标记 法
立体结构型
费歇尔投影 式
相对构型标 记法（D/L)
绝对构型标 记法（R/S)
1、对映异构
对映异构： 又称旋光异构
2.构型的表示方法
① 立体结构式
表示纸平面方向 表示伸向纸前方
表示伸向纸后方
COOH C H OH CH3
优点：形象生动，一目了然
缺点：书写不方便
H
结论：当最小基团处于横键位置时， 其余三个基团从大到小的顺序若为逆 时针，其构型为R；反之，构型为S。
R-2-氯-1-丙醇
注意： 1、D/L与R/S无必然联系。。
2、D/L ，R/S与旋光方向无对应关系。。