第八章立体化学
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8 立体化学
CH3 * * C 2H 5
35
OH OH
C2 H 5 * OH
2. 对映异构体构型的命名
（1） D、L命名法
CHO H OH CH2OH D-(+)-甘油醛 HO CHO
D、L与 “+、-” CH2OH 没有必然的联系
H
L-(-)-甘油醛
规定：羟基在右边为右旋，称D型，羟基在左边为 左旋，为L型。
镜像不能重叠，称对映异构现象。
对映异构体（enantiomers）：一个化合物的分
子与其镜像不能相互重合，称这两个分子为对映异构体。
13
手性：一个物体若自身与其镜像不能重叠。 手性分子(chiral molecules)： 不能与自身镜像重合的分子。 非手性分子(achiral molecules) ： 能够与自身镜像重合的分子。 手性分子是不对称分子；非手性分子 是对称分子。
CH3 HO C H
OH >
CH2CH3 >
CH3 > H
• 从次序最小的基团背后看上去
CH3 H OH Et
HO CH3 CH3 HO H CH2CH3
CH2CH3
(–)–2–丁醇
食指
H Et
中指 (R)–2–丁醇 拇指
38
• 其它三个基团由大到小为顺时针方向时 为R型；反时针时为S型
CH3 CH3CH2 OH
26
手性分子大都含有与四个互不相同的基团相连的碳
原子。
有左旋和右旋两种异构体，如何表示？
1.构型的表示法：
用分子模型可清楚
地表示出手性碳原
子的构型，但不方便。
27
（1）透视式
将手性碳表示在纸面上，用实线表示纸面上的键，用虚
有机化学：第8章-立体化学
H
Cl 旋转 90。
Cl
Cl
HH
Cl
HH
Cl
Cl
H
23
H
-H
Cl
Cl
Cl
Cl
H
-
H
Cl HH
Cl
8.1 手性和对映体
有4重交替对称轴的分子
24
8.1 手性和对映体
❖ 对称性与手性的关系
❖非手性分子——凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的 分子，都能与其镜像重合.
❖手性分子——既没有对称面,又没有对称中心,也没有交替 对称轴的分子,都不能与其镜象叠合,都是手性分子.
❖7.1 多环芳烃分类 ❖7.2 联苯及其衍生物 ❖7.3 多苯代脂烃 ❖7.4 稠环芳烃-萘及其衍生物 ❖7.5 稠环芳烃-蒽及其衍生物 ❖7.6 稠环芳烃-菲及其衍生物 ❖7.7 稠环芳烃-其它稠环芳烃 ❖7.8 有机化合物与环境污染 ❖7.9 非苯芳烃
1
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第8章 立体化学
❖8.1 手性和对称性 ❖8.2 旋光性和比旋光度 ❖8.3 分子的手性和手性碳原子 ❖8.4 构型的表示法、构型的确定和标记 ❖8.5 含手性碳原子化合物的旋光异构 ❖8.6 环状化合物的立体异购 ❖8.7 不含手性碳原子化合物的对映异构 ❖8.8 手性分子的获得
碳链异构(如:丁烷/异丁烷) 官能团异构(如:醚/醇) 位置异构(如:辛醇/仲辛醇)
同分异构 isomerism
立体异构 Stereo-
构型异构 configurational
构象异构 conformational
顺反, Z、E异构 对映异构
H
H
H
H
H
H
HH
HH
HH
立体化学
HH
重叠式:
H H
H
H H
能量高，不稳定 ( 因 非键张力大 ) ，一般 含0.5%
交叉式:
H H H
H H
非键张力小，能量低， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定。一般含99.5%
注意：
室温下不能将乙烷的两种构象分离，因单键旋转能 垒很低(～12.6KJ/mol)
以能量为纵坐标，以单键的旋转角度为横坐标作图， 乙烷的能量变换曲线如下：
乙烷的交叉式构象
H H
H
C
C
H H H H
H
H H
H H
H H
H H
H
H
H H
楔形式
锯架式
纽曼式
乙烷的重叠式构象
能 量 最 高 的 最 不 稳 定 构 象
乙烷的重叠式构象
H H
H HH H H H
C H H
C
H H H H
HH H
H
H H
楔形式
锯架式
纽曼式
介于重叠式与交叉式之间的无数构象称为扭曲式构象。
第二章 2.4.3 环己烷的构象
饱和烃:烷烃和环烷烃
椅型 稳定
船型 不稳定
两种构象通过C-C单键的旋转，可相互转变；
室温下，环己烷主要在椅型构象存在(99.9% 以上)。 为什么椅型构象稳定?
