有机化合物的同分异构现象课件

第三章同分异构现象构造异构立体异构构型异构(分子中原子间的排列顺序、结合方式)(构造相同，原子在空间排布方式不同)碳架异构位置异构官能团异构顺反异构对映异构构象异构同分异构

对映异构又叫光学异构或旋光异构。它是一类与物质的旋光性质有关的立体异构。第三章同分异构现象构造异构构型异构(分子中原子间的排列顺1

关于有机化合物同分异构的几个概念

分子的结构：分子中原子互相的结合称为分子的结构，表示分子结构的化学式称为结构式。

分子的构造：分子中原子间相互连接的顺序称为分子的构造，表示分子构造的化学式称为构造式。

分子的构型：分子中原子或基团在空间排列方式称为分子的构型，表示分子结构的化学式称为构型式。

2

同分异构现象：化合物的分子式相同，分子的结构和性质不同的现象称为同分异构现象。

同分异构体：具有同分异构现象的化合物称为同分异构体。

构造异构：分子式相同，分子中原子相互连接的顺序不同称为构造异构。构造异构有四种类型。

同分异构现象：化合物的分子式相同，分子的结构和性质不同的3

3.1构造异构现象

构造异构是分子式相同，分子中原子相互连接顺序和方式不同。它包括四种类型。

碳架（骨架）异构现象官能团位置异构官能团异构互变异构

43.1.1

碳架（骨架）异构现象

分子中碳原子相互连接的顺序和方式不同，产生不同的碳链或碳环，称为碳架（骨架）异构。

3.1.1碳架（骨架）异构现象53.1.2官能团位置异构

各类化合物可以看成是官能团取代相应烃中的氢原子的产物。官能团取代碳架异构体中的不同氢，形成了官能团位置异构。

3.1.2官能团位置异构

各类化合物可以看成是官6例1，丁烷有两个碳架异构体，可形成四个一元醇的异构体：例1，丁烷有两个碳架异构体，可形成四个一元醇的异构体：7例2，碳环化合物也能形成官能团位置异构体。如甲酚有三个异构体：例2，碳环化合物也能形成官能团位置异构体。如甲酚有三个异构体8例3，在多官能团化合物中，官能团位置异构体，还表现在官能团间相对位置，如溴代环已烯可有三个溴代环已烯异构体：例3，在多官能团化合物中，官能团位置异构体，还表现在官能团间93.1.3官能团异构

分子式相同，构成官能团的原子连结顺序和方式不同，形成不同的官能团，可以形成不同类化合物，构成官能团异构体。例1，分子式为C3H6的化合物，可以是丙烯CH2=CHCH3和环丙烷两个化合物。

3.1.3官能团异构

分子式相同，构成官能团的原10例2，分子式为C2H6O的化合物，可以是甲醚CH3OCH3和乙醇CH3CH2OH两个化合物。

例3，分子式为C2H4O的化合物，可以是乙醛CH3CHO、乙烯醇CH2=CH-OH和环氧乙烷三个化合物。

例2，分子式为C2H6O的化合物，可以是甲醚CH3OCH3和11例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、烯醇、烯基醚、脂环醇和环氧烷烃等六类化合物。如：分子中原子数目越多，形成官能团异构体数目也越多。异丁醛丁酮2-丁烯醇乙基乙烯基醚环丁醇1，2-环氧丁烷例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、烯醇、烯基醚、123.1.4互变异构

在常温下，不同官能团异构体处于动态平衡之中，能很快的互相转变，称为互变异构。它是一种特殊的官能团异构。

例1，酮与烯醇间互变异构：3.1.4互变异构

在常温下，不同官能团异构体处于13例2，硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构例3，亚硝基酚与肟间互变的异构

在这些平衡混合物中，各组分是互为同分异构体，但很难分离出纯的互变异构体。

例2，硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构例3，亚硝基酚与肟间互14

构象：在常温下，分子中的原子或基团绕着单键（σ键）旋转，在空间产生了一系列不同的排列，这一系列排列称为分子的构象。每一种排列称为构象异构体。1乙烷的构象3.2构象异构现象3.2.1链烷烃的构象异构现象基本概念3.2构象异构现象15有机化合物的同分异构现象课件16

乙烷分子绕C—Cσ

键旋转，产生无数个构象异构体，其中有两个典型构象异构体，称为极限构象异构体——重叠式（顺叠式）构象、交叉式（反叠式）构象。重叠式构象交叉式构象重叠式构象交叉式构象17构象的表示方法：锯架式、立体透视式和纽曼（Newman）投影式，其中扭曼投影式最重要。

a透视式

构象的表示方法：锯架式、立体透视式和纽曼（Newman）投影18b纽曼投影式：把乙烷分子模型的C—C键的一端对着观察者，另一端远离观察者，进行投影操作，两碳原子重合。前碳用表示，后碳用表示

b纽曼投影式：把乙烷分子模型的C—C键的一端对着观察者，19227289249306构象的能量分析

非键合的两原子或基团接近到相当于范氏半径之和时，二者间以弱的引力相互作用，体系能量较低；如果接近到这一距离以内，斥力就会急剧增大，体系能量升高。一些原子或基团的范德华半径(pm)HCNOClCH3120150150140180200

乙烷的重叠式内能最高，最不稳定，而交叉式内能最低，最为稳定。这种构象称为优势构象.227289249306构象的能量分析非键合的20②.φ=60°①.φ=0°③.φ=120°④.φ=180°⑤.φ=240°⑦.φ=360°⑥.φ=300°构象的能量分析用前碳和后碳上的两个C—H键分别与C—C键确定的两平面的二面角“θ”旋转的角度表示构象。②.φ=60°①.φ=0°③.φ=120°④.φ=180°⑤21从乙烷构象可看出：①.扭转角φ由0°逐渐变到360°可得到无数个构象，它们之间差别在于原子在空间的排列不同。②.扭转角φ=0°120°240°360°为重叠式φ=60°180°300°为交叉式重叠式、交叉式构象为乙烷的两个典型构象，其它构象处于这两个构象之间。③.重叠式中两个碳原子上的C—H键相距最近，能量较高，不稳定。交叉式中两个碳原子上的C—H键相距最远，能量较低，稳定。从乙烷构象可看出：①.扭转角φ由0°逐渐变到360°可得22

能量曲线图乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构象的动态平衡混合体系，但各种构象体存在的比率不同。12kj/mol①②③④⑤⑥⑦能量曲线图乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构23

正丁烷的构象以正丁烷的C2—C3键的旋转来讨论丁烷的构象，固定C2，把C3旋转一圈来看丁烷的构象情况。在转动时，每次转60°，直到360°复原可得到四种典型构象。

