2016上有机课件终极版

本章要点：1.掌握手性与手性分子，旋光度与比旋光度、对映体及非对映体、内消旋体及外消旋体等基本概念；2.掌握分子的对称性与手性的关系；3.熟练掌握费歇尔投影式的写法；4.熟练掌握手性碳原子构型的标记法。（D/L及R/S)。第四章

对映异构同分异构构造异构立体异构

构型异构构象异构顺反异构对映异构碳架异构位置异构官能团异构互变异构光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。一物质的旋光性1、偏振光和旋光性

在光前进的方向上放一个尼科尔（Nicol）棱镜，只允许与棱镜晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱镜，而在其它平面上振动的光线则被挡住。只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。旋光性

：能使偏振光偏振面旋转的性质叫做旋光性。能使偏振光振动平面向右旋转的物质称右旋体(+)，能使偏振光振动平面向左旋转的物质称左旋体(-)，使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度，用α表示。具有旋光性的物质称为旋光性物质（光活性物质）。2、旋光度和比旋光度

测定化合物的旋光度用旋光仪。旋光性物质使平面偏振光的振动面偏转的角度称为旋光度，用α表示，单位是度（°）。旋光性物质的旋光度的大小决定于该物质的分子结构，并与测定时溶液的浓度、盛液的长度、测定温度、所用光源波长等因素有关。为了比较各种不同旋光性物质的旋光度的大小，一般用比旋光度来表示。比旋光度与从旋光仪中读到的，与旋光度关系为:在相同的测定条件下，对每一种旋光性物质来说，比旋光度是一个固定的值，是旋光性物质的一个特征物理常数。为旋光性物质的旋光度；ρ是旋光性物质的质量浓度，单位gcm-3；如果样品为一纯液体，则以其密度来代替，单位gcm-3；l为盛液管长度，单位dm；是所用光源的波长（D表示使用钠光源，波长为589nm）；t为测定时的温度。二对映异构体的基本概念1、对映异构体和手性分子（1）手性（手征性）互为镜像，且不能重合的特性称为手性。（2）手性碳原子与四个不相同的原子或基团相连的碳原子叫手性碳原子。（3）手性分子任何一个不能和它的镜像完全重叠的分子，就叫手性分子。----旋光活性，光学活性物质。有机化学中，手性原子还有手性硅原子、手性硫原子和手性氮原子等。手性中心*bdacCa≠b≠c≠d乳酸（4）对映异构体互为实物与镜像关系，但不能重叠的异构体，称为对映异构体，简称为对映体。2、分子的手性和对称性手性与分子的对称性有关。考察一个分子是否有对称性，可以看它是否有对称面或对称中心的对称因素。无对称因素--－-不对称分子-----手性分子-----旋光活性¤对称面---分子中所有的原子都在一个平面内，或是通过分子的中心，可以用一个平面将分子分成互为实物和镜像的两半，这种分子就具有对称面。¤对称中心---分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果在离P等距离的直线两端有相同的原子或基团，则P点为分子的对称中心。P一般来说，不含对称面或对称中心的分子，都是手性分子。¤对称轴---分子中有一条假想的直线，当分子以这条直线为轴旋转360°/n后，得到的分子的形象与原来的分子相同，这条直线就是n重对称轴(Cn)。三对映异构体的平面表示方法1、模型图式

2、透视式（楔形式）模型图式相当于分子球棒模型的照片楔---前；虚---后；实---平面3、费歇尔投影式费歇尔投影式是将立体模型按一定方式放置，投影到平面上而得到的平面形象。投影方法：把手性分子的球棒模型放在纸面前，将手性原子所连的两个价键竖立并指向后方，另外两个价键就会在水平方向并指向前方，用垂直于纸面的光线照射，得到的影子即为费歇尔投影式。横---前；竖---后

书写的规定：●横、竖两条直线的交叉点代表手性碳原子，位于纸平面。●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。●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。注意：

①投影式是用平面式来表示分子三维空间的立体结构。②

Fischer投影式不能离开纸面翻转。④Fischer投影式中基团交换偶数次构型不变。③

Fischer投影式可以在纸面旋转1800四对映异构体构型的标记1、相对构型和绝对构型X-射线测定了酒石酸钠铷的绝对构型2、D/L(相对构型）标记法

以甘油醛为标准物质。规定：甘油醛的Fischer投影式中，手性C上的羟基在右边的表示右旋甘油醛，构型定为D型；羟基在左边的表示左旋甘油醛，构型定为L型。D-（-）乳酸