Conformational Energy
直立键和平伏键 Axial and Equatorial Positions
H H H H
5 其它碳环的构象
主要是环丙烷和环丁烷（小环）、环戊 烷和环庚烷（普通环）的构象。 小环的特点是角张力和扭转张力很大； 普通环的张力较小（如环己烷），构象多受 扭转因素的影响；在中环（环辛烷到环十一 烷）中，取代基之间的跨环范德华相互作用 对构象有重要影响。
第八章立体化学
i
OH ②对称中心 H
. H
H
OH
CH3 H
08-2 水、氨对称轴
C2 H
O
C3 H H N
③对称轴
CH3
H H 旋转360／n度，分子相同
分子有对映异构的条件——既无对称面，也无对称中心
分子是否含有手性C*是最常用的判定标准。
4、手性碳和对映异构体之间什么关系？ 08-3 若含一个C*， 一个手性碳 只有两种空间排列方式。 只有两种结构式， 任换两个基团，变成对映体； 一对对映异构体。 换三个基团，仍是自身。 左旋体和右旋体。两者的等量混合物，称为外消旋体。 5、对映异构体怎么命名？ ——R/S命名法(系统) bCOOH COOH ①按次序规则由大到小排列四 m.p. []25 D 个基团a＞b＞c＞d ( – )乳酸 53℃ -2.60 a C C OH I＞Br＞Cl＞F＞O＞N＞C＞H HO c H H CH3 CH3 (＋)乳酸 53℃ +2.60 (R)-乳酸 (S)-乳酸 ②把最小基团d放在远处， 看 a a (±)乳酸 18℃ —— a→b→c的顺序。顺时针，R； R S C C c 逆时针，S。——方向盘定则 左右旋表示旋光方向， d c d 不是命名。 b b
检偏镜 [ ] +900
C l
l—dm C—g· -1 mL
例如：右旋乳酸 []25＝+2.60(水) D
②物质的旋光度，需要通过改变浓 度或者改变盛液管长度的方式测定 左旋？右旋？ 两次，才能确定。
3、什么样的结构会产生对映异构体？ 对映异构是由 于分子的不对 称结构引起的
①对称面
因为用平面书写方式表达 立体结构，所以使用菲舍 尔投影式的原则是——
有机化学 第八章 立体化学
C2H5 Cl Cl
19
H
CH3 H Cl Cl H C2H5 Cl H
CH3 H Cl C2H5 Cl Cl
CH3 H H C 2H 5 H H
CH3 Cl Cl C2H5
CH3 Cl H Cl H C2 H5
CH3 H Cl Cl H C2H5
CH3 H Cl Cl H C2H5
CH3 Cl H Cl H C2 H5
20
注意: 注意
D,L是相对构型,与假定的 、 甘油醛相关联而确定的构型 甘油醛相关联而确定的构型。 D,L是相对构型,与假定的D、L甘油醛相关联而确定的构型。R,S 是相对构型 是绝对构型,能真实代表某一光活性化合物的构型（ 、 ） 是绝对构型,能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S） 。 两种标记法的依据： 两种标记法的依据：R／S法依据与＊C相连的四个原子或基团 法依据与＊ 的大小顺序； 法依据与D 甘油醛的构型是否相同。 的大小顺序；D／L法依据与D-甘油醛的构型是否相同。 无论是D,L还是R,S标记方法， D,L还是R,S标记方法 无论是D,L还是R,S标记方法，都不能通过其标记的构型来判 断旋光方向。因为旋光方向使化合物的固有性质， 断旋光方向。因为旋光方向使化合物的固有性质，而对化合 物的构型标记只是人为的规定 人为的规定。 物的构型标记只是人为的规定。 目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋光方向， 目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其旋光方向，还 是依靠测定。 是依靠测定。
锲形式
COOH H OH CH3
Fischer投影式 投影式
项：
(1)不能离开纸面翻转；可以沿纸面旋转 )不能离开纸面翻转；可以沿纸面旋转180°，但不能旋转 ° ° 但不能旋转90° 或270°。 ° (2) 基团交换次数可以为偶数次，不能为奇数次；亦可以一基团 基团交换次数可以为偶数次 不能为奇数次； 偶数次， 不动，另三基团顺或逆时针轮换（相当于交换两次）。 不动，另三基团顺或逆时针轮换（相当于交换两次）。
第八章 立体化学对映异构
l ??
? : 旋光度；c: 溶液浓度 (g/mL)；ρ: 纯液体密度(g/mL) ；l: 管长(dm)
? ? 通常要标出测定时的温度和偏振光的波长:
?
t
?
