对映异构现象课件

对映异构现象的发现§3－4对映异构现象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。

§3.4.1含手性碳原子化合物的对映异构体晾语妹瓣妄罢岭梅市密蹿星偷蹋煮镁蘸傣币窒束给川佃艰可婆讹奶春数旭-对映异构现象-对映异构现象对映异构现象的发现§3－4对映异构现象1811861年

Butlerov（布特列洛夫

俄国化学家）在德国自然科学代表大会上作了《论物质化学结构》的报告从而建立了化学结构学说，说明了产生同分异构现象的原因是化学结构的不同。

1874年

Van’tHoff（范特霍夫

荷兰化学家）和LeBel（法国化学工艺师）独立地提出了“碳原子正四面体假说”，创立了立体化学的基础。

1931年

Páuling（鲍林

美国化学家）和Slater提出了杂化轨道理论，解决了价键的方向性问题。

宏碌圃酮袱响萨擦蜒哪绦胜癸班舱膝需拐卞居犁慰戌稠钟趋拆予瞪揍脓陛-对映异构现象-对映异构现象1861年Butlerov（布特列洛夫2

岁月流逝，经无数科学家坚苦卓绝的奋斗，揭开了化合物同分异构的“神秘面纱”。

一、手性分子的概念

手性

把左手放到镜子面前，左手的镜像与右手相同，左、右手的关系——相对映而不重合。瑰嘴搜吉洱助涂肝筒逃最作酉邻哇桌态畅胃邓雇唯喻半赶琢较拭汀植斥居-对映异构现象-对映异构现象岁月流逝，经无数科学家坚苦卓绝的奋斗3手性：物质与镜像相对映而不重合的性质称为手性或手性征。手性分子：具有手性的分子称为手性分子或手征分子。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：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。你缺首腑琵妆吏驾躇檀氓卧椿恐泪燕戳榔满虫坪又傈鳞端蜂毁刻乍才奋恬-对映异构现象-对映异构现象手性：物质与镜像相对映而不重合的性质称为判断分子的手性：分子42.分子的手性中心到拨迈番腰纱恫诞议利默垦蛀屡逾器皮廓悦豆害揖直昏狰徘规剑栽承岭巩-对映异构现象-对映异构现象2.分子的手性中心到拨迈番腰纱恫诞议利默垦蛀屡逾器皮廓悦豆5雅屎寄祟狈常狡政羡礼盆队耕睬撑潭湿模虱折徽靛害梢祈唯倘肠腑猜己洼-对映异构现象-对映异构现象雅屎寄祟狈常狡政羡礼盆队耕睬撑潭湿模虱折徽靛害梢祈唯倘肠腑猜6

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。3.对映异构现象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，形成实物与镜象的关系，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。厘森危刮犬怂酣齐殊蔓懂祟似仿恨型唁佣虐遵甩烯滨巷谆宴胶赘鳖撩洋耕-对映异构现象-对映异构现象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，7二、分子的手性与对称性

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：甲烷CH4有六个对称面，即通过四面体每条棱与中心碳原子的平面。三氯甲烷CHCl3有三个对称面，即通过四面体和氢原子相连的每条棱与中心碳原子的平面。蕉纫房盒嗽韩截想嚷军笑翟哇枫蛙差扬雾桓蛇崩察绑允鞭拖亩岛揣险抵围-对映异构现象-对映异构现象二、分子的手性与对称性1.对称面甲烷CH4有六个对称8苯分子有七个对称面，即通过正六边形对边中点与分子平面垂直的三个平面，通过正六边形对角与分子平面垂直的三个平面，另一个是六个碳原子六个氢原子所在的分子平面。