其稳定性次序为：对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式

这些构象能量差18.8kJ.mol-1，室温下仍可以绕C2-C3σ键自由转动，相互转化，呈动态平衡。正丁烷的构象其稳定性次序为：这些构象能量差18.8k24有机化合物的同分异构现象课件25丁烷分子也可以绕C1—C2

和C3—C4σ键旋转产生类似的构象。相邻的两碳上的C—H键都处于反位交叉式，碳链呈锯齿状排列：丁烷分子也可以绕C1—C2和C3—C4σ键旋转产生26分子构象的作用构象影响分子间作用力等，因而影响化合物的性质（如熔点）和反应机理。注意：

这里讨论是链烷烃的构象，在分析其他类化合物构象时，在相邻碳原子上连有可形成氢键的基团时，会改变优势构象。分子构象的作用27例：CH2Cl—CH2OH的稳定构象是因为氢键的能量远大于稳定构象的能量。例：CH2Cl—CH2OH的稳定构象是283.2.2环烷烃的构象异构现象

1.环丙烷的构象

环丙烷是三个碳原子的环，只能是平面构象，即它的构型。

尽管只有一种构象，但这个环极不稳定，主要因为：

(1)所有C-H键都是重叠构象，扭转张力大。

(2)C原子是不等性杂化或弯曲键，有“角张力”存在。3.2.2环烷烃的构象异构现象尽管只有一种构292.环丁烷的构象

环丁烷有两种极限构象：平面式构象：像环丙烷一样，不稳定，因为扭转张力和“角张力”存在。蝶式构象：能缓解扭转张力和角张力，呈蝶式构象。通过平面式构象，由一种蝶式翻转成为另一种蝶式构象，处于动态平衡。蝶式是优势构象。2.环丁烷的构象303.环戊烷的构象

环戊烷的构象主要是信封型和半椅型构象。两者处于平衡。因为平面构象能量较大，一般认为环戊烷采取这种构象可能性很少。E相对=kJ/mol信封式E=0半椅型E=03.环戊烷的构象E相对=kJ/mol信封式E=0半椅型E=0314.环己烷的构象(1)椅型和船型构象环己烷保持碳原子的109.5°键角，提出了椅型和船型构象。

椅型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C6和C3分别在平面的下方和平面的上方，很象椅脚和椅背，故称“椅型”。

4.环己烷的构象32船型构象船型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C3和C6在平面上方。形状象只船，C3和C6相当船头和船尾，故称“船型”。船型构象船型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C3和33H124356HHHHHHHHHHH透视式250pm124356HHHHHHHHHHHH183pm纽曼投影式CH2CH2123456HHHHHHHH1CH2CH242356HHHHHHHH椅式构象占99.9%

船式构象占0.1%一些原子和基团的范德华半径（pm）H120；C150；N150；O140；Cl180；CH3200.(优势构象)1,3-二竖键之间的作用交叉式重叠式(存在扭转张力)旗杆氢之间存在空间张力环己烷船式与椅式构象H124356HHHHHHHHHHH透视式250pm124334

在椅型构象中,从透视式和纽曼式中可以看到：相邻的两个碳上的C—H都是交叉式构象，非键合的氢间最近距离0.25nm，大于0.24nm（正常非键合氢之间的距离）。C原子的键角109.5°。无各种张力，是优势构象，在平衡构象中约占99.9%。环己烷的椅型构象在椅型构象中,从透视式和纽曼式中可以看到35

在船型构象中，船底上四个C中C1和C2

，C4

和C5是重叠构象，有扭转张力，船头和船尾上两个伸向船内的氢（旗杆键上氢）相距0.183nm，小于正常非键氢原子间距离(>0.24nm)，有非键张力，它的能量比椅型高30kJ∙mol-1。在船型构象中，船底上四个C中C136有机化合物的同分异构现象课件37(2)平伏键与直立键

环己烷的椅型构象中，六个碳原子分别在两个平行的平面中。C1、C3、C5在上面的平面中，C2、C4、C6在下面的平面中。一个三重对称轴，垂直于两平面。(2)平伏键与直立键38①直立键：每个碳上有一根与轴平行的

C—H键，称直立键，也称竖直键（a键）。有三根向上，三根向下。②平伏键：每个碳上有一根与平行平面成19°角的C—H键称平伏键，也称水平键（e键）。有三根向上偏19°，三根向下偏19°。③直立与平伏键转换：当从一种椅型构象翻转成另一种椅型构象时，平伏键转变成直立键，直立键变成平伏键。①直立键：每个碳上有一根与轴平行的C—H键，称直立键39a→ee→aa→e405.取代环己烷的构象1).一取代环己烷的构象结论：一取代环己烷最稳定构象是取代基在e键上。5.取代环己烷的构象1).一取代环己烷的构象结论：一取41例：95%5%例：95%5%42R在a键和e键R在a键和e键4397%3%＞99.9%从上述三个实验事实可看出：取代基体积越大，e取代占的比例越大。97%3%＞99.9%从上述三个实验事实可看出：取代基体积44(2)二取代环己烷：二取代基的情况还要考虑顺反关系。一般是大取代基在e键上的是稳定构象。反式-1-甲基-4-叔丁基环己烷构象顺式-1-甲基-4-叔丁基环己烷构象(2)二取代环己烷：二取代基的情况还要考虑顺反关系。一般是45(3)多取代基环己烷：在确定多取代环己烷的构象时，一般是大取代基在e键上，多个取代基在

e

键上的构象稳定。①.多取代环己烷，e取代基最多的构象最稳定。②.多取代环己烷，体积较大的取代基为e型的构象最稳定。(3)多取代基环己烷：46例1：写出顺-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。（ae）（ae）（ee）（aa）稳定例2：写出反-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。例1：写出顺-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。（ae）（a47从例1和例2可看出：对于1,2取代反式较顺式稳定。例3：写出顺-1,3-二甲基环己烷的最稳定构象。例4：写出反-1,3-二甲基环己烷的最稳定构象。eeae从例3和例4可看出：对于1,3取代顺式较反式稳定。同理可推出：对于1,4取代反式较顺式稳定。从例1和例2可看出：对于1,2取代反式较顺式稳定。例3：写出48写出顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷的最稳定构象。写出顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷的最稳定构象。493.3几何异构现象