溶剂对比旋光度也有影响，要注明所用溶剂。
例: 在20℃时，以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为
右旋52.5°，记为:
??
?20 D
?
? 52.5?(水)
返回
26
R-S 标记法
? 根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记： (1)先把手性碳原子所连接的四个基团设为： a、b、c、d，并
将它们按次序规则排队。 (2)若a,b,c,d 四个基团的顺序是 a(较优基团)>b>c>d ，将该手
性碳原子在空间作如下安排：
? 把排在最后的基团 d放在离观察者 最远的位置，然后按 先后次序观察其他三个基团。 ? 即从最先的a开始看，经过b，再到c。 ? 若方向是 顺时针 的，则该手性碳原子的构型标记为 “R”；若为逆时针，则标记为“S”
-31.3°(乙酸乙酯 )
+31.3°(乙酸乙酯
外消旋体153
)
(III) (2R,3S)-(-) 167
-9.4°(水)
(IV) (2S,3R)- 167
+9.4°(水)
?非对映(+体) 可用一般的物理方法分离.
37
例:酒石酸的立体异构体
COOH
COOH
O HO C
HH *C C* OH OH
COOH
OH
乳酸(2-羟基丙酸)
H3C
C H
COOH
手性分子
乳酸的分子模型图
两个乳酸模型不能叠合
? : 旋光度；c: 溶液浓度 (g/mL)；ρ: 纯液体密度(g/mL) ；l: 管长(dm)
? ? 通常要标出测定时的温度和偏振光的波长:
?
t
?
溶剂对比旋光度也有影响，要注明所用溶剂。
例: 在20℃时，以钠光灯为光源测得葡萄糖水溶液的比旋光度为
右旋52.5°，记为:
??
?20 D
?
? 52.5?(水)
返回
26
R-S 标记法
? 根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记： (1)先把手性碳原子所连接的四个基团设为： a、b、c、d，并
将它们按次序规则排队。 (2)若a,b,c,d 四个基团的顺序是 a(较优基团)>b>c>d ，将该手
性碳原子在空间作如下安排：
? 把排在最后的基团 d放在离观察者 最远的位置，然后按 先后次序观察其他三个基团。 ? 即从最先的a开始看，经过b，再到c。 ? 若方向是 顺时针 的，则该手性碳原子的构型标记为 “R”；若为逆时针，则标记为“S”
-31.3°(乙酸乙酯 )
+31.3°(乙酸乙酯
外消旋体153
)
(III) (2R,3S)-(-) 167
-9.4°(水)
(IV) (2S,3R)- 167
+9.4°(水)
?非对映(+体) 可用一般的物理方法分离.
37
例:酒石酸的立体异构体
COOH
COOH
O HO C
HH *C C* OH OH
COOH
OH
乳酸(2-羟基丙酸)
H3C
C H
COOH
手性分子
乳酸的分子模型图
两个乳酸模型不能叠合
第八章 旋光异构(立体化学)
16
•普通光是由各种波长的、在垂直于前进方向的各个平面内振 动的光波组成。 •偏振光：只在某一平面上振动的光，叫做“平面偏振光”， 简称“~”。
17
旋光活性和比旋光度 1. 旋光活性
•使偏振光振动平面旋转的物质，称为“旋光活性物 质”．它使偏振光振动平面旋转的角度称为“旋光 度”．(浓度、盛液管长度、温度、光波波长、溶剂
≡
≡
23
（2）Ｆischer投影式
乳酸的分子模型和投影式
Ｆischer投影式: 1.两个竖立的键 —向纸面背后伸去的键; 2.两个横在两边的键—向纸面前方伸出的键. 3.碳架竖向排列，编号小的放在上面。
24
思考：指出下列各组结构之间的关系 （对映体或相同化合物）
OH OH H COOH H CH3 COOH
1. 化学分离法
通过与旋光性拆分剂（从自然界生物体中获得）作用，生成 非对映异构体，利用其物理性质上的不同而将其分开（如分馏或 分步结晶），最后除去拆分剂得纯的单旋体。
(+)-酸-(-)-碱
+)-酸+(-)-碱 (_
结晶分离 (-)-酸-(-)-碱
(+)-酸-(-)-碱 (-)-酸-(-)-碱
HCl HCl
•手性碳原子的概念—与四个互不相同 的基团相连的碳
原子。
W C X Z Y
镜面
W Y Z C X
• 有且只有一个手性碳原子的分子一定是手性分子。
21
例：乳酸CH3CHOHCOOH
*
O