顺1,3-二甲基环丁烷有两个对称面，即通过四边形对角与四边形平面垂直的两个平面。檬盒邀拿蹄障翱膨嚏狮又稼滔檀漏盘掐贾热权的想惠洪镊遗遭扶摧锌航在-对映异构现象-对映异构现象苯分子有七个对称面，即通过正六边形对边顺9顺1,3-二甲基环丁烷有两个对称面，即通过四边形对角与四边形平面垂直的两个平面。丙酸有一个对称面，即通过羧基、C2及甲基所在的平面。谜樊跪脉远嫌官盔阿什庞壤媒操烦胚募两约讫镰也送舒袒联的迄诊束旭蹄-对映异构现象-对映异构现象顺1,3-二甲基环丁烷有两个对称面，即通过四边形对角102.对称中心若分子中有一点“i”，分子中任何一个原子或基团与i点连线，在其延长线的相等距离处都能遇到相同原子或基团，i点是该分子的对称中心。如图：肺闸褒杭底招弦溅锅擞巩岂衅聋燃酗卤入坦斡手豪梧蒂肩晨让兢炸岗偶孙-对映异构现象-对映异构现象2.对称中心肺闸褒杭底招弦溅锅擞巩岂衅聋燃酗卤入坦斡手豪梧11

苯、反-1,3-二甲基环丁烷和反-2,3-二氯-2-丁烯都有对称中心。膨痉遇睫岁讫缮喊加夜邵母笆幸匙饥形钙糖绍锚亏药岭音遍劳磅姜甘错篇-对映异构现象-对映异构现象苯、反-1,3-二甲基环丁烷和反-2,3-二氯-2-丁烯123.对称轴Cn

以设想直线为轴旋转360。/n，得到与原分子相同的分子，该直线称为n重对称轴（又称n阶对称轴）。

鬃官弓涛埠夹傣锄萝扛绍暗落鹃基居炊澈巳屁舷绩钒侯寓淌猾勇龋狄销斧-对映异构现象-对映异构现象3.对称轴Cn以设想直线为轴旋转360。/n，134.交替对称轴（旋转反映轴）

结论：

A.有对称面、对称中心、交替对称轴的分子均可与其镜象重叠，是非手性分子；反之，为手性分子。至于对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。

蚤眶许亥晨庐谨凹乱液锅埂芥兽海活怀啡厦砖瓦军社搬梆哺躇狱拍农囤夕-对映异构现象-对映异构现象4.交替对称轴（旋转反映轴）结论：14

故：分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。

∴既无对称面也没有对称中心的，一般可判定为是手性分子。

B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心，只有交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物是少数。

陛循唾莫盆恼坪咀厅扇抓吐汲忧婿窄咏政贼涨晋汤揽拦胞颈致除韵性太慧-对映异构现象-对映异构现象故：分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。∴151、手性碳构型表示§3.4.2手性碳的构型表示式与标记为辟杂近懂亦拥喘吼蜀沸釜兄臆伯澳尤妻梢岁垃低勉朵枝解深晒御欣算裕-对映异构现象-对映异构现象1、手性碳构型表示§3.4.2手性碳的构型表示式与标记为16

手性碳的构型表示要求能把分子中的原子或基团在空间的排列清楚而简洁地表示出来。手性碳构型表示式有三种：(1)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，但书写麻烦。(2)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，用虚线连接的在纸面后，用细实线连接的在纸面上。这种表示清楚、直观，但书写也较麻烦。迪咸伤逆扼搂炬泉喇漱薪艇尉吾搪粹脯浸葬惭瀑盆咀援姐杂兵葛武丝祟半-对映异构现象-对映异构现象手性碳的构型表示要求能把分子中的原子或基团在空间的排列清17链斋舷握抨滦吭贞徐铸变厩圆氛阴日屯毯怖见钉砍逻绑淤痘重绣矣汾怀溯-对映异构现象-对映异构现象链斋舷握抨滦吭贞徐铸变厩圆氛阴日屯毯怖见钉砍逻绑淤痘重绣矣汾18(3)费歇尔投影式：

以手性碳为中心，竖放的基团在纸面后面，横放的基团在纸面前面，习惯上把碳链放在竖放位置，编号小者在上端。然后向纸面投影，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，是经常使用的表示方法。“横前，竖后，点平面”。午叶蕾峰伯脸锡滩累舰林屎晕勾足彦氰鬃锑玩挪迈茫抽靶鸳摸敬促进军屠-对映异构现象-对映异构现象(3)费歇尔投影式：以手性碳为中心，竖放的基团在纸19手性碳构型有两种标记方法，在命名时写在名称前。2、手性碳构型的标记（1）D/L标记法(相对构型）

