順反異構(gòu)和對映異構(gòu)課件

順反異構(gòu)和對映異構(gòu)順反異構(gòu)和對映異構(gòu)1同分異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)官能團異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順反異構(gòu)(幾何異構(gòu))對映異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)

構(gòu)造異構(gòu)：分子組成相同而原子(或原子團)相互連接方式和順序不同。立體異構(gòu)：分子中原子(或原子團)在空間排列方式不同。同分異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)碳鏈異構(gòu)位置異構(gòu)官能團異構(gòu)構(gòu)型異2順反異構(gòu)一、含C=C化合物的順反異構(gòu)1.產(chǎn)生順反異構(gòu)體的原因和條件(1)分子內(nèi)存在著阻礙自由旋轉(zhuǎn)的因素：如 C=C，脂環(huán)；2、每個雙鍵碳原子上所連接的兩個原子或基團必須不相同，如：C=Cafdba

bd

f順反異構(gòu)一、含C=C化合物的順反異構(gòu)32.順反異構(gòu)體的命名(1)順/反命名法(四個原子或基團中有兩個相同)順式（cis-）反式（trans-）

C=CHHCH3ClC=CC=CHCH2HCH3CH3HH順-1,2-二溴乙烯順，順-2，5-庚二烯反-1-氯丙烯2.順反異構(gòu)體的命名C=CHHCH3ClC=CC=CHCH24C=CC=CHHHCH3C2H5HC=CC=CHHHHC2H5CH3反，順-2,4-庚二烯如何命名？順，反-2,4-庚二烯C=CC=CHHHCH3C2H5HC=CC=CHHHHC2H5(2)構(gòu)型的Z/E命名法首先確定每個雙鍵碳上所連的兩個原子或基團的優(yōu)先順序如果a>b,d>f，則以下兩式的構(gòu)型為C=CafdbZ--型C=CadfbE--型

即把兩個優(yōu)先基團在雙鍵同側(cè)的定為Z型，在不同一側(cè)的定為E型。(2)構(gòu)型的Z/E命名法C=CafdbZ--型C=Cadf6①與—C=C—相連的第一個原子的原子序數(shù)由大到小排列，大者為“優(yōu)先”基團；按此規(guī)定，在取代基團-CH3、-H、-Br、-OH、-NH2之中，先后次序應(yīng)為：-Br＞-OH＞-NH2＞-CH3＞-H

②若第1個原子相同，比較第2……個原子。例：-CH2CH3＞-CH3又如-CH(CH3)2與—CH2CH3相比較，第一原子都是碳，與第一原子相連的原子。前者為C、C、H，后者為C、H、H，前者多一個碳，所以-CH(CH3)2優(yōu)先于-CH2CH3。

①與—C=C—相連的第一個原子的原子序7CH3CCH3CH3優(yōu)先于CH3CHCH3

叔丁基C(C、C、C)，異丙基C(C、C、H)優(yōu)先于CH2CH2CHCH3CH3CH2CH2CH2CH3-C(CHH),C(CHH),C(CCH)-C(CHH),C(CHH),C(CHH)CH3CCH3CH3優(yōu)先于CH3CHCH38③與—C=C—相連的取代基團為不飽和基團時，應(yīng)把雙鍵或叁鍵原子看作是它以單鍵和多個原子相連接。

CH2CH相當于CHCH2CC③與—C=C—相連的取代基團為不飽和基CH2CH相當于CHC9CN相當于CNNNCCCCH相當于CCCCCCHZ型CN相當于CNNNCCCCH相當于CCCCCCHZ型10-I＞-Br＞-Cl＞-SO3H＞-F＞-OCOR＞-OR＞-OH＞-NO2＞-CCl3＞-CHC12＞-COCl＞-CH2Cl＞-COOR＞-COOH＞-CONH2＞

＞-CHO＞-C6H5＞-CHR2＞-CH2R＞-CH3＞-D＞-H

E型-I＞-Br＞-Cl＞-SO3H＞-F＞-OCOR＞-OR＞11C=CClHCH3Br(E)-1-氯-2-溴丙烯C=CHCH2CH3CH3Cl（Z)-2-氯-2-戊烯C2H5C=CCH2CH2CH3CH(CH3)2CH3(Z)-3-甲基-4-異丙基-3-庚烯C=CClHCH3Br(E)-1-氯-2-溴丙烯C=CHCH12

④若化合物中含有兩個以上能產(chǎn)生順反異構(gòu)的雙鍵時，每個雙鍵的構(gòu)型均須標出，并對雙鍵位置編號，寫在構(gòu)型符號前面。HHC=CC=CHC6H5CH3H(1Z，3Z)-1-苯基-1，3-戊二烯④若化合物中含有兩個以上能產(chǎn)生順反異構(gòu)的雙鍵時，每個雙13

Z-E構(gòu)型命名法和順反構(gòu)型命名法是表示構(gòu)型的兩種不同方法。Z-E構(gòu)型命名法適用于所有具有順反異構(gòu)的烯烴命名。目前Z-E構(gòu)型命名法和順反構(gòu)型命名法同時并用，這兩種命名法所使用的規(guī)則不同，但它們之間也沒有必然的聯(lián)系。順式構(gòu)型不一定是Z構(gòu)型；反式構(gòu)型也不一定是E構(gòu)型。