* CH 3 CH
C
OH
OH Lactic acid
乳酸
22
构型的表示法，构型的确定和构型的标记 构型的表示法 （1）锲形式——比较直观
•普通光是由各种波长的、在垂直于前进方向的各个平面内振 动的光波组成。 •偏振光：只在某一平面上振动的光，叫做“平面偏振光”， 简称“~”。
17
旋光活性和比旋光度 1. 旋光活性
•使偏振光振动平面旋转的物质，称为“旋光活性物 质”．它使偏振光振动平面旋转的角度称为“旋光 度”．(浓度、盛液管长度、温度、光波波长、溶剂
≡
≡
23
（2）Ｆischer投影式
乳酸的分子模型和投影式
Ｆischer投影式: 1.两个竖立的键 —向纸面背后伸去的键; 2.两个横在两边的键—向纸面前方伸出的键. 3.碳架竖向排列，编号小的放在上面。
24
思考：指出下列各组结构之间的关系 （对映体或相同化合物）
OH OH H COOH H CH3 COOH
1. 化学分离法
通过与旋光性拆分剂（从自然界生物体中获得）作用，生成 非对映异构体，利用其物理性质上的不同而将其分开（如分馏或 分步结晶），最后除去拆分剂得纯的单旋体。
(+)-酸-(-)-碱
+)-酸+(-)-碱 (_
结晶分离 (-)-酸-(-)-碱
(+)-酸-(-)-碱 (-)-酸-(-)-碱
HCl HCl
•手性碳原子的概念—与四个互不相同 的基团相连的碳
原子。
W C X Z Y
镜面
W Y Z C X
• 有且只有一个手性碳原子的分子一定是手性分子。
21
例：乳酸CH3CHOHCOOH
*
O
* CH 3 CH
C
OH
OH Lactic acid
乳酸
22
构型的表示法，构型的确定和构型的标记 构型的表示法 （1）锲形式——比较直观
有机化学Chapter8(立体化学)
—— 设 想 分 子 中 有 一 条 直 线 , 当 分 子 以 此 直 线 为 轴 旋 转 360º /n 后 , 再用一个与此直线垂直的平面进行反映 ( 即作出 镜象),如果得到的镜象与原来的分子完全相同,这条直线就 是交替对称轴. 4
(Ⅰ) 旋转90º 后得(Ⅱ), (Ⅱ)作镜象得(Ⅲ), (Ⅲ)等于(Ⅰ) 有4重交替对称轴的分子
相同，但在空间的排列方式不同。
构象异构 顺反异构
CH3 H C C CH3 H
CH3 H C C H CH3
C异构：本章学习
8.1 手性和对映体 生活中的对映体 (1)-镜象
沙漠胡杨
生活中的 对映体(2) -镜象
左右手互为镜象
桂林风情
镜象与手性Chirality的概念
同分异构现象
碳链异构(如:丁烷/异丁烷) 构造异构 官能团异构(如:醚/醇) constitutional 位臵异构(如:辛醇/仲辛醇)
同分异构 isomerism
立体异构 Stereo-
构型异构 configurational 对映非对映异构 构象异构 conformational
顺反，Z、E异构
[α]λ =
t
α ρ l· B
式中t表示温度，λ表示所用光的波长。 若所测的旋光物质为纯液体，只要把ρB换成液体的密
度ρ即可。
比旋光度只决定于物质的结构。
各种化合物的比旋光度是它们各自特有的物理常数.
乳酸
CH3CHCOOH OH
*
右旋体
α ° [ ] 20 D = + 3.8
α ° ] 20 左旋体 [ D = － 3.8
构造异构，分子中原子互相联接的方式和次序
不同而产生的异构现象。
(Ⅰ) 旋转90º 后得(Ⅱ), (Ⅱ)作镜象得(Ⅲ), (Ⅲ)等于(Ⅰ) 有4重交替对称轴的分子
相同，但在空间的排列方式不同。
构象异构 顺反异构
CH3 H C C CH3 H
CH3 H C C H CH3
C异构：本章学习
8.1 手性和对映体 生活中的对映体 (1)-镜象
沙漠胡杨
生活中的 对映体(2) -镜象
左右手互为镜象
桂林风情
镜象与手性Chirality的概念
同分异构现象
碳链异构(如:丁烷/异丁烷) 构造异构 官能团异构(如:醚/醇) constitutional 位臵异构(如:辛醇/仲辛醇)
同分异构 isomerism
立体异构 Stereo-
构型异构 configurational 对映非对映异构 构象异构 conformational
顺反，Z、E异构
[α]λ =
t
α ρ l· B
式中t表示温度，λ表示所用光的波长。 若所测的旋光物质为纯液体，只要把ρB换成液体的密
度ρ即可。
比旋光度只决定于物质的结构。
各种化合物的比旋光度是它们各自特有的物理常数.