构型异构：分子的构造相同，由于原子或基团在空间排列方式不同产生的异构现象，称为构型异构现象。

几何异构：分子的构造相同，原子或基团在π键平面或环状分子平面两边排列方式不同产生的异构现象，称为顺反异构现象。顺反异构是构型异构中的一种。

3.3几何异构现象

构型异构：分子的构造50CH3 CH3 H CH3 D H C=C C=C C=CH H H CH3 H C2H5Problem1:Inwhichofthefollowingcompoundsare there cis-transisomers?a

dC=Cb

e

产生顺反异构的条件

只有a≠b和d≠e时，才有顺反异构。任何一个双键碳上若连接两个相同的原子或基团，则只有一种结构.①分子中存在着限制碳原子自由旋转的因素，如双键或环（如脂环）；②不能自由旋转的原子上连接2个不相同的原子或基团。CH3 CH3 H CH3 D HP51共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同不同点：

构象异构是由于键轴旋转引起的分子不同排列形象。各构象异构体之间的相互转化不需破坏共价键，只靠键轴旋转即可完成。有无数种构象异构体。

顺反异构是由于分子中存在限制旋转的因素而引起，属于构型异构。构型异构体之间的“相互转化”是化学反应。构型异构体的数目是可数的。(2)顺反异构与构象异构的区别共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同(2)顺反52共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同不同点：

构象异构是由于键轴旋转引起的分子不同排列形象。各构象异构体之间的相互转化不需破坏共价键，只靠键轴旋转即可完成。有无数种构象异构体。

顺反异构是由于分子中存在限制旋转的因素而引起，属于构型异构。构型异构体之间的“相互转化”是化学反应。构型异构体的数目是可数的。(2)顺反异构与构象异构的区别共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同(2)顺反531．含>C=C<键化合物的几何异构

1）在双键两端各连有不同的两个原子或基团时，有两种排列方式；相同的原子或基团在π键的同侧为顺式异构体；相同的原子或基团在π键的两侧为反式异构体，命名时，在名称前标记“顺”或“反”。1．含>C=C<键化合物的几何异构

1）在双键两端各54

顺反异构体的命名

1.构型的顺反命名法：若两个双键碳原子所连原子或基团彼此有相同者，在同一侧称为顺式构型，在相反的一侧为反式构型。Br H Cl ClC=C C=CH CH3 CH3 C2H5反-1-溴丙烯 顺-2,3-二氯-2-戊烯顺,反-2，5-庚二烯

在含有多个双键的化合物中，主链的编号有选择时，则应从顺型双键的一端开始。CCHH3CHCH2CCHCH3H反,顺-2，5-庚二烯(错) 顺反异构体的命名Br H Cl 55

Z/E命名法的步骤:按次序规则，若两个优先基处在双键的同侧，称为Z

型，反侧称为

E型。

a

d

a

eC=C C=C

b

e

b

d

Z-型

E-型

假设：a>b,d>e2.构型的Z/E命名法Z/E命名法的步骤:按次序规则，若两个优先56反-2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯（Z）-2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯（Z）-3-甲基-2-氯-2-戊烯顺-3-甲基-2-氯-2-戊烯（Z）-1,2-二氯溴乙烯反-2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯（Z）-2,4-二甲基573）在分子中存在多于一个双键时，分别判断每个双键的Z、E-构型。命名时，低位号者写在前，高位号者写在后，中间用逗号隔开，放括号中，写在名称之前。(2E,4Z)-3-甲基-2,4-己二烯酸

3）在分子中存在多于一个双键时，分别判断每个双键的Z、E-构582．含C=N键化合物的几何异构

形成双键>C=C<、>C=N-和-N=N-的原子都是SP2杂化，未杂化的P轨道形成π键，阻碍了形成双键的原子绕两原子轴线旋转，使两原子上连的不同原子或基团出现了不同空间排列，即出现了顺反异构。C原子上是两个原子或基团，而N上是一个原子或基团，另一个SP2轨道中是孤对电子，在顺序规则中视为原子序数为零的“假想原子”有机化合物亚胺、肟、腙、羰基缩氨基脲等化合物分子中含C=N键，有Z、E-异构体。2．含C=N键化合物的几何异构

形成双键>C59有机化合物的同分异构现象课件603．含N=N键化合物的顺反异构

偶氮化合物含有-N=N-键，N上两个基团在π键同侧的为顺式，或Z式，在异侧的为反式，或E式；3．含N=N键化合物的顺反异构

偶氮化合物含有-N=613.3.2含碳环化合物的顺反异构

把环状化合物的碳环近似看作一个平面，环碳原子上的取代基在平面上、下之分，就会出现顺反异构现象。

两个碳原子上两个取代基在平面同侧的为顺（cin-）式异构体，在异侧的为反（trans-）式异构体。命名时，“顺”或“反”置于名称前：3.3.2含碳环化合物的顺反异构

把环状化合物的碳环62顺-1,3-二氯环戊烷

反-2-氯环戊基甲酸

顺-1,3-二氯环戊烷反-2-氯环戊基甲酸63

有两个以上环碳原子上各有一个取代基时，选择其中位次最低者为“参考基团”，在位号前加“r”表示，其余取代基用顺或反表示与“参考基团”的立体关系：r-1,反-2,顺-4-三氯环戊烷

反-5-氯,r-1,顺-3-环己二甲酸

有两个以上环碳原子上各有一个取代基时，选择r-1,反-641,顺-2-二氯-r-1-环戊基甲酸3-甲基,反-3-乙基-1-氯-r-1-溴环己烷

1,顺-2-二氯-r-1-环戊基甲酸3-甲基,反-3-乙基65练习题：命名下列化合物：

练习题：66

3.4对映异构现象3.4.1含手性碳化合物的对映异构现象1.对映异构体的概念

把左手放到镜面前，左手的镜像与右手相同。左、右手的关系是实物与镜像的关系---相对映而不重合。3.4对映异构现象67手性：物质与镜像相对映而不重合的性质称为手性或称为手性征。手性分子：具有手性的分子称为手性分子或称为手征性分子。手性分子最大特征是具有旋光性。非手性分子：不具有手性的分子称为非手性分子。判断分子的手性：判断分子是否有手性，用镜子。分子与其镜像重合称为非手性分子，分子与其镜像不重合称为手性分子。手性：物质与镜像相对映而不重合的性质称为手性或称为手性征。68乳酸分子模型

乳酸分子的两个模型是实物与镜像的关系，相对映而不能重合，即乳酸分子有手性，是手性分子。乳酸分子的中心碳原子上连有四个不同的原子和基团（H，CH3，OH和COOH），具有不对称性。称为不对称碳原子或手性碳原子，用“*”表示。它是分子的不对称中心或手性中心。