L-（+）乳酸Ｄ构型不一定是右旋，也不一定是左旋。构型与旋光方向之间没有简单的联系。

方法是：首先按次序规则，将与手性C相连的4个原子或基团按优先次序大小排列成序（如ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ）。然后让次序最小的原子或基团（ｄ）远离观察者（向最小基团方向观察）若ａ→ｂ→ｃ的排列次序顺时针为R,逆时针为S。3、Ｒ/Ｓ（绝对构型）标记法

根据化合物的实际模型或投影式就能判定构型。◊根据实际模型：

abcd观察方向优先顺序a>b>c>da>b>c，顺时针，其构型为R-型◊直接确认Fischer投影式的R、S构型的规则为：●d处于横键的左右端时，a→b→c顺时针方向排列的为S-构型，逆时针方向排列的为R-构型。●d处于竖键的上下端时，a→b→c顺时针方向排列的为R-构型，逆时针方向排列的为S-构型

R-甘油醛S-甘油醛

bbadcdacR-S与D-L比较①均表示构型,R-S绝对构型，D-L相对构型②含有多个不对称碳原子时,D-L以最后一个不对称碳原子的构型来定,R-S每一个都需标明。

③D-L表示法与Ｒ-Ｓ表示法没有对应关系

(2S,3R)-2,3-二氯戊烷（一）具有一个手性碳原子的化合物的对映异构乳酸连在手性碳原子上的4个原子或基团，在空间有两种排列方式，即两种构型。五、具有手性中心的分子互相呈实物与镜像的关系，它们的熔点、沸点、密度等相同，酸性相同，一般化学性质相同，比旋光本领也相同，只是旋光方向相反。这样的异构体叫对映异构体。简称对映体。（+）-乳酸（-）-乳酸●左旋体和右旋体的旋光角度相同，旋光方向相反，所以等量的左旋体和右旋体组成的体系，没有旋光活性，这种体系叫外消旋体，用(±)表示，是混合物。●对映体使偏振光的振动平面旋转的角度相同，方向相反，用(-)-乳酸和(+)-乳酸表示。（二）含有两个和两个以上手性碳原子化合物的对映异构1、具有两个不相同手性碳原子的化合物2-羟基-3-氯丁二酸有n个不同的手性碳原子的分子，对映异构体的数目2n

含两个不相同手性碳原子的化合物，存在4个旋光异构体，可组成两对对映体(2S，3R)（2R，3S）（2S，3S）（2R，3R）

对映体对映体非对映体非对映体：不呈物体与镜像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。非对映异构体的特征：1°物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。2°比旋光度不同。3°旋光方向可能相同也可能不同。4°化学性质相似，但反应速度有差异。旋光异构体：3个（一个内消旋体）2、具有两个相同手性碳原子化合物的对映异构酒石酸(2R，3R)(2S，3S)(2R，3S)(2S，3R)对映体非对映体同一物质，内消旋体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。m-酒石酸(meso)内消旋体内消旋体:分子中含有多个手性碳原子，而分子内部有一对称面，将偏振光的影响相互抵消而无光学活性的化合物为内消旋体。1、2-5元环的二取代物对映体顺反异构和对映异构有时同时存在。六环状化合物的对映异构1,2-二甲基环丁烷、1,2-二甲基环戊烷以及1,3-二甲基环戊烷的对映异构的情况和1,2-二甲基环丙烷的情况类似。1,3-二甲基环丁烷不管顺式还是反式的异构体都存在对称面，分子中也没有手性碳原子存在，都不是手性分子。2、1,1-二甲基环己烷和1,4-二取代环己烷分子中没有手性碳原子（有对称面），不是手性分子，无对映异构现象。3、1,2-二甲基环己烷不仅有顺反异构，也有对映异构。顺-1,2-二甲基环己烷

无对映异构体，无旋光性反-1,2-二甲基环己烷有一对对映异构体3、1,3-二甲基环己烷不仅有顺反异构，也有对映异构。无手性对映体判断取代环烷烃的手性问题，一般不用进行构象式分析，用平面结构式分析就能得出正确的结论。一对对映体七、不含手性碳原子化合物的对映异构

1、丙二烯型分子a=b或d=e，分子中存在对称面，不存在对映异构体ab，de，存在对映异构体2、联苯型分子含手性碳原子的化合物不一定有旋光性，不含手性碳原子的化合物不一定无旋光性。八、对映异构体的性质物理性质方面：对映异构体旋光方向相反，其它物理性质都完全相同。非对映体之间，旋光性能不同，其它物理性质也不相同。外消旋体和内消旋体无旋光性，其它物理性质和相应的左旋体或右旋体相比也有差异。在化学性质方面：

对映异构体与非手性试剂的作用是完全相同的。与手性试剂作用时，或在