乳酸
CH3CHCOOH OH
*
右旋体
α ° [ ] 20 D = + 3.8
α ° ] 20 左旋体 [ D = － 3.8
构造异构，分子中原子互相联接的方式和次序
不同而产生的异构现象。
有机化学ppt课件第八章立体化学
05
立体选择性合成策略与方 法
不对称合成策略简介
不对称合成定义
利用非手性原料合成具有特定构型手性化合物的 方法。
不对称合成意义
获得单一手性化合物，避免消旋体的产生，提高 药物疗效和降低副作用。
不对称合成策略
手性源合成法、手性辅剂诱导合成法、动力学拆 分和热力学拆分方法等。
手性源合成法
手性源概念
农业科学
立体化学在农业科学中也有潜在 的应用价值，例如通过研究农药 和化肥的立体结构来提高其效果 和降低对环境的负面影响。
THANKS
感谢观看
构型对化合物性质的影响
不同构型的碳原子在化合物中具有不 同的化学和物理性质，如旋光性、反 应活性等。
Fisher
Fisher投影式是一种表示有机化合物立体结构的方法，通过横线
和竖线表示碳原子的键合关系。
Fisher投影式的书写规则
02
在Fisher投影式中，横线代表伸向纸面前方的键，竖线代表伸向
具有手性的起始原料， 可提供手性中心。
手性源合成法原理
以手性源为原料，通过 保留或转化其手性中心 ，合成目标手性化合物 。
手性源合成法应用
天然产物全合成、药物 合成等。
手性辅剂诱导合成法
01
手性辅剂概念
在反应中能与底物形成非对映异构体，从而控制反应立体选择性的添加
剂。
02
手性辅剂诱导合成法原理
手性辅剂与底物形成非对映异构体，利用非对映异构体之间的性质差异
判断手性碳原子构 型
根据旋光度的正负及大小，结合其他信息判断手性碳原子 的构型。
注意事项
旋光法只能判断化合物是否具有旋光性，不能确定其绝对 构型。
X射线衍射法确定绝对构型
大学有机化学第八章 立体化学
ohhochohcoohohcoohcoohhoch85含有多个手性碳原子化合物的立体异构有机化合物旋光异构体的数目随其分子中手性碳原子数目的增加而增加若分子内含有一个手性碳原子则其旋光异构体的数目为2若有二个手性碳原子则其旋光异构体数目最多可能为4若含有n个手性碳则其旋光异构体数目最多可能为2对于含有二个或二个以上手性碳原子的化合物其手性碳可能相同也可能不同下面以含有二个手性碳原子旋光异构为例来讨论
l --- 样品池的长度，单位为dm；
c --- 为样品的浓度，单位为g•ml-1。
8.3
含一个手性碳原子的化合物的对映异构
8.3.1手性碳原子（不对称碳原子）
— 与四个不相同的原子或基团相连
的碳原子为不对称碳或手性碳原子或
手性中心，在结构式中用﹡标出。
8.3.2 含一个手性碳原子的化合物的对映异构 例如乳酸：
COOH C HO H3C H
H
COOH C OH CH3
用透视式书写旋光异构体比较直观，原子或原子团在 空间的排列易观察，但对于结构复杂的分子透视式几
乎无法表示。
（2)、费歇尔（Fischer）投影式表示法 1891年Fischer提出了以他姓氏为名称的投影结构 式书写方法。这种投影式是按照碳的四面体结构， 按规定的原则将分子结构投影到平面上，用所得到 的平面投影式来表示分子的立体结构。
S
a HO
b COOH H c CH3
若最小基团在横键：
a→b→c顺时针－S； (逆时针－R)
R
a HO
b COOH
若最小基团在竖键： a→b→c顺时针－R； (逆时针－S)
CH3 c
H
标记下列旋光异构体的构型：
CH3 Cl H
l --- 样品池的长度，单位为dm；
c --- 为样品的浓度，单位为g•ml-1。
8.3
含一个手性碳原子的化合物的对映异构
8.3.1手性碳原子（不对称碳原子）
— 与四个不相同的原子或基团相连
的碳原子为不对称碳或手性碳原子或
手性中心，在结构式中用﹡标出。
8.3.2 含一个手性碳原子的化合物的对映异构 例如乳酸：
COOH C HO H3C H
H
COOH C OH CH3
用透视式书写旋光异构体比较直观，原子或原子团在 空间的排列易观察，但对于结构复杂的分子透视式几
乎无法表示。
（2)、费歇尔（Fischer）投影式表示法 1891年Fischer提出了以他姓氏为名称的投影结构 式书写方法。这种投影式是按照碳的四面体结构， 按规定的原则将分子结构投影到平面上，用所得到 的平面投影式来表示分子的立体结构。
S
a HO
b COOH H c CH3
若最小基团在横键：
a→b→c顺时针－S； (逆时针－R)
R
a HO