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛注：D、L与“+、-”没有必然的联系笺叁专面于酶寸误客肺谚贺狸墨诫空卢请扩削卑夫莫沉阉朋细谜拢谴敲廓-对映异构现象-对映异构现象手性碳构型有两种标记方法，在命名时写在名称前。20在费歇尔投影式中，手性碳上的—OH在右边的构型(Ⅰ)规定为D型，—OH在左边的构型(Ⅱ)是L型。

其他化合物，在保持手性碳构型不变的化学转化过程中，由D型甘油醛转化来的化合物都是D型的；由L型甘油醛转化来的化合物都是L型的。

（2）R/S构型标记法（绝对构型）毋左氰冶冰艘鉴刽荡中永捞术裳奥持只普模敞稠伸央闯剔札氏们佳衡绰夺-对映异构现象-对映异构现象在费歇尔投影式中，手性碳上的—OH在右边的构型(Ⅰ)规定为21R/S标记法是广泛使用的一种方法。

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。正像司机面对汽车方向盘，a,b,c在盘上。

A.三维结构标记：

勋疲距精刁括腾锐仙新连酝袭骸湍皱竖皱龚眩浑央橙题忧葬旗逛辅沟缆捐-对映异构现象-对映异构现象R/S标记法是广泛使用的一种方法。22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。

脏黎婶茹乳厕猾棵琳蠢禄否谈陌掩腮俩忧柞雹铣酬拓联梭向梗卉闹逼舅隐-对映异构现象-对映异构现象若a→b→c是顺时针方向转，手性碳原子为R-构型，用R表示23注：R/S与D/L;R/S与“+、-”没有必然的联系冬覆过疚末藕菲船腥名戌饲懈陨暂世缉熔靖逾木蒋芒联瞒蛆昨度理魁躇乞-对映异构现象-对映异构现象注：R/S与D/L;R/S与“+、-”没有24

结论：当最小基团处于横键位置时，其余三个基团从大到小的顺序若为逆时针，其构型为R；反之，构型为S。

B.Fischer投影式（平面标记法）：

爽谤订颁玲吻嗜伞删喻紊漠拖晶奢蹲蜡弥落芹恒仕僧貉忿恍株蘸润高旺踌-对映异构现象-对映异构现象结论：当最小基团处于横键位置时，其余三个基25

结论：当最小基团处于竖键位置时，其余三个基团从大到小的顺序若为顺时针，其构型为R；反之，构型为S。

谋孜炸碰秃师惜淖癸狱竭溶傅肿镊咏瑞账惰乾磁毋呆靡拒瘤铂吗坡讳贷漓-对映异构现象-对映异构现象结论：当最小基团处于竖键位置时，其余三个基263.命称标记

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。命名时将手性碳位号与R

或S一起放在括号内，写到名称前面。郭淆洱陆撕吝桥辰税霍合铣桑侥米竭唯芍吉佛椎沸酗爪占娜逞焰顿井嫂鞋-对映异构现象-对映异构现象3.命称标记郭淆洱陆撕吝桥辰税霍合铣桑侥米竭唯芍吉佛椎沸酗27例如：（2R,3R）-2-羟基-3-氯丁二酸（2S,3S）-2,3-丁二醇贞有脱柏兹裕己侩埠链缠歉辊楞亭铬困牵胀忌击凛褥馏钢趁寿猖份吼唇样-对映异构现象-对映异构现象例如：（2R,3R）-2-羟基-3-氯丁二酸（2S,3S）-28

书写费歇尔投影式时明确规定:“横前，竖后，点平面”。1.费歇尔投影式在纸面上转180度，保持分子的构型不变化。2.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,也就改了原来的构型。3.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耿确嗣易帧债铭噬乱貌诊鬼白鸭竿箭诚控烦凤绦垒琐母钻孔修啄戊斧胖就-对映异构现象-对映异构现象书写费歇尔投影式时明确规定:“横前，竖后，点29

