有機(jī)化學(xué)立體異構(gòu)

有機(jī)化學(xué)立體異構(gòu)第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六同分異構(gòu)結(jié)構(gòu)異構(gòu)（構(gòu)造異構(gòu)）立體異構(gòu)順反異構(gòu)旋光異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)酮式-烯醇式互變異構(gòu)第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六

第一節(jié)順反異構(gòu)

一、順反異構(gòu)及其產(chǎn)生條件

延胡索酸失水蘋果酸（反式構(gòu)型）（順式構(gòu)型）結(jié)構(gòu)式：HOOCCH=CHCOOH溶解度：0.7g/100mL7.8g/100mL熔點：300℃130℃立體結(jié)構(gòu)：

HOOCCH=CHCOOH第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六分子式相同，原子或原子團(tuán)的排列順序也相同，但分子中原子或原子團(tuán)在空間的排布不同，即構(gòu)型不同。這樣的立體異構(gòu)稱為順反異構(gòu)。相同或相似的基團(tuán)處于雙鍵的同側(cè)稱為順式(cis)構(gòu)型，處于異側(cè)的稱為反式(trans)構(gòu)型。第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六HC=CHHHHC=CHCH3CH3HC=COHCH2CH3CH3HC=COHCH2CH3CH3第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六反-1,2-二甲基環(huán)丙烷

順-1,2-二甲基環(huán)丙烷環(huán)狀化合物中也可存在順反異構(gòu)：第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六所以順反異構(gòu)體形成的條件：1．分子中存在著限制碳原子自由旋轉(zhuǎn)的因素，如雙鍵或環(huán)的結(jié)構(gòu)。2．不能自由旋轉(zhuǎn)的碳原子連接的原子或原子團(tuán)必須是不相同的。缺一不可第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六1、確定每個碳上連接的兩個原子或原子團(tuán)的優(yōu)先順序。2、兩個優(yōu)先順序大的基團(tuán)在雙鍵同側(cè)者為Z-構(gòu)型，在異側(cè)者為E-構(gòu)型。Z-構(gòu)型

E-構(gòu)型命名方法：

二、Z－E命名法

Z：共同，E：相反第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六順-2-氯-2-丁烯反-2-丁烯酸順-2,3-二甲基-2-戊烯醛E--2-氯-2-丁烯E--2-丁烯酸Z-2,3-二甲基-2-戊烯醛第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六順反法和Z－E法是兩種不同的命名方法，順=Z,反=E順，E順，Z第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)旋光異構(gòu)

酒石酸鈉銨一、物質(zhì)的旋光性1848年，L.Pasteur旋光性不同第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六1平面偏振光普通光線平面偏振光尼科爾棱鏡普通光線的振動平面（無數(shù)個）平面偏振光的振動平面（1個）第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六旋光管旋光管旋光性物質(zhì)使平面偏振光振動方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。無旋光性乙醇,阿斯匹林有旋光性乳酸,葡萄糖2旋光性第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六右旋體（+）或d左旋體（-）或l第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六起偏棱鏡檢偏棱鏡3旋光度和比旋光度偏振光的振動面被旋光性物質(zhì)所旋轉(zhuǎn)的角度。旋光儀旋光度(α)：第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六比旋光度([α])

單位濃度和單位路徑長度的旋光度。比旋光度是旋光性物質(zhì)的物理參數(shù)，與熔點、沸點一樣，可區(qū)別和鑒定不同的旋光性物質(zhì)。第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六二、產(chǎn)生對映異構(gòu)的原因1．旋光性與手性分子分子的手性是產(chǎn)生旋光異構(gòu)的根本原因第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六手性

就像人的左右手，看起來非常相似，但不完全相同，兩者互為鏡像，但不能完全重疊的特性。

第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六2．手性分子的結(jié)構(gòu)特征

手性碳原子(C)

與4個不相同的原子或原子團(tuán)相連的碳原子*含手性碳，不含有手性碳，手性分子非手性分子

★

含有一個手性碳原子的分子一定是手性分子。第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六有對稱面的分子為非手性分子①所有的原子共同處于的平面②通過分子中心，且將分子平均分成成實物與鏡象關(guān)系的兩部分的平面對稱面第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六判斷手性分子的方法：尋找手性碳原子（飽和碳原子)。若有，一般為手性分子，若無，一般為非手性分子尋找對稱面。有，定為非手性分子。

討論歸納第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六判斷下列物質(zhì)是否具有旋光性，含手性碳原子的用“*”表示。