b COOH
若最小基团在竖键： a→b→c顺时针－R； (逆时针－S)
CH3 c
H
标记下列旋光异构体的构型：
CH3 Cl H
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*
H C 2H 5
Br
H
C2H5
C(CH3)3
第八章立体化学
3.透视式与Fischer式间的转化
H 3C * H
Br Br
*
H C 2H 5
H 3C
H
H Br Br
C 2H 5
Br
CH3
H
H
Br
C H 第八章立体化学 2 5
4. Newman式与Fischer式间的转化
第八章立体化学
同分异构现象
碳链异构
构造异构
官能团异构
constitutional
位置异构
同分异构
互变异构
isomerism
构型异构 configurational
顺反异构 对映(旋光)异构
立体异构
Stereo- 构象异构
σ单键旋转异构
conformational 叔胺翻转异构
第八章立体化学
立体异构：（Stereoisomerism）
第八章立体化学
第八章立体化学
对映异构与非对映异构（旋光异构）
H
H
H
H
H
HH
H
H
H HO
CH 2Cl CH 3
Cl2H C H3C
OH
Mirror
Mirror
第八章立体化学
立体异构：（Stereoisomerism）
• 构象异构：
–分子中的原子或基团沿单键旋转造成 重叠式 交叉式
–药物（右旋）香料 氨基酸（左旋）
第八章立体化学
区分对映异构体的重要意义：
O
H2N
OH
O H NH2
苦味
O
H2N
OH
O H2N H
甜味
Asn(天冬酰胺）
第八章立体化学
HO
HO
H2N H
HO
COOH HO
H NH2 COOH
L-多巴
D-多巴
第八章立体化学
H
O
N
O
O
N H
O
镇静剂
H
O
N
O
O
N H
O
强畸胎剂
Thalidomide
(反应停）
分子中 含手性 碳原子
充分性？ 必要性？
分子具 有手性
第八章立体化学
一、手性碳原子与手性分子之间的 关系
1.必要性?
——手性分子是否必然含有手性碳原子？
a
aa
a
CC C
C CC
b
bb
b
手性分子不一定含有手性碳原子。
第八章立体化学
2.充分性?
——含有手性碳原子的分子是否一定是手性分子？
* HO
COOH
1、什么是对映异构？
——互为镜像，不能重合的两个结构式。
√
×
第八章立体化学
C2H5
C2H5
OH
* 2-丁醇 CH3–CH–CH2CH3 HO C H CH3
C H OH
CH3
OH
[]2D5＝+13.520 []2D5＝-13.520
？ 异丙醇 CH3–CH–CH3 不是手性碳
乳酸
OH
* CH3–CH–COOH
第八章立体化学
8.2旋光性和比旋光度
（1）什么叫旋光性？
只有一个振动平面的光
——欲知旋光性，先说偏振光
与棱镜晶
Nicol棱镜
轴平行的
(偏振片)
振动平面
偏振光
晶轴
旋光度——
ba c d 普通光
不旋旋光光性物质 光活性物质
有无数个振动平面，振动平面与光的前 进方向相垂直
（2）旋光性怎样测定？
旋光仪工作原理示意图
旋光度不旋旋光光物物质质 —与浓度C有关 —与长度l有关
光源
起偏镜
明确两 个问题
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
盛液管
①能够体现物 质特性的是— —比旋光度[]
刻度盘 观察 目镜
+900
检偏镜
[ ]
C l
l—dm C—g·mL-1
例如：右旋乳酸 []2D5＝+2.60(水)
亮暗
+1800
②物质的旋光度，需要通过改变浓
度或者改变盛液管长度的方式测定
对映异构是由于 分子的不对称结 构引起的
①对称面
.i
OH CH3
C2
C3
O
②对称中心 H H
CH3
H
③对称轴 H
H
H H
N
H
H
OH 旋转360／n度，分子相同
分子有对映异构的条件——既无对称面，也无对称中心
分子是否含有手性C*是第最八章常立体用化学的判定标准。
什么样的分子是手性分子？
一、手性碳原子与手性分子之间的 关系
[]2D5＝-2.60 COOH
HO C H CH3
第八章立体化学
[]2D5＝+2.60 COOH C
H OH CH3
2、对映异构体之间性质有什么差别？ 化学性质、物理性质均相同，只有旋光性不同。旋
光能力相同，方向相反。对映异构也叫旋光异构。具有 旋光性的物质成为光活性物质。
第八章立体化学
3、什么样的结构会产生对映异构体？