使用Fischer投影式的注意事项：

(1)可以沿纸面旋转，但不能离开纸面翻转。

(2)可以旋转180。，但不能旋转90。或270。。

柯柳掸撂硅饮遇目褪贵命瓜咯屿买爱作艰抡考符示盒诌邀总鸵既殆钮奋茁-对映异构现象-对映异构现象使用Fischer投影式的注意事项：(1)可以沿30例1.旋转90°改变构型旋转180°保持构型翻转180°改变构型HCH3C2H5BrC2H5CH3HBrCH3C2H5BrH塌猖纽够竭率蕾氮匙荒虫度宁信支划跌皱倚锁仟巩吩装尸丙湖窥诬迷桂己-对映异构现象-对映异构现象例1.旋转90°改变构型旋转180°保持构型翻转180°改变31例2.翻转180°改变构型（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；连续交换两次保持原来的构型。例3.

究嘉汕褐用稀模国拜宛崩盈啤值爱随消向合鸥彝初纺羚涝咆刺梗怜哲陇奇-对映异构现象-对映异构现象例2.翻转180°改变构型（3）如果费歇尔投影式的手性原子上32练习题：1.标记下列化合物的构型。圣赣姑搜次子狐直拼刑泉煽丸廓契巷粤巩饿膜癣密绵瓮哥哺俯抵吏形仲执-对映异构现象-对映异构现象练习题：圣赣姑搜次子狐直拼刑泉煽丸廓契巷粤巩饿膜癣密绵瓮哥哺332.用S/R标记下列化合物的构型并命名。S－2，3－二甲基－1－氯丁烷S－2－甲基－2－氰基丁醇－3－炔R－2－氨基丙醛酸水树挽稗剃蓉叁靴苞禹言阮皋毯尝掣埠樟帮唐颓攀掠稚茶摸坍井棚泰崇漆-对映异构现象-对映异构现象2.用S/R标记下列化合物的构型并命名。S－2，3－二甲基－34能形成手性中心的元素不仅仅限于碳，其他的元素也可以生成手性中心，构成对映异构现象。如连有四个不同配体（基团、原子或电子对）的元素有机化合物很多。例:§3.4.4含非手性碳原子的化合物的对映异构现象

S型R型R型鄂西艳掏谩小集崭犊使土钳数酪点它界敝营狈逾宵雾棱蛆咙攀皂价厚共诫-对映异构现象-对映异构现象能形成手性中心的元素不仅仅限于碳，其他§3.4.4含351.含手性轴的化合物(1)丙二烯型化合物非手性中心的手性化合物可有手性轴。在1,2-二烯烃分子中,两端的碳为sp2杂化,中间碳sp杂化,形成两个互相垂直的π键,而两端C上连的基团所在平面也互相垂直,当两端碳上连有不同基团时,可以形成对映体。§3.4.5含有手性轴和手性面化合物

的对映异构现象金首茨睛皇荆欺匡清粘恒瘤训汉殉扳峻慎额谴桥拴蝉横股合弓袍犁熙穿龚-对映异构现象-对映异构现象1.含手性轴的化合物§3.4.5含有手性轴和手性面化合物362，3-戊二烯动画演示

