第六章 对映异构
立体化学（stereochemistry）是一种以三度空间来研究分子结构和性质的科学,有机分子是立体的，所以在研究它时必须要有立体化学的观念。目前已发现许多有机化合物的结构和性质一定要从它们的空间排列来解释。
正由于有机分子是立体的，所以会因它们中的各原子在空间排列位置的不同而造成异构现象--立体异构。前面所讲的构象异构和顺、反异构都是立体异构。可是构象异构和顺、反异构不同，构象异构可借分子中单键的旋转而互变。因此很难分离出构象异构体，只能利用光谱分析、热力学计算、偶极矩测量以及X-光或电子衍射证明它们的存在。而顺、反异构体的互变要通过键的断裂，比较困难，因此能得到纯的顺式异构体和反式异构体。
立体异构除了上面两种以外，这里我们介绍第三种，那就是对映异构（Enantiomerism）。 例如：当我们进行2-丁烯的水合反应时，分离到两种丁醇，它们的物理性质和化学性质基本上相同，只是在对偏振光的作用上有差异，一个使偏振光向右转（右旋体Dextrorotatory）一个使偏振光向左转（左旋体Levorotatory），转的度数基本上也相同。
它们的结构如按照平面来书写，很难看出有什么两样，都是CH3CH2CH（OH）CH3，可是在空间排列上，它们是不同的，它们互成镜象不重合，所以不是一个化合物，是构型异构体。
由于这两个异构体互相对映，故称为对映体（Enantionmers).又因为它们中的一个要使偏振光向左转，另一个使偏振光向右转，所以也常称为旋光异构体（Optical isomers）。旋光异构现象是用偏振光来鉴别的，那么什么是偏振光？化合物的旋光性又是怎样测得的？
第一节 物质的旋光性
一、平面偏振光和旋光性
光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直。
在普通光线里，光波可在垂直于它前进方向的任何可能的平面上振动。
中心圆点"O"，表示垂直于纸面的光的前进方向，双箭头表示光可能的振动方向。如果将普通光线通过一个Nicol棱晶，它好象一个栅栏，只允许与棱晶晶轴相互平行的平面上振动的光线透过棱晶。这种通过Nicol棱晶的光线叫做平面偏振光（Plane-polarzed light）简称偏振光。
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精品文档 第六章 对映异构
一、 基本内容
本章从不对称物质具有旋光性的现象出发,解释了有机化学中不对称性分子产生旋光性原因。从立体化学的角度对分子的构型进行了阐述。介绍了各种表示构型的方法。主要有费歇尔投影式、纽曼投影式、楔型式及锯架式。介绍了手性的概念及如何用对称元素来判断分子有无手性及如何表示手性碳原子的方法等问题。在此基础上,引出了对映异构体、非对映异构体、外消旋体及内消旋体等概念。
在前面各章的基础上强调了反应过程中的立体化学问题。
二、 重点与难点
本章的重点是对所学的各种概念的理解和应用,在多做练习的基础上加深对基本内容及有关立体化学知识的理解。包括R/S命名法、各种表示构型的方法及相互间的转换、对称元素及其操作、反应过程中的立体化学问题及对映异构体、非对映异构体、外消旋体及内消旋体等概念。难点主要体现在对立体化学的理解上。如表示构型的方法及相互间的转换和反应过程中的立体化学问题。
三、精选题及其解
6-1 某化合物溶于乙醇,所得溶液为100 mL溶液中含该化合物14克。
（１）取部分该溶液放在5 cm长的盛液管中,在20 oC用钠光作光源测得其旋光度为+2.1o,试计算该物质的比旋光度。
（２）把同样的溶液放在10 cm长的盛液管中,预测其旋光度。
（３）如果把10 mL上述溶液稀释到20 mL,然后放在5 cm长的盛液管中, 预测其旋光度。
解 比旋光度是旋光物质特有的物理常数,用下式表示：t为测定时的温度（一般为室温,15-30 oC）；λ为测定时的波长（一般采用波长为589.3 nm的钠光,用符号Ｄ表示）,在此测定条件下得出的比旋光度用[α]D表示亦可。
（１）将旋光度α＝+2.1o带入上式,得
（２）旋光度为α＝+2.1o＊２＝+4.1o
（３）旋光度为α＝+2.1o/２＝+1.05o