有有有無無練一練：第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六三、對映體與外消旋體對映體第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六外消旋體

一對對映體的等量混合物，用±表示(+)乳酸（肌肉中）50%[α]

=+3.8°D25(-)乳酸（糖發(fā)酵）50%[α]

=－3.8°25D(±)乳酸（牛奶）第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六有與無(-)-多巴：抗震顫麻痹作用，治療帕金森氏癥(+)-多巴：

沒有活性對映體生理活性不同第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六作用類型、強(qiáng)度均不同RS鎮(zhèn)靜作用強(qiáng)烈致畸作用8000海豹肢畸形1957年,德國反應(yīng)停（-苯肽茂二酰亞胺，塞利多米）第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六四、費歇爾(Fischer)投影式“橫前豎后”

第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六五、旋光異構(gòu)體構(gòu)型的標(biāo)記

（一）D/L構(gòu)型標(biāo)記

D型L型主鏈豎向排列，編號為1的碳原子在最上方。標(biāo)準(zhǔn)費歇爾投影式中，橫線上的羥基或氨基或鹵素在右邊的標(biāo)記為D-構(gòu)型，在左邊的標(biāo)記為L-構(gòu)型。

第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六

小在左右順時針，S-構(gòu)型小在上下順時針，R-構(gòu)型逆時針，R-構(gòu)型逆時針，S-構(gòu)型(二)Fischer式的R/S構(gòu)型標(biāo)記的簡單辦法a>b>c>d第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六RSSRS無旋光第32頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六（2R，3R-酒石酸）（2S，3S-酒石酸）第33頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六D-型S-型D－和R－，L－和S－不一定一致第34頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六六、旋光異構(gòu)體的數(shù)目與手性碳數(shù)目的關(guān)系

Ⅰ(2R,3R)Ⅱ(2S,3S)Ⅲ(2R,3S)Ⅳ(2S,3R)對映體，Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ非對映體

Ⅰ和Ⅲ、Ⅰ和Ⅳ23SSRRSRRS[α]

+7.1°-7.1°+9.3°-9.3°23第35頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六若分子中不相同的手性碳的數(shù)目為n，則旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n個，對映體的成對數(shù)目為2n-1個外消旋體的數(shù)目為2n-1個234SSSRRRSRRRSSSRSSSRRSRRRS第36頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六Ⅰ（2R,3S）Ⅱ（2S,3R）Ⅲ（2R,3R）Ⅳ（2S,3S）內(nèi)消旋體(meso)

內(nèi)消旋體：分子內(nèi)雖然含有手性碳原子，但同時具有對稱因素，因而無旋光性，這種立體異構(gòu)體叫做內(nèi)消旋體，常用meso表示。第37頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六內(nèi)消旋體和外消旋體都沒有旋光性，但兩者有本質(zhì)區(qū)別。內(nèi)消旋體是一個化合物，不能再分；而外消旋體是等量對映體的混合物，可分成兩種旋光性相反的化合物。第38頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六一、構(gòu)象異構(gòu)的概念構(gòu)象：由于單鍵（σ鍵）的旋轉(zhuǎn)而使分子中的原子或原子團(tuán)在空間產(chǎn)生不同的排列方式。

不同的構(gòu)象互稱為構(gòu)象異構(gòu)第三節(jié)構(gòu)象異構(gòu)

第39頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六HHHHHHHHHHHH交叉式重疊式二、乙烷的構(gòu)象1、兩種典型構(gòu)象：交叉式和重疊式透視式：2、構(gòu)象的表示方法：Newman式和透視式紐曼投影式：第40頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六3、乙烷構(gòu)象的能量曲線交叉式是最穩(wěn)定的構(gòu)象優(yōu)勢構(gòu)象第41頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六三、環(huán)己烷的構(gòu)象1、構(gòu)象的產(chǎn)生2、典型構(gòu)象（椅式和船式）椅式船式29.7KJ.mol-1優(yōu)勢構(gòu)象

第42頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六同分異構(gòu)結(jié)構(gòu)異構(gòu)（構(gòu)造異構(gòu)）立體異構(gòu)順反異構(gòu)

對映異構(gòu)（旋光異構(gòu)）構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)酮式-烯醇式互變異構(gòu)第43頁，共46頁，2023年，2月20日，星期六1、具有n個手性碳原子的化合物，能產(chǎn)生旋光異構(gòu)體的數(shù)目為：（）A、至少2n個B、至多