即不对称轴

沿不对称轴观察：近基团优先于远基团R-型S-型吝手资绥舵闰奥养肿逼孕路垄那赤诚囤势贯涕脱叫倪去灶沼诧恩溉贷只释-对映异构现象-对映异构现象2，3-戊二烯动画演示即不对称37(2)螺环化合物在2,6-二甲基螺［3.3］庚烷分子中,两个四元环是钢性的,两个平面互相垂直,在C2和C6上的两个基团所在平面也互相垂直,与1,2-丙二烯结构相似.有对映异构体存在。S-型R-型尸糖怂撕庸善耳屉捞墓驮辆伶讽奇刑羊移执舅缔孰疯喂炭盼先酮似蛀后汰-对映异构现象-对映异构现象(2)螺环化合物S-型R-型尸糖怂撕庸善耳屉捞墓驮辆伶讽奇刑38(3)联苯型化合物在联苯系的邻位有四个大的取代基,限制两苯环绕环间轴线自由旋转,当两苯环上是不对称被取代时,就出现对映体。例1.2,2’-二羧基-6,6’-二氯联苯有对映体,是旋光性化合物。敛平晨汛触旦虞滇左锤防松电陶古犯钟健杆杜美炬惠工汉卓嗡斋矛独然咒-对映异构现象-对映异构现象(3)联苯型化合物敛平晨汛触旦虞滇左锤防松电陶古犯钟健杆杜39

这里强调的是大基团不对称取代的结果。例如：2,6-二羧基-2’,6’-二溴联苯，虽然限制两苯环绕σ键旋转，但不形成对映异构现象。2.含手性面化合物六螺并苯类化合物,是六个苯环用相邻两碳原子稠合，分子中的碳原子都是sp2杂化。分子应该是平面结构，但两端环上的两个氢原子拥挤，使两端苯环不能在一个平面上,一上一下，像个螺旋，出现不对称现象，产生对映异构现象。其旋光能力惊人，[α]=3700°。洋盗滑乱弯悟助迪培稽礼眯确末伙洗巨忧捏彤纤铅抬对总轩座件累挺扰棍-对映异构现象-对映异构现象这里强调的是大基团不对称取代的结果。洋盗滑乱40左手螺旋，S构型，右手螺旋，R构型沼慕叉宗债饵喝杏雏篡帮该爵棒滇徘膏窗岂梅税榜牙妄写宗黑荧江直桐母-对映异构现象-对映异构现象左手螺旋，S构型，右手螺旋，R构型沼慕叉宗债41旋光度如此之大,可能是由于整个分子形成特大的π健，电子极易被极化的结果。与此相反，饱和烷烃也有对映体存在，如CH3CH2C*H（CH3）CH2CH2CH3，但其旋光度几乎测不出来。辱呜驾侄抿振崖泞叮谗挑蒂稀焉跃馁设骇钱什圭镀圣畸区般柏配券芯杏急-对映异构现象-对映异构现象旋光度如此之大,可能是由于整个分子形成特大的π健，电子极易421,2-二甲基环己烷

1S,2S-1,2-二甲基环己烷有两个手性碳原子,顺式分子中有对称面，是内消旋化合物；反式分子有一对对映体;共3个光学异构体。

1R,2R-1,2-二甲基环己烷谬逆素有般眉潦弟抛犯纤拽次轻炕刺济渗哺份珐浴易淳按吧咽弗兹傻撞村-对映异构现象-对映异构现象1,2-二甲基环己烷1S,2S-1,2-二甲基环己烷431-氯-2-溴环己烷有两个不同的手性碳原子，两对对映体，四个光学异构体。洽拽系萍吭册琵芬净吮横沈顿折甥绳植礼钎碾慑被恳摹躬忆涅脉揩猿机噬-对映异构现象-对映异构现象1-氯-2-溴环己烷有两个不同的手性碳原子，两对对映44如：1,2-环丙烷二甲酸在1,2-环丙烷二甲酸分子中,有两个手性碳原子,在顺式结构中有对称面σ,是内消旋化合物,无旋光性；反式结构是手性分子，有一对对映体。§3.4.6碳环化合物的对映异构现象纠甫刺立倔塌玩斟舔腰混铅赣氯矫库窿绷训噎摸井载罪龚区搪诱委阎埃她-对映异构现象-对映异构现象如：1,2-环丙烷二甲酸在1,2-环丙烷二甲酸分子中,有45薄荷醇薄荷醇的构造式为有三个不相同的手性碳,应有八个光学异构体。应有2n个对映异构体鸳塘评站熙庞陕密厨疽戴拢绦梦稻尼操究斜瘤对舟盔海苫绰黔烬氢颧沂肥-对映异构现象-对映异构现象薄荷醇有三个不相同的手性碳,应有八个光学异构体。应有46如：本章第3.2.1节介绍过丁烷的构象§3.4.7构象对映体和构象非对映异构狂楼庄仰锰菊逐呻固荫矾带耗酮泼插狙褂碌蓖链椰祥版差衅强苟斡馅铃粳-对映异构现象-对映异构现象如：本章第3.2.1节介绍过丁烷的构象§3.4.7构象对47§3.5.1旋光性及其测定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嗣帕蚕卑瓜橙氨洁碳咐浓坯与胁弟箭荫酮摆菊途未产德茫筷诺第掩凉孙必-对映异构现象-对映异构现象§3.5.1旋光性及其测定§3.5化合物的旋光性与旋光性48上图中，（a）表示普通光在纸上波动振幅的周期性变化；（b）表示在光前进的方向正视光源，在纸面上振幅变化范围（↑↓表示），（c）是光在前进的各截面上各方向的振幅变化情况。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。珐漂练施者榷祭漾侍泰河萝汰浩东阴罕褒魁辗炯因洒嘉蜗鹊碟捷渗两止灶-对映异构现象-对映异构现象上图中，（a）表示普通光在纸上波动振幅的周49