怎样表示对映异构体？
1.透视式
COOH
COOH
C H
OH H 3C
C H
HO CH3
对映体
第八章立体化学
2.Fischer 投影式
COOH
HO
H
CH3
规则：
横前竖后
第八章立体化学
COOH
HO
H
COOH
H
OH
CH3
CH3
对映体
第八章立体化学
3.透视式与Fischer式间的转化
H 3C
CH 3
B r CH 3
左旋？右旋？ 两次，才能确定。
8.4 构型的表示法、构型的确定和标记
书写方式（Fischer projections）
A
B
D C
sawhorse projection
A
C
D
B
A
C
D
B
Fischer projection
上 --- 碳链头端 下 --- 碳链末端 横线 --- H及取代基
第八章立体化学
H
HOOC
OH
==
.H
H
* HO
COOH
H
HOOC
OH
HO
COOH
H
. HO H
H OH
H
HO
COOH
HOOC
COOH
含有手性碳原子的分子也不一定是手性分子
第八章立体化学
二、产生手性分子的充要条件
实体和镜像不能重合
既无对称面又无对称中心的分子，不能与其镜 像重合 即：其为手性分子，具有对映异构体。
• 构型异物：
–顺反异构（几何异构）（cis-trans） EZ命名 烯烃 环状化合物
–对映异构（光学异构，旋光异构）：
• 分子具有手性（R-S构型），具有一个手性碳， 二个与二个以上手性碳的化合物，不具有手性 中心的不对称分子。
第八章立体化学
环状化合物的立体异构，环烷烃环上只要有两个碳原子各连不 同的取代基就有顺反异构
第八章立体化学
第八章 立体化学
8.1 手性和对映体 8.2 旋光性和比旋光度 8.3 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构 8.4 构型的表示法、构型的确定和标记 8.5含有多个手性碳原子的化合物的对映异构
第八章立体化学
异构现象：
• 构造异构：原子或基团相互连接的方式和 次序不同
• 立体异构：基团相互连接的方式和次序相 同，但在三维空间的排列方式不同
第八章立体化学
skip
第八章立体化学
8.1 手性和对映体 Some chiral objects in our life
第八章立体化学
含一个手性碳原子的分子
连接四个不同基团——不 对称C原子(手性C*)
第八章立体化学
对映异构体
互为镜像对映关系，相似而不能重合的一对
同分异构体。
2-溴丁烷
第八章立体化学
H C 2H 5
Br
H
C2H5
C(CH3)3
第八章立体化学
3.透视式与Fischer式间的转化
H 3C * H
Br Br
*
H C 2H 5
H 3C
H
H Br Br
C 2H 5
Br
CH3
H
H
Br
C H 第八章立体化学 2 5
4. Newman式与Fischer式间的转化
第八章立体化学
同分异构现象
碳链异构
构造异构
官能团异构
constitutional
位置异构
同分异构
互变异构
isomerism
构型异构 configurational
顺反异构 对映(旋光)异构
立体异构
Stereo- 构象异构
σ单键旋转异构
conformational 叔胺翻转异构
第八章立体化学
立体异构：（Stereoisomerism）
第八章立体化学
第八章立体化学
对映异构与非对映异构（旋光异构）
H
H
H
H
H
HH
H
H
H HO
CH 2Cl CH 3
Cl2H C H3C
OH
Mirror
Mirror
第八章立体化学
立体异构：（Stereoisomerism）
• 构象异构：
–分子中的原子或基团沿单键旋转造成 重叠式 交叉式
–药物（右旋）香料 氨基酸（左旋）
第八章立体化学
区分对映异构体的重要意义：
O
H2N
OH
O H NH2
苦味
O
H2N
OH
O H2N H
甜味
Asn(天冬酰胺）
第八章立体化学
HO
HO
H2N H
HO
COOH HO
H NH2 COOH
L-多巴
D-多巴
第八章立体化学
H
O
N
O
O
N H
O
镇静剂
H
O
N
O
O
N H
O
强畸胎剂
Thalidomide
(反应停）
分子中 含手性 碳原子
充分性？ 必要性？
分子具 有手性
第八章立体化学
一、手性碳原子与手性分子之间的 关系
1.必要性?
——手性分子是否必然含有手性碳原子？
a
aa
a
CC C
C CC
b
bb
b
手性分子不一定含有手性碳原子。
第八章立体化学
2.充分性?
