第8章 对映异构副本

有机化合物的同分异构构造异构是指分子式相同，而分子中原子相互连接的次序不同的一种异构现象，包括碳胳异构、位置异构和官能团异构。

构造相同，但分子中原子在空间的排列方式不同引起的异构现象称为立体异构（stereoisomerism ）。

分子中原子在空间的不同排列方式形成了不同的构型或构象，所以立体异构又分为构型异构与构象异构。

例如顺-2-丁烯与反-2-丁烯这种顺反异构即属于构型异构，丁烷的不同构象和环已烷的不同构象都属于构象异构 构型异构不仅包括顺、反异构，对映异构也属于构型异构，对映异构的分子式相同，构造也相同，只是构型不同。

现在可以把异构现象归纳为：顺反异构由于双键不能自由旋转，所以当两个双键碳原子各连有两个不同的原子或基团时，可能产生两种不同的空间排列方式。

例如2-丁烯：(I) 顺-2-丁烯 (II) 反-2-丁烯（沸点3.7 ℃） （沸点0.88 ℃）两个相同基团（如I 和 II 中的两个甲基或两个氢原子）在双键同一侧的称为顺式，在异侧的称为反式。

这种由于分子中的原子或基团在空间的排布方式不同而产生的同分异构现象，称为顺反异构，也称几何异构。

通常，分子中原子或基团在空间的排布方式称为构型，因此顺反异构也是构型异构，它是立体异构中的一种。

需要指出的是，并不是所有的烯烃都有顺反异构现象。

产生顺反异构的条件是除了σ键的旋转受阻外（双键或环），还要求两个双键碳原子上分别连接有不同的原子或基团。

也就是说，当双键的任何一个碳原子上连接的两个原子或基团相同时，就不存在顺反异构现象了。

例如，下列化合物就没有顺反异构体。

构象异构同分异构构型异构顺反异构对映异构立体异构构造异构碳架异构官能团异构位置异构互变异构C=CCH 3CH 3H HHHCH 3CH 3C=CC=C C=C aa a bbca a当与双键相连的两个碳原子上连有相同的原子或基团时，例如上面的(I)和(II)，可采用顺反命名法。

两个相同原子或基团处于双键同一侧的，称为顺式，反之称为反式。

如：2-羟甲基环丙烷-1-羧酸
HOH 2C COOH
HOOC CH 2OH
H
H
H
H
HOH 2C
H
H
CH 2OH
H
COOH
HOOC
H
环丙烷二羧酸
HOOC COOH
HOOC H
H
COOH
H
H
H
COOH
HOOC
H
内消旋体
H H
σ
COOH σ H H COOH
COOH COOH
σ
H
H
H
COOH
COOH H
眼睛
b
眼睛
C d a
R-
C
c
d c
S-
a
HO H C CH3
COOH
OH.>COOH>CH3>H
R-乳酸（R-2-羟基丙酸）
在Fischer投影式中
顺时针：S若d在横线上 逆时针：R-
如果：a > b > c > d
a d c a
b d
a c b
a
b
d
S-
R-
顺时针：R若d在竖线上 逆时针：S-
c
COOH COOH COOH H
内消旋体
H
对映体
COOH
8.8 不含手性碳化合物的对映异构
8.8.1 丙二烯型化合物
8.8.2 联苯型化合物
Cl Cl Cl Cl
HOOC
COOH
HOOC COOH
8.9 不对称合成和外消旋体的拆分
8.9.1 不对称合成(手性合成)
分子中已有的手性碳(手性中心)对第二个手性中心形成的 构型有控制作用。这种直接合成出具有旋光性物质的方法，叫 不对称合成或手性合成。

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——

旋光方向是旋光性化合物固有的性质，是用旋光 仪实际测定的结果，而旋光性化合物的构型是用人为 规定的方法确定的。根据化合物的构型能够做出这个 化合物的空间模型，但不经测量不能知道这个化合物 的旋光方向。但有一点可以肯定，一对对映体中的一 个是左旋的，另一个必然是右旋的，一个是R-构型， 另一个必然是S-构型。
生素C可治抗坏血病，而右旋的不行）。 3．用于研究有机反应机理。
4
手性和对映体 生活中的对映体(1)-镜象
5
生活中的对映体(2) -镜象
左右手互为镜象
6
1848年， Pasteur（巴斯德 法国化学家）在显 微镜下用镊子将外消旋酒石酸拆分成右旋和左旋酒 石酸。
二者的关系：互为镜象（实物与镜象关系，或者说左、右手 关系），且二者无论如何也不能完全重叠。
因为Ⅲ能与其镜像分子叠合，所以它不是手性分子，没有旋光性。
在Ⅲ的全重叠式构象中有一个对称面，对位交叉式构象中有一个
对称中心。 思考：下列化合物为内消旋体的是（ D ）
A
Cl
CH3 H
Cl H
CH3
B
CH3
HO H
HO CH3 H
C COOH H OH H COOH OH
D
CH3
H Br
Br
CH3
H
酒石酸的三种异构体和外消旋体的物理常数
•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
Y
Z
W
C
Y
X
Z
镜面
• 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CH3C*HOHCOOH
O
*
CH3 CH C OH OH Lactic acid