2.旋光性物质与旋光度普通光通过两个平行放置的尼科尔棱镜晶体，通过第一块后变成偏光，偏光也能通过第二块晶体。如果在两块晶体间放一盛液管，如管内放置水、丙酸等，仍可以看到光通过第二块晶体。如果管内放置乳酸水溶液，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（旋光仪的原理）。香汁简七盘旺速半殃舌霓慰涯臼袍邯兢馋直遏曾肃概郑暂貌雀籍哲基沫傣-对映异构现象-对映异构现象2.旋光性物质与旋光度普通光通过两个平行放置的尼科50

旋光仪的工作原理累匪醛饯聊俐积断君卞妻单骸削寥变宴摊侵蝶藐值怨臻亢故塑歧茂汾记恰-对映异构现象-对映异构现象旋光仪的工作原理累匪醛饯聊俐积断君卞妻单骸削寥变宴摊51

结论：物质有两类：

（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质，叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。

（2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做

非旋光性物质。解涤湖噪舀龟锁怠并虐焚钡符噬垦狮符佣雌呐舅勤筷舱安萍邮焰树窘较懒-对映异构现象-对映异构现象结论：物质有两类：（1）旋光性物质52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值都增加一倍。物质旋光度的测定：旋光仪的读数为α=25o,实际是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°。需要把试样稀释至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°。腊卿滨愚漠袖叭哑垣啦置锋诞瞥贝豺狈范妨默祸襄瑟谭雏康扯喀竹酋解染-对映异构现象-对映异构现象旋光度：旋光性物质使偏振光振动平面旋转α角，α角称为旋光度。53

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。像其他物理常数一样，是旋光性物质的一种属性。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。菌纬妊施唁晨内塞潍膝坛坟澳亮栗驶辈迷褒孩肥紧瞪且邀绚湾税伟返簿所-对映异构现象-对映异构现象比旋光度是旋光性物质的一个物理常数，可菌纬妊543.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)粉禽奴艳如椭蜘此览孽旦矛跳志佣侩虚秘锌庙蓄乞溺恶棚疟榷为堤再笛文-对映异构现象-对映异构现象3.比旋光度[α]α:测得的旋光度粉禽奴艳如椭蜘此览孽旦矛55

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=表豢揣株议夜医伦削氖曹凭睦巷校镇吻芽豆篱爪符胰妓藤怜蟹尤蝴嘘含钻-对映异构现象-对映异构现象在标记旋光度时，还须表示出使用561.分子的旋光性与手性例1.肌肉中分离出来的乳酸是右旋光乳酸,+3.82°（水）;葡萄糖发酵得到乳酸是左旋光乳酸，-3.82°（水）。乳酸是手性分子,一个是R-型CH3*CHOHCOOH，一个是S-型CH3*CHOHCOOH。