乳酸分子模型

乳酸分子的两个模型是实物与镜像的关系，相对692.手性和对称性

与分子是否存在手性有关的对称因素主要是对称面和对称中心。

（1）对称面

能把分子切成互为镜像的两半的平面，称为分子的对称面，常用（σ）表示，如下图：

2.手性和对称性70有机化合物的同分异构现象课件71（2）对称中心

若分子中有一点“i”，分子中任何一个原子或基团i点连线，在其延长线的相等距离处都能遇到相同的原子或基团，i点是该分子的对称中心。如下图：（2）对称中心

若分子中有一点“i”，分子中任何一个原子72

3.4.2手性碳的构型表示式与标记

手性碳的构型表示式：用R-S法标记。1.构型的表示式------手性碳构型表示式有三种:

球棒式：把碳原子、与碳相连的原子或基团画成球，标出化学符号，用棒表示共价键。这种表示清楚、直观、书写麻烦。

73

立体透视式：手性碳放在纸面上，粗实线或楔线（、）连接的原子或基团在纸面前，用虚线（……）连接在纸面后的原子或基团，用细实线（—）连接在纸面上的原子与基团。这种表示清楚、直观、书写麻烦。OHH3CHCO2HC*CH3HHOCO2HC*立体透视式：手性碳放在纸面上，粗实线或楔线（、）74费歇尔投影式:

以手性碳为中心，竖放的基团在后面，横放的基团在前面，碳链在竖放位置，编号小者在上端，然后四个基团向纸面投影，用实线表示共价键，相交处为C*,C*不写出来，其余四个基团写出来。这种表示清楚、书写也比较方便。

上述三种表示方法是等价的

费歇尔投影式:752.构型的标记

手性碳构型三种表示式可用于书面表示不能用于口头表示，也不便命名。必须规定构型标记，有两种标记方法，在命名时写在名称前----D-L构型标记法和R-S构型标记法

（1）D-L构型标记法

D-L（是拉丁字Dextro和Leavo的字首，D意为“右”，L意为“左”。）标记法是以甘油醛（2,3-二羟基丙醛CH2OHCHOHCHO）为参考标准。

2.构型的标记

手性碳构型三种表示式可用于书面表示76在费歇尔投影式中，手性碳上的-OH在右边的（I）规定为D型，-OH在左边的（II）是L型。其它化合物，在保持手性碳构型不变的化学转化过程中，可由D型甘油醛转化来的化合物就是D型的，可由L型甘油醛转化来的化合物就是L型的。在费歇尔投影式中，手性碳上的-OH在右边的（I）规定为D77例：从D甘油醛氧化得到的甘油酸是D型，从L甘油醛氧化得到的甘油酸是L型。因为在氧化过程中不涉及手性碳的构性。这种标记是相对的，在有机化学发展的初步应用普遍，现在主要在糖类化合物和蛋白质还有应用。例：从D甘油醛氧化得到的甘油酸是D型，从L甘油醛氧化得到78（2）R-S构型标记法

R-S标记法是广泛使用的方法。

把手性碳连接的四个原子或基团a，b，c，d按“顺序规则”排列，若a〉b〉c〉d，把最不优的原子或基团d远离观察者，a，b，c朝向观察者。正像司机面向汽车方向盘，a，b，c在盘上。（2）R-S构型标记法79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。

若a→b→c是顺时针方向转，手性碳原子为R-构型，80例：D-L标记的D、L甘油醛在R-S标记中分别为S-构型和R-构型例：D-L标记的D、L甘油醛在R-S标记中分别为S-构型和R81注意：

1.D构型不一定是R构型，L构性也不全是S构型

2.D-L标记中，在化学转化过程中手性中心构型不变化，产物构型标记不变化。

3.R-S构型标记中，在化学转化过程中即使手性中心构型不改变，产物构型的标记有可能改变。注意：

1.D构型不一定是R构型，L构性也不全是S构型

282如：

如：83

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。命名时将手性碳位置与R或S一起放在括号内，写到名称前面。

例：已明确构型的手性化合物在命名时要将（R）、（S）或D、L放84例：(2R,3R)-2-羟基-3-氯丁二酸

(2S,3S)-丁二酸

例：(2R,3R)-2-羟基-3-氯丁二酸(2S,3S)853.4.3费歇尔投影式与分子构型

书写费歇尔投影式时明确规定，竖放的基团伸向纸面后方，横放的基团伸向纸面前方。

费歇尔投影式在纸面上转180度，保持分子的构型不变化。费歇尔投影式在纸面上转90度或270度，改变了横线与竖线的关系也就改变了原来的构型。

费歇尔投影式也不能离开纸面翻转180度，这样也改变了原来的构型。3.4.3费歇尔投影式与分子构型

书写费歇尔投影式86例1

例187例2例288如果费歇尔投影式的手性原子上连的基团交换一次，改变原来的构型；连续交换两次保持原来的构型。

例3如果费歇尔投影式的手性原子上连的基团交换一次，改变原来的构型893.4.4非碳原子为手性中心的化合物的对映异构现象3.4.4非碳原子为手性中心的化合物的对映异构现象903.4.6碳环化合物的对映异构现象

1，2-环丙烷二甲酸

3.4.6碳环化合物的对映异构现象911，2-二甲基环己烷：

1，2-二甲基环己烷：921-溴-2-氯环已烷

1-溴-2-氯环已烷933.4.7构象对映体和构象非对映体邻位交叉式和部分重叠式都有一个实物与镜像的关系，相对映而不重合，是两对对映体，称为构象对映体。而邻位交叉式、部分重叠式与全重叠式和对位交叉式之间是非对映体，称为构象非对映体。构象对映体的能量相等，构象非对映体能量不相等。3.4.7构象对映体和构象非对映体邻位交叉式和部分重叠式943.5化合物的旋光性与旋光性化合物的拆分及合成3.5.1旋光性的测定1.偏光

普通光是一种电磁波，光振动方向与前进方向垂直。

3.5化合物的旋光性与旋光性化合物的拆分及合成95

一束普通光通过尼科尔（Nicol）棱镜或其他偏振片，只有在与棱镜晶轴平行的平面上振动的光能透过，透过的光叫平面偏振光，简称偏光。看下图一束普通光通过尼科尔（Nicol）棱镜或其他偏振片，只有962.旋光性物质与比旋光度、摩尔旋光度

普通光通过两个平行放置的尼科尔棱晶体，通过第一块后变成偏光，偏光也能通过二块晶体。如果在两块棱晶体间放一盛液管，如管内放置水、乙醇、醋酸等，仍可以看到光通过第二块晶体，如果管内放置葡萄糖水溶液，观察不到光通过第二块晶体，把第二块晶体转α角后，才能观察到有光通过（看下图：旋光仪的原理）2.旋光性物质与比旋光度、摩尔旋光度