——含有手性碳原子的分子是否一定是手性分子？
* HO
COOH
1、什么是对映异构？
——互为镜像，不能重合的两个结构式。
√
×
第八章立体化学
C2H5
C2H5
OH
* 2-丁醇 CH3–CH–CH2CH3 HO C H CH3
C H OH
CH3
OH
[]2D5＝+13.520 []2D5＝-13.520
？ 异丙醇 CH3–CH–CH3 不是手性碳
乳酸
OH
* CH3–CH–COOH
第八章立体化学
8.2旋光性和比旋光度
（1）什么叫旋光性？
只有一个振动平面的光
——欲知旋光性，先说偏振光
与棱镜晶
Nicol棱镜
轴平行的
(偏振片)
振动平面
偏振光
晶轴
旋光度——
ba c d 普通光
不旋旋光光性物质 光活性物质
有无数个振动平面，振动平面与光的前 进方向相垂直
（2）旋光性怎样测定？
旋光仪工作原理示意图
旋光度不旋旋光光物物质质 —与浓度C有关 —与长度l有关
光源
起偏镜
明确两 个问题
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
盛液管
①能够体现物 质特性的是— —比旋光度[]
刻度盘 观察 目镜
+900
检偏镜
[ ]
C l
l—dm C—g·mL-1
例如：右旋乳酸 []2D5＝+2.60(水)
亮暗
+1800
②物质的旋光度，需要通过改变浓
度或者改变盛液管长度的方式测定
对映异构是由于 分子的不对称结 构引起的
①对称面
.i
OH CH3
C2
C3
O
②对称中心 H H
CH3
H
③对称轴 H
H
H H
N
H
H
OH 旋转360／n度，分子相同
分子有对映异构的条件——既无对称面，也无对称中心
分子是否含有手性C*是第最八章常立体用化学的判定标准。
什么样的分子是手性分子？
一、手性碳原子与手性分子之间的 关系
[]2D5＝-2.60 COOH
HO C H CH3
第八章立体化学
[]2D5＝+2.60 COOH C
H OH CH3
2、对映异构体之间性质有什么差别？ 化学性质、物理性质均相同，只有旋光性不同。旋
光能力相同，方向相反。对映异构也叫旋光异构。具有 旋光性的物质成为光活性物质。
第八章立体化学
3、什么样的结构会产生对映异构体？
怎样表示对映异构体？
1.透视式
COOH
COOH
C H
OH H 3C
C H
HO CH3
对映体
第八章立体化学
2.Fischer 投影式
COOH
HO
H
CH3
规则：
横前竖后
第八章立体化学
COOH
HO
H
COOH
H
OH
CH3
CH3
对映体
第八章立体化学
3.透视式与Fischer式间的转化
H 3C
CH 3
B r CH 3
左旋？右旋？ 两次，才能确定。
8.4 构型的表示法、构型的确定和标记
书写方式（Fischer projections）
A
B
D C
sawhorse projection
A
C
D
B
A
C
D
B
Fischer projection
上 --- 碳链头端 下 --- 碳链末端 横线 --- H及取代基
第八章立体化学
H
HOOC
OH
==
.H
H
* HO
COOH
H
HOOC
OH
HO
COOH
H
. HO H
H OH
H
HO
COOH
HOOC
COOH
含有手性碳原子的分子也不一定是手性分子
第八章立体化学
二、产生手性分子的充要条件
实体和镜像不能重合
既无对称面又无对称中心的分子，不能与其镜 像重合 即：其为手性分子，具有对映异构体。
• 构型异物：
–顺反异构（几何异构）（cis-trans） EZ命名 烯烃 环状化合物
–对映异构（光学异构，旋光异构）：
• 分子具有手性（R-S构型），具有一个手性碳， 二个与二个以上手性碳的化合物，不具有手性 中心的不对称分子。
第八章立体化学
环状化合物的立体异构，环烷烃环上只要有两个碳原子各连不 同的取代基就有顺反异构
第八章立体化学
第八章 立体化学
8.1 手性和对映体 8.2 旋光性和比旋光度 8.3 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构 8.4 构型的表示法、构型的确定和标记 8.5含有多个手性碳原子的化合物的对映异构
第八章立体化学
异构现象：
• 构造异构：原子或基团相互连接的方式和 次序不同
• 立体异构：基团相互连接的方式和次序相 同，但在三维空间的排列方式不同
第八章立体化学
skip
第八章立体化学
8.1 手性和对映体 Some chiral objects in our life
第八章立体化学
含一个手性碳原子的分子
连接四个不同基团——不 对称C原子(手性C*)
第八章立体化学
对映异构体
互为镜像对映关系，相似而不能重合的一对
同分异构体。
2-溴丁烷
第八章立体化学