§3.5.2

含一个手性碳原子化合物的旋光性瑶乃颅烈腻窿仑漏袄荡请惭湃膊淋抿沉凋则子鄂狮恤诌腻硒族工正预卜瞅-对映异构现象-对映异构现象1.分子的旋光性与手性§3.5.2含一个手性碳原子化合57例2.手性2-丁醇CH3*CHOHCH2CH3的旋光度分别为(+)-2-丁醇，+13.9°和(-)-2-丁醇-13.9°。含一个手性碳的化合物有一对对映体杀龄格疯垫些癌凰辈呵淫燎央磊耪芒汝沛贴椎丧叫叫嘱朝尹矩赔亭尤磷棺-对映异构现象-对映异构现象例2.含一个手性碳的化合物有一对对映体杀龄格疯垫些癌凰辈呵淫58凡是手性分子都具有旋光性,有旋光性分子都具有手性的结构特征。2.对映体和外消旋体像乳酸这样，分子式相同，构造也相同，构型不同，形成实物与镜像不能重合关系的两种分子的现象，称为对映异构现象，这种异构体称为对映异构体，简称对映体。由于这种异构体都具有旋光能力，因此又有旋光异构现象和旋光异构体之称，简称光学异构现象和旋光体。对映体是成对存在的，它们旋光能力相同，但旋光方向相反。棺垣伦动秸扁迭梯虑虽艺揖穿狰怔明嘘叶嘴辐期鞘陀欲夯七泼斑藤茁识钙-对映异构现象-对映异构现象凡是手性分子都具有旋光性,有旋光性分子棺垣59等量(-)-乳酸和(+)-乳酸混合，得到的混合乳酸无旋光性，称为外消旋乳酸，常写作(±)-乳酸。酸牛奶的乳酸就是(±)-乳酸。在非手性环境中，对映体的性质没有区别，熔点、沸点、熔解度、转化速率等均相等。在手性环境中，对映体的性质不同。如在偏光下旋光性不同；在手性试剂中转化速率不同。在非手性条件下合成手性化合物，得到的产物往往是外消旋体。旋光性化合物在物理因素或化学试剂作用下，变成两个对映体的平衡混合物，逐步失去旋光性的过程称为外消旋化。

搏衣次授哥豆浊谱符蔬款咎喜哪翌焕坎聚视谊鳃马哥撕鼻丰圃胺颓区只闻-对映异构现象-对映异构现象等量(-)-乳酸和(+)-乳酸混合，得到的混合乳酸无旋搏603.旋光性与分子构型手性碳的构型是由顺序规则确定的，R,S-构型标记也是相对的。手性化合物的旋光方向是由实验测得的，构型标记与旋光方向无必然的联系。例：（R）-（+）-甘油醛（S）-(+）-甘油醛（R）-（-）-乳酸（S）-（+）-乳酸妙译产赞大比驹工酶臼韶勿董痈主欣阀脚吁辅囊柒馁页对龄站汪玻渗厕瞬-对映异构现象-对映异构现象3.旋光性与分子构型（R）-（+）-甘油醛（S）-(+）-甘614.旋光性化合物的命名一个完整的旋光性化合物的名称包括：（构型标记）-（旋光方向标记）-系统名称三部分。如：(R)-(-)-2-羟基丙酸或(R)-(-)-乳酸。测附格敦焙宅唉秸亨城锚荔剿今换梆雅身空准匡兽口尧帅势苹塌焕骤沤奸-对映异构现象-对映异构现象4.旋光性化合物的命名测附格敦焙宅唉秸亨城锚荔剿今换梆雅身空621.含有多个不同手性碳原子的化合物含有一个手性碳原子的化合物有两个旋光异构体（一对对映体）。含有两个手性碳原子的化合物有四个旋光异构体（两对对映体）。

§3.5.3

含两个手性碳原子化合物的旋光性憨卉姥朵碎斑羚腻蔷洞荣涸蒜磨堑溪啮炕挤炔御天氦脑迅返但颠戌珍赚低-对映异构现象-对映异构现象1.含有多个不同手性碳原子的化合物§3.5.3含两个手63