普通光通过两个平行97有机化合物的同分异构现象课件98旋光性物质：能使偏光振动平面旋转α角度的物质，有旋光性，称为旋光性物质或称光学活性物质。非旋光性物质：不能使偏光振动平面旋转的物质，无旋光性，称为非旋光性物质或称无光学活性物质。旋光度：旋光性物质使偏振光振动平面旋转α角，α角称为旋光度。旋光度α值与试样温度、溶剂种类、试样浓度、盛液管长度及光源有关。试样浓度增加一倍或盛液管长度增加一倍，测得的α值增加一倍。旋光性物质：能使偏光振动平面旋转α角度的物质，有旋光性，称为99物质旋光度的测定：旋光仪的读数为α±ｎ*180°（n为整数）。旋光仪分不出α是+25°、+205°、+385°或-155°等。若决定α值，至少需测两个浓度的试样才能决定。如测得1mol/L的试样的旋光度读数为35°，也可能是215°。然后把试样稀释至0.2mol/L后再测定，若35°正确，稀溶液应是7°；若215°正确稀溶液应是43°；若稀溶液为79°，α值是395°。物质旋光度的测定：旋光仪的读数为α±ｎ*180°（n为整数）100

比旋光度[α]

为了使用方便，常用比旋光度[α]代替旋光度α。

α:测得的旋光度C：试样质量浓度，或纯液体密度，单位g·mL-1l:盛样管长度，单位dmt:试样温度，单位℃λ：光源波长（通常钠光源，用D表示，波长589nm)比旋光度[α]α:测得的旋光度101比旋光度是旋光性物质的一个物理常数，可以定量地表示物质的旋光能力。旋光性物质

右旋光化合物：使偏振光的振动平面向右（顺时针方向）旋转的化合物，称右旋光化合物，用“+”表示右旋光方向。

左旋光化合物：使偏振光的振动平面向左（逆时针方向）旋转的化合物，称左旋光化合物，用“-”表示左旋光方向。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数，可以定量地表示物质的旋光102

在标记旋光度时，还须表示出使用的溶剂。例如，在20℃用钠光源的旋光仪测得葡萄糖水溶液和果糖水溶液的比旋光度分别为右旋52.5°和左旋93°，分别写作葡萄糖+52.5°（水）和果糖-93°（水）。20[]Da=20[]Da=在标记旋光度时，还须表示出使用1033.5.2

含有一个手性碳原子化合物的旋光性1.对映体和外消旋体

(1)对映体

两个乳酸的分子式相同，分子构造也相同，但分子中原子和基团在空间排列不同，形成实物与镜像的关系，这种现象称为对映异构现象；具有对映异构现象的分子称为对映异构体。简称对映体。（2）外消旋体

如果把等量右旋光化合物和左旋光化合物混合则得到无右旋光的物质，称为外消旋体。3.5.2含有一个手性碳原子化合物的旋光性1043.5.3含有两个手性碳原子化合物旋光性1.含两个相同手性碳原子的化合物（以酒石酸为例）3.5.3含有两个手性碳原子化合物旋光性105

内消旋体：含多个手性碳原子但不具有旋光性的化合物称为内消旋体（为纯净物）。分子内有一对称面。2.含两个不相同不对称碳原子的化合物这类化合物中两个手性碳原子所连的四个基团不完全相同。内消旋体：含多个手性碳原子但不具有旋光106以氯代苹果酸为例:以氯代苹果酸为例:107非对映体：不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。分子中有两个以上手性中心时，就有非对映异构现象。立体异构体总数：2n个化合物的关系：分子式相同同一分子构造异构体立体异构体构象异构体构型异构体对映异构体非对映异构体非对映体：不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。分子中1083.5.5外消旋体的拆分

外消旋体拆分的意义：

1.对映体化合物有特定的构型,在工业特别制药工业有特殊意义。

2.在非手性条件下合成手性物质,得到的产物往往是外消旋体.

3.在非手性条件,对映体的物理.化学性质相同,用一般的方法如分馏,重结晶等达不到分离的目的。

3.5.5外消旋体的拆分

外消旋体拆分的意义：

1109同为丙酸的两个α-H的化学环境相同,被取代的概率相等.外消旋体拆分:用某种方法,将外消旋体分成纯的左旋体和纯的右旋体的过程称做外消旋体的拆分。同为丙酸的两个α-H的化学环境相同,被取代的概率相等.110拆分的方法：

1.机械分离法

巴斯特(Pasture)发现结晶洒石酸，左旋体半面结晶向左，右旋体半面结晶向右。在放大镜下，他用镊子分开两种酒石酸。这一工作开拓了对映体拆分研究的新领域。

2．生物拆分法

微生物如各种酶都是手性化合物，能将对映体中的一个化合物代谢，留下另一个化合物，达到分离目的。拆分的方法：

1.机械分离法

巴斯特(Pasture)111

其方法的缺点是只有一个异构体得到利用，另一异构体被消耗。寻找合适酶也不是件容易的事。

3．柱层析分离法

用不对称的吸附剂装柱，进行柱层析，可分离外消旋体。

4．化学分离法

这是用得最多的一种方法。

其方法的缺点是只有一个异构体得到利用，另一异构体被消耗112

第3章同分异构现象主要内容

1构造异构现象

2构象异构现象

3几何异构现象

4对映异构现象

5化合物的旋光性与旋光性化合物的拆分及合成第3章同分异构现象113第三章同分异构现象构造异构立体异构构型异构(分子中原子间的排列顺序、结合方式)(构造相同，原子在空间排布方式不同)碳架异构位置异构官能团异构顺反异构对映异构构象异构同分异构