１ c ( g / mL )l (10 cm)=t[ ]λαα= + 15ol (10 cm ) c ( g / mL )100 / 14+ 2.1 o=c ( 14g / 100 mL )l (10 cm ) + 2.1 o=ααD[ ]20=l (10 cm) c ( g / mL )精品文档
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高鸿宾 （主编 ）
有机化学（第四版）习题解答
化学科学学院 罗尧晶 编写 2 高鸿宾主编《有机化学》（第四版）
作业与练习
第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃 练习（P60—62）：
（一的1，3，5，7，9，11小题）、（五）、（六）、（十三）
第三章 不饱和烃：烯烃和炔烃 作业：（P112—117）：
（二）、（四）、（七）、（十一）、（十五的2，3小题）、
（十六的2~5小题）、（二十一）
第四章 二烯烃 共轭体系 练习：（P147—149）：
（三）、（十）、（十一）、（十三）
第五章 芳烃 芳香性 作业：（P198—202）：
（二）、（三）、（九）、（十）、（十六）、（十七）、
（十八的2、5~10小题）、（二十四）
第六章 立体化学 练习：（P229—230）：
（五）、（六）、（七）、（十二）
第七章 卤代烃 作业：（P263）；（P290-295）：
（P263）：（习题7.17）、（习题7.18）、（习题7.19）。
（P290-295）：（六）、（七）、（八）、（十的1、2、5小题）、
（十三的1、2小题）、（十四的1、2小题）
第九章 醇和酚 作业：（P360—362）：
（二）、（三的2、4小题）、（五）、（九的1、3小题）
第十一章 醛、酮和醌 作业：（P419—421）：
（一）、（三）、（七题的1—9小题）、（十三）、（十四）
第十二章 羧酸 练习：（P443—444）：
（一）、（三）、（五）、（七）
第十三章 羧酸衍生物 练习：（P461—464）：
（一）、（四）、（六）、（七）（八题的1、3小题）、
第十四章 β-二羰基化合物 作业：（P478—480）：
（一）、（五）、（七）
第十五章 有机含氮化合物 作业：（P526—530）：
（三）、（四）、（八）、(十一) 3 第二章 烷烃和环烷烃 习题解答
（一）题答案：
（1） 3-甲基-3-乙基庚烷 （2）2，3 -二甲基-3-乙基戊烷
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：
CH3CCH3CH3ClCH3CCH2CH3ClCH3CH2CH2CH2Cl*CHCH3ClCH3CH2
氯戊烷有八种构造异构体，其中2-氯戊烷(C2*)，2-甲基-1-氯丁烷(C2*)，2-甲基-3-氯丁烷(C3*)有手性碳原子：
CH3CCH3CH3CH2ClCH3(CH2)4ClCH3CH2CH2CHCH3ClCH3CH2CHCH2CH3ClCH3CHCHCH3CH3ClCH3CHCH2CH3CH2ClCH3CCH2CH3CH3ClCH3CHCH2CH2ClCH3***
(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C6H10；
(2) 具有手性碳原子的羧酸C5H10O2 (羧酸的通式是CnH2n+1COOH)。
解： (1) CH3CH2CHCCHCH3* (2) CH3CH2CHCOOHCH3* (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： CH2CH3CH2CH2CH3HCH3 和 CH2CH3CH2CH2CH3HCH3
CH2CH3CH(CH3)2HCH3 和 CH2CH3CH(CH3)2HCH3
(四) C6H12是一个具有旋光性的不饱和烃，加氢后生成相应的饱和烃。C6H12不饱和烃是什么？生成的饱和烃有无旋光性？
解：C6H12不饱和烃是CH2CH3CH=CH2HCH3或CH2CH3CH=CH2HCH3，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