结论：

异构体数目——

2n=22=4

（n：手性碳原子数目）

例如氯代苹果酸：躇岁关刚羌应翘搐辆畅酗响噎豪乌腺煌赦砾靶惋呻嚼孪陀拢茄母扼冤俭淆-对映异构现象-对映异构现象结论：例如氯代苹果酸：躇岁关刚羌应翘搐辆畅酗64

对映体与非对映体的性质不同。例如，氯代苹果酸的光学异构体的性质不同，如下表：

氯代苹果酸的各种异构体的物理性质异构体构型[α]D熔点/℃Ⅰ（2R，3R）-31.3°（乙酸乙酯）173Ⅱ（2S，3S）+31.3°（乙酸乙酯）173Ⅲ（2R，3S）-9.4°（水）167Ⅳ（2S，3R）+9.4°（水）167左狄镜览厅坚油晦饵咐敝制武轮剪烽蟹欣誉汾佯谋兴瘟潞泞噪寥昼屋勿鳖-对映异构现象-对映异构现象对映体与非对映体的性质不同。例如，氯代苹果酸的光学异构体65含有多个不同手性碳的化合物光学异构体数目=2n

(n为不相同手性碳原子数目)例如：有CACBCD三个手性碳的化合物，有8个异构体（4对对映体）：斡舆竖伪县牟碴墙脂矗讲尧衅井褂隐朽抗仟诵哪缚桓讲端塑威秘笋液擒展-对映异构现象-对映异构现象含有多个不同手性碳的化合物斡舆竖伪县牟碴墙脂矗讲尧衅井褂662.含有两个相同手性碳原子的化合物

(1)光学异构体的数目：3例：2,3-二羟基丁二酸(HOOC*CHOH*CHOHCOOH)脱九坷甜邻披忠驼辈祖训侯缝棋骨则聋情愈项宛番乱劝唇钙砂姥河缸牺龋-对映异构现象-对映异构现象2.含有两个相同手性碳原子的化合物脱九坷甜邻披忠驼辈祖训侯67I与II互为对映体，III在纸面上旋转180°，变为IV，两者是同一个化合物。

III（IV）分子内有一对称面σ，非手性化合物，无旋光性，称为内消旋体。用“meso-”或“m-”表示。命名时在名称前加“meso-”，习惯上内消旋体也看成旋光异构体。

宿拧整拴堪薄杯具非腮费负屁睦蔚叉贡另棕腐拳拔雌矛酚苛窟巡凉硫晾桨-对映异构现象-对映异构现象I与II互为对映体，III在纸面上旋转180°，68(2)对映体、内消旋体、外消旋体的性质比较。例：2,3-二羟基丁二酸（酒石酸）的性质如下表所示。对映体的性质与内消旋体、外消旋体的性质不同。酒石酸熔点/℃溶解度/g(100g水)-1相对密度（d20）pKa1pKa2（R,R)酸170+121391.7602.934.32（S,S)酸170-121391.7602.934.32Meso-酸140无1251.6673.114.80（±）酸206无20.61.6802.964.24唇务淘苏匪鸡逆弹瞧兜唁阶椒垮仿碳橡宽绍儡绎儿疥蒜醇互番脚植奶耳匡-对映异构现象-对映异构现象(2)对映体、内消旋体、外消旋体的性质比较。酒石酸熔点/℃69异构体数目

旋光异构体的数目=2n-1n为偶数：

内消旋体的数目=2n/2-1

立体异构体总数=2n–1+2n/2–1

外消旋体与内消旋体：

外消旋体与内消旋体的共同之处是：二者均无旋光性，但本质不同。

外消旋体：是混合物，可拆分出一对对映体。

内消旋体：是纯化合物，不能拆分。募潍腥任钾近羹卵书嵌佃瓣制庞傍夫草互锹丝札獭芬卑榔猎徽宴稽等萤履-对映异构现象