对映异构又叫光学异构或旋光异构。它是一类与物质的旋光性质有关的立体异构。第三章同分异构现象构造异构构型异构(分子中原子间的排列顺114

关于有机化合物同分异构的几个概念

分子的结构：分子中原子互相的结合称为分子的结构，表示分子结构的化学式称为结构式。

分子的构造：分子中原子间相互连接的顺序称为分子的构造，表示分子构造的化学式称为构造式。

分子的构型：分子中原子或基团在空间排列方式称为分子的构型，表示分子结构的化学式称为构型式。

115

同分异构现象：化合物的分子式相同，分子的结构和性质不同的现象称为同分异构现象。

同分异构体：具有同分异构现象的化合物称为同分异构体。

构造异构：分子式相同，分子中原子相互连接的顺序不同称为构造异构。构造异构有四种类型。

同分异构现象：化合物的分子式相同，分子的结构和性质不同的116

3.1构造异构现象

构造异构是分子式相同，分子中原子相互连接顺序和方式不同。它包括四种类型。

碳架（骨架）异构现象官能团位置异构官能团异构互变异构

1173.1.1

碳架（骨架）异构现象

分子中碳原子相互连接的顺序和方式不同，产生不同的碳链或碳环，称为碳架（骨架）异构。

3.1.1碳架（骨架）异构现象1183.1.2官能团位置异构

各类化合物可以看成是官能团取代相应烃中的氢原子的产物。官能团取代碳架异构体中的不同氢，形成了官能团位置异构。

3.1.2官能团位置异构

各类化合物可以看成是官119例1，丁烷有两个碳架异构体，可形成四个一元醇的异构体：例1，丁烷有两个碳架异构体，可形成四个一元醇的异构体：120例2，碳环化合物也能形成官能团位置异构体。如甲酚有三个异构体：例2，碳环化合物也能形成官能团位置异构体。如甲酚有三个异构体121例3，在多官能团化合物中，官能团位置异构体，还表现在官能团间相对位置，如溴代环已烯可有三个溴代环已烯异构体：例3，在多官能团化合物中，官能团位置异构体，还表现在官能团间1223.1.3官能团异构

分子式相同，构成官能团的原子连结顺序和方式不同，形成不同的官能团，可以形成不同类化合物，构成官能团异构体。例1，分子式为C3H6的化合物，可以是丙烯CH2=CHCH3和环丙烷两个化合物。

3.1.3官能团异构

分子式相同，构成官能团的原123例2，分子式为C2H6O的化合物，可以是甲醚CH3OCH3和乙醇CH3CH2OH两个化合物。

例3，分子式为C2H4O的化合物，可以是乙醛CH3CHO、乙烯醇CH2=CH-OH和环氧乙烷三个化合物。

例2，分子式为C2H6O的化合物，可以是甲醚CH3OCH3和124例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、烯醇、烯基醚、脂环醇和环氧烷烃等六类化合物。如：分子中原子数目越多，形成官能团异构体数目也越多。异丁醛丁酮2-丁烯醇乙基乙烯基醚环丁醇1，2-环氧丁烷例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、烯醇、烯基醚、1253.1.4互变异构

在常温下，不同官能团异构体处于动态平衡之中，能很快的互相转变，称为互变异构。它是一种特殊的官能团异构。

例1，酮与烯醇间互变异构：3.1.4互变异构

在常温下，不同官能团异构体处于126例2，硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构例3，亚硝基酚与肟间互变的异构

在这些平衡混合物中，各组分是互为同分异构体，但很难分离出纯的互变异构体。

例2，硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构例3，亚硝基酚与肟间互127

构象：在常温下，分子中的原子或基团绕着单键（σ键）旋转，在空间产生了一系列不同的排列，这一系列排列称为分子的构象。每一种排列称为构象异构体。1乙烷的构象3.2构象异构现象3.2.1链烷烃的构象异构现象基本概念3.2构象异构现象128有机化合物的同分异构现象课件129

乙烷分子绕C—Cσ

键旋转，产生无数个构象异构体，其中有两个典型构象异构体，称为极限构象异构体——重叠式（顺叠式）构象、交叉式（反叠式）构象。重叠式构象交叉式构象重叠式构象交叉式构象130构象的表示方法：锯架式、立体透视式和纽曼（Newman）投影式，其中扭曼投影式最重要。

a透视式

构象的表示方法：锯架式、立体透视式和纽曼（Newman）投影131b纽曼投影式：把乙烷分子模型的C—C键的一端对着观察者，另一端远离观察者，进行投影操作，两碳原子重合。前碳用表示，后碳用表示

b纽曼投影式：把乙烷分子模型的C—C键的一端对着观察者，132227289249306构象的能量分析

非键合的两原子或基团接近到相当于范氏半径之和时，二者间以弱的引力相互作用，体系能量较低；如果接近到这一距离以内，斥力就会急剧增大，体系能量升高。一些原子或基团的范德华半径(pm)HCNOClCH3120150150140180200

乙烷的重叠式内能最高，最不稳定，而交叉式内能最低，最为稳定。这种构象称为优势构象.227289249306构象的能量分析非键合的133②.φ=60°①.φ=0°③.φ=120°④.φ=180°⑤.φ=240°⑦.φ=360°⑥.φ=300°构象的能量分析用前碳和后碳上的两个C—H键分别与C—C键确定的两平面的二面角“θ”旋转的角度表示构象。②.φ=60°①.φ=0°③.φ=120°④.φ=180°⑤134从乙烷构象可看出：①.扭转角φ由0°逐渐变到360°可得到无数个构象，它们之间差别在于原子在空间的排列不同。②.扭转角φ=0°120°240°360°为重叠式φ=60°180°300°为交叉式重叠式、交叉式构象为乙烷的两个典型构象，其它构象处于这两个构象之间。③.重叠式中两个碳原子上的C—H键相距最近，能量较高，不稳定。交叉式中两个碳原子上的C—H键相距最远，能量较低，稳定。从乙烷构象可看出：①.扭转角φ由0°逐渐变到360°可得135

能量曲线图乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构象的动态平衡混合体系，但各种构象体存在的比率不同。12kj/mol①②③④⑤⑥⑦能量曲线图乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构136

正丁烷的构象以正丁烷的C2—C3键的旋转来讨论丁烷的构象，固定C2，把C3旋转一圈来看丁烷的构象情况。在转动时，每次转60°，直到360°复原可得到四种典型构象。

其稳定性次序为：对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式

这些构象能量差18.8kJ.mol-1，室温下仍可以绕C2-C3σ键自由转动，相互转化，呈动态平衡。正丁烷的构象其稳定性次序为：这些构象能量差18.8k137有机化合物的同分异构现象课件138丁烷分子也可以绕C1—C2

和C3—C4σ键旋转产生类似的构象。相邻的两碳上的C—H键都处于反位交叉式，碳链呈锯齿状排列：丁烷分子也可以绕C1—C2和C3—C4σ键旋转产生139分子构象的作用构象影响分子间作用力等，因而影响化合物的性质（如熔点）和反应机理。注意：

这里讨论是链烷烃的构象，在分析其他类化合物构象时，在相邻碳原子上连有可形成氢键的基团时，会改变优势构象。分子构象的作用140例：CH2Cl—CH2OH的稳定构象是因为氢键的能量远大于稳定构象的能量。例：CH2Cl—CH2OH的稳定构象是1413.2.2环烷烃的构象异构现象

1.环丙烷的构象

环丙烷是三个碳原子的环，只能是平面构象，即它的构型。

尽管只有一种构象，但这个环极不稳定，主要因为：

(1)所有C-H键都是重叠构象，扭转张力大。

(2)C原子是不等性杂化或弯曲键，有“角张力”存在。3.2.2环烷烃的构象异构现象尽管只有一种构1422.环丁烷的构象

环丁烷有两种极限构象：平面式构象：像环丙烷一样，不稳定，因为扭转张力和“角张力”存在。蝶式构象：能缓解扭转张力和角张力，呈蝶式构象。通过平面式构象，由一种蝶式翻转成为另一种蝶式构象，处于动态平衡。蝶式是优势构象。2.环丁烷的构象1433.环戊烷的构象

环戊烷的构象主要是信封型和半椅型构象。两者处于平衡。因为平面构象能量较大，一般认为环戊烷采取这种构象可能性很少。E相对=kJ/mol信封式E=0半椅型E=03.环戊烷的构象E相对=kJ/mol信封式E=0半椅型E=01444.环己烷的构象(1)椅型和船型构象环己烷保持碳原子的109.5°键角，提出了椅型和船型构象。

椅型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C6和C3分别在平面的下方和平面的上方，很象椅脚和椅背，故称“椅型”。

4.环己烷的构象145船型构象船型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C3和C6在平面上方。形状象只船，C3和C6相当船头和船尾，故称“船型”。船型构象船型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C3和146H124356HHHHHHHHHHH透视式250pm124356HHHHHHHHHHHH183pm纽曼投影式CH2CH2123456HHHHHHHH1CH2CH242356HHHHHHHH椅式构象占99.9%

船式构象占0.1%一些原子和基团的范德华半径（pm）H120；C150；N150；O140；Cl180；CH3200.(优势构象)1,3-二竖键之间的作用交叉式重叠式(存在扭转张力)旗杆氢之间存在空间张力环己烷船式与椅式构象H124356HHHHHHHHHHH透视式250pm1243147

在椅型构象中,从透视式和纽曼式中可以看到：相邻的两个碳上的C—H都是交叉式构象，非键合的氢间最近距离0.25nm，大于0.24nm（正常非键合氢之间的距离）。C原子的键角109.5°。无各种张力，是优势构象，在平衡构象中约占99.9%。环己烷的椅型构象在椅型构象中,从透视式和纽曼式中可以看到148

在船型构象中，船底上四个C中C1和C2

，C4

和C5是重叠构象，有扭转张力，船头和船尾上两个伸向船内的氢（旗杆键上氢）相距0.183nm，小于正常非键氢原子间距离(>0.24nm)，有非键张力，它的能量比椅型高30kJ∙mol-1。在船型构象中，船底上四个C中C1149有机化合物的同分异构现象课件150(2)平伏键与直立键

环己烷的椅型构象中，六个碳原子分别在两个平行的平面中。C1、C3、C5在上面的平面中，C2、C4、C6在下面的平面中。一个三重对称轴，垂直于两平面。(2)平伏键与直立键151①直立键：每个碳上有一根与轴平行的

C—H键，称直立键，也称竖直键（a键）。有三根向上，三根向下。②平伏键：每个碳上有一根与平行平面成19°角的C—H键称平伏键，也称水平键（e键）。有三根向上偏19°，三根向下偏19°。③直立与平伏键转换：当从一种椅型构象翻转成另一种椅型构象时，平伏键转变成直立键，直立键变成平伏键。①直立键：每个碳上有一根与轴平行的C—H键，称直立键152a→ee→aa→e1535.取代环己烷的构象1).一取代环己烷的构象结论：一取代环己烷最稳定构象是取代基在e键上。5.取代环己烷的构象1).一取代环己烷的构象结论：一取154例：95%5%例：95%5%155R在a键和e键R在a键和e键15697%3%＞99.9%从上述三个实验事实可看出：取代基体积越大，e取代占的比例越大。97%3%＞99.9%从上述三个实验事实可看出：取代基体积157(2)二取代环己烷：二取代基的情况还要考虑顺反关系。一般是大取代基在e键上的是稳定构象。反式-1-甲基-4-叔丁基环己烷构象顺式-1-甲基-4-叔丁基环己烷构象(2)二取代环己烷：二取代基的情况还要考虑顺反关系。一般是158(3)多取代基环己烷：在确定多取代环己烷的构象时，一般是大取代基在e键上，多个取代基在

e

键上的构象稳定。①.多取代环己烷，e取代基最多的构象最稳定。②.多取代环己烷，体积较大的取代基为e型的构象最稳定。(3)多取代基环己烷：159例1：写出顺-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。（ae）（ae）（ee）（aa）稳定例2：写出反-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。例1：写出顺-1,2-二甲基环己烷的最稳定构象。（ae）（a160从例1和例2可看出：对于1,2取代反式较顺式稳定。例3：写出顺-1,3-二甲基环己烷的最稳定构象。例4：写出反-1,3-二甲基环己烷的最稳定构象。eeae从例3和例4可看出：对于1,3取代顺式较反式稳定。同理可推出：对于1,4取代反式较顺式稳定。从例1和例2可看出：对于1,2取代反式较顺式稳定。例3：写出161写出顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷的最稳定构象。写出顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷的最稳定构象。1623.3几何异构现象

构型异构：分子的构造相同，由于原子或基团在空间排列方式不同产生的异构现象，称为构型异构现象。

几何异构：分子的构造相同，原子或基团在π键平面或环状分子平面两边排列方式不同产生的异构现象，称为顺反异构现象。顺反异构是构型异构中的一种。

3.3几何异构现象

构型异构：分子的构造163CH3 CH3 H CH3 D H C=C C=C C=CH H H CH3 H C2H5Problem1:Inwhichofthefollowingcompoundsare there cis-transisomers?a

dC=Cb

e

产生顺反异构的条件

只有a≠b和d≠e时，才有顺反异构。任何一个双键碳上若连接两个相同的原子或基团，则只有一种结构.①分子中存在着限制碳原子自由旋转的因素，如双键或环（如脂环）；②不能自由旋转的原子上连接2个不相同的原子或基团。CH3 CH3 H CH3 D HP164共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同不同点：

构象异构是由于键轴旋转引起的分子不同排列形象。各构象异构体之间的相互转化不需破坏共价键，只靠键轴旋转即可完成。有无数种构象异构体。

顺反异构是由于分子中存在限制旋转的因素而引起，属于构型异构。构型异构体之间的“相互转化”是化学反应。构型异构体的数目是可数的。(2)顺反异构与构象异构的区别共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同(2)顺反165共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同不同点：

构象异构是由于键轴旋转引起的分子不同排列形象。各构象异构体之间的相互转化不需破坏共价键，只靠键轴旋转即可完成。有无数种构象异构体。

顺反异构是由于分子中存在限制旋转的因素而引起，属于构型异构。构型异构体之间的“相互转化”是化学反应。构型异构体的数目是可数的。(2)顺反异构与构象异构的区别共同点：构造相同,原子或基团在空间的排布方式不同(2)顺反1661．含>C=C<键化合物的几何异构

1）在双键两端各连有不同的两个原子或基团时，有两种排列方式；相同的原子或基团在π键的同侧为顺式异构体；相同的原子或基团在π键的两侧为反式异构体，命名时，在名称前标记“顺”或“反”。1．含>C=C<键化合物的几何异构

1）在双键两端各167

顺反异构体的命名

1.构型的顺反命名法：若两个双键碳原子所连原子或基团彼此有相同者，在同一侧称为顺式构型，在相反的一侧为反式构型。Br H Cl ClC=C C=CH CH3 CH3 C2H5反-1-溴丙烯 顺-2,3-二氯-2-戊烯顺,反-2，5-庚二烯

在含有多个双键的化合物中，主链的编号有选择时，则应从顺型双键的一端开始。CCHH3CHCH2CCHCH3H反,顺-2，5-庚二烯(错) 顺反异构体的命名Br H Cl 168

Z/E命名法的步骤:按次序规则，若两个优先基处在双键的同侧，称为Z

型，反侧称为

E型。

a

d

a

eC=C C=C

b

e

b

d

Z-型

E-型

假设：a>b,d>e2.构型的Z/E命名法Z/E命名法的步骤:按次序规则，若两个优先169反-2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯（Z）-2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯（Z）-3-甲基-2-氯-2-戊烯顺-3-甲基-2-氯-2-戊烯（Z）-1,2-二氯溴乙烯反-2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯（Z）-2,4-二甲基1703）在分子中存在多于一个双键时，分别判断每个双键的Z、E-构型。命名时，低位号者写在前，高位号者写在后，中间用逗号隔开，放括号中，写在名称之前。(2E,4Z)-3-甲基-2,4-己二烯酸

3）在分子中存在多于一个双键时，分别判断每个双键的Z、E-构1712．含C=N键化合物的几何异构

形成双键>C=C<、>C=N-和-N=N-的原子都是SP2杂化，未杂化的P轨道形成π键，阻碍了形成双键的原子绕两原子轴线旋转，使两原子上连的不同原子或基团出现了不同空间排列，即出现了顺反异构。C原子上是两个原子或基团，而N上是一个原子或基团，另一个SP2轨道中是孤对电子，在顺序规则中视为原子序数为零的“假想原子”有机化合物亚胺、肟、腙、羰基缩氨基脲等化合物分子中含C=N键，有Z、E-异构体。2．含C=N键化合物的几何异构

形成双键>C172有机化合物的同分异构现象课件1733．含N=N键化合物的顺反异构

偶氮化合物含有-N=N-键，N上两个基团在π键同侧的为顺式，或Z式，在异侧的为反式，或E式；3．含N=N键化合物的顺反异构

偶氮化合物含有-N=1743.3.2含碳环化合物的顺反异构

把环状化合物的碳环近似看作一个平面，环碳原子上的取代基在平面上、下之分，就会出现顺反异构现象。

两个碳原子上两个取代基在平面同侧的为顺（cin-）式异构体，在异侧的为反（trans-）式异构体。命名时，“顺”或“反”置于名称前：3.3.2含碳环化合物的顺反异构

把环状化合物的碳环175顺-1,3-二氯环戊烷

反-2-氯环戊基甲酸

顺-1,3-二氯环戊烷反-2-氯环戊基甲酸176

有两个以上环碳原子上各有一个取代基时，选择其中位次最低者为“参考基团”，在位号前加“r”表示，其余取代基用顺或反表示与“参考基团”的立体关系：r-1,反-2,顺-4-三氯环戊烷

反-5-氯,r-1,顺-3-环己二甲酸

有两个以上环碳原子上各有一个取代基时，选择r-1,反-1771,顺-2-二氯-r-1-环戊基甲酸3-甲基,反-3-乙基-1-氯-r-1-溴环己烷

1,顺-2-二氯-r-1-环戊基甲酸3-甲基,反-3-乙基178练习题：命名下列化合物：

练习题：179

3.4对映异构现象3.4.1含手性碳化合物的对映异构现象1.对映异构体的概念

把左手放到镜面前，左手的镜像与右手相同。左、右手的关系是实物与镜像的关系---相对映而不重合。3.4对映异构现象180手性：物质与镜像相对映而不重合的性质称为手性或称为手性征。手性分子：具有手性的分子称为手性分子或称为手征性分子。手性分子最大特征是具有旋光性。非手性分子：不具有手性的分子称为非手性分子。判断分子的手性：判断分子是否有手性，用镜子。分子与其镜像重合称为非手性分子，分子与其镜像不重合称为手性分子。手性：物质与镜像相对映而不重合的性质称为手性或称为手性征。181乳酸分子模型

乳酸分子的两个模型是实物与镜像的关系，相对映而不能重合，即乳酸分子有手性，是手性分子。乳酸分子的中心碳原子上连有四个不同的原子和基团（H，CH3，OH和COOH），具有不对称性。称为不对称碳原子或手性碳原子，用“*”表示。它是分子的不对称中心或手性中心。

乳酸分子模型

乳酸分子的两个模型是实物与镜像的关系，相对1822.手性和对称性

与分子是否存在手性有关的对称因素主要是对称面和对称中心。

（1）对称面

能把分子切成互为镜像的两半的平面，称为分子的对称面，常用（σ）表示，如下图：

2.手性和对称性183有机化合物的同分异构现象课件184（2）对称中心

若分子中有一点“i”，分子中任何一个原子或基团i点连线，在其延长线的相等距离处都能遇到相同的原子或基团，i点是该分子的对称中心。如下图：（2）对称中心

若分子中有一点“i”，分子中任何一个原子185

3.4.2手性碳的构型表示式与标记

手性碳的构型表示式：用R-S法标记。1.构型的表示式------手性碳构型表示式有三种:

球棒式：把碳原子、与碳相连的原子或基团画成球，标出化学符号，用棒表示共价键。这种表示清楚、直观、书写麻烦。

186

立体透视式：手性碳放在纸面上，粗实线或