Z-E構(gòu)型命名法和順反構(gòu)型命名14順反異構(gòu)和對映異構(gòu)ppt課件15二.脂環(huán)化合物的順反異構(gòu)1、產(chǎn)生順反異構(gòu)的原因：環(huán)上的碳原子不能自由旋轉(zhuǎn)；2、產(chǎn)生順反異構(gòu)的條件：環(huán)上至少有兩個碳原子所連的兩個原子或原子團不相同。3、命名：脂環(huán)化合物順反異構(gòu)體用順/反命名法命名(不用Z/E命名法命名)二.脂環(huán)化合物的順反異構(gòu)16順-1,2-二氯環(huán)丙烷反-1,2-二氯環(huán)丙烷順-1-甲基-3-氯環(huán)己烷反-1-甲基-3-氯環(huán)己烷順-1,2-二氯環(huán)丙烷反-1,2-二氯環(huán)丙烷順17對映異構(gòu)

彼此不能重合，并且互為鏡象關(guān)系的異構(gòu)體，稱為對映異構(gòu)體。對映異構(gòu)體能使平面偏振光的振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，故對映異構(gòu)又稱旋光異構(gòu)或光學異構(gòu)。例如：乳酸對映異構(gòu)彼此不能重合，并且互為鏡象關(guān)系的異構(gòu)體，18順反異構(gòu)和對映異構(gòu)ppt課件19平面偏振光

普通光在所有可能的平面上振動。普通光

如果使單色光通過尼可爾(

Nicol)棱鏡，只有同棱鏡晶軸平行的平面上振動的光線才可以通過棱鏡，因此通過這種棱鏡的光線就只在一個平面上振動，這種只在一個平面上振動的光就是平面偏振光。平面偏振光平面偏振光普通光在所有可能的平面上振動。普通光20

旋光儀旋光儀示意圖

在盛液管中放入旋光性物質(zhì)后，偏振光將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。能使偏振光向右旋轉(zhuǎn)的，稱為右旋化合物，用(+)表示；能使偏振光向左旋轉(zhuǎn)的，稱為左旋化合物，用(-)表示。旋光儀旋光儀示意圖在盛液管中放入旋光性物質(zhì)后，偏21旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度,用α表示.

物質(zhì)旋光度α的大小與盛液管的長度、溶液的濃度、光源的波長、測定時的溫度、所用的溶劑的有關(guān)。

旋光度旋光性物質(zhì)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度,用α表示.22手性分子

化合物分子中的一個碳原子與四個不同的原子相連時，這個化合物在空間有兩種不同排列，即兩種構(gòu)型.這兩種不同構(gòu)型的化合物相互不能重疊,像人的兩只手.2-丁醇手性分子化合物分子中的一個碳原子與四個不同的原子相連時23

手性碳原子

與四個不同的原子或集團相連的碳原子為手性原子，或不對稱碳原子，用C*表示。手性碳原子與四個不同的原子或集團相連的碳原子為24對稱性

Cn的對稱操作是旋轉(zhuǎn)。對稱軸(Cn)對稱性Cn的對稱操作是旋轉(zhuǎn)。對稱軸(Cn)25對稱面：有一個平面它可以把分子分割成互為鏡像的兩半，這個平面就叫對稱面。對稱面：有一個平面它可以把分子分割成互為鏡像的兩半，這個平面26順反異構(gòu)和對映異構(gòu)ppt課件27順反異構(gòu)和對映異構(gòu)ppt課件28對稱中心：在分子中取一點，畫通過該點的任一直線，若在此直線兩端有等距離的相同原子或原子團，則該點即為該分子的對稱中心。對稱中心：在分子中取一點，畫通過該點的任一直線，若在此直線兩29對映異構(gòu)的判斷分子中沒有對稱面，也沒有對稱中心。非手性分子手性分子*對映異構(gòu)的判斷分子中沒有對稱面，也沒有對稱中心。非手性30順反異構(gòu)和對映異構(gòu)ppt課件31三、具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法

1、費歇爾(

Fischer)投影式2-丁醇的球棒模型四面體式

用平面形式表示具有手性碳原子分子的立體模型的式子為Fischer投影式。三、具有一個手性中心的對映異構(gòu)構(gòu)型的表示方法1、費歇爾(32Fischer投影式規(guī)定:(1)手性碳放在平面上，用橫豎線交點表示。(2)橫的表示伸向前方。(3)豎的表示伸向后方。習慣上:(1)把含碳原子的基(主碳鏈)放在豎鍵的方向。(2)編號較小的放在上端。Fischer投影式規(guī)定:(1)手性碳放在平面上，用橫豎線交33注意：為了保持投影式的構(gòu)型不改變，必須遵守以下規(guī)定：1.Fischer投影式只能在紙面上旋轉(zhuǎn)1800，而不是900或27002.投影式不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。3.手性碳原子所連原子或基因，可以兩兩交換偶數(shù)次，而不能奇數(shù)次。

注意：為了保持投影式的構(gòu)型不改變，必須遵守以下規(guī)定：34透視式透視式是將手性碳原子置于紙平面，與手性碳原子相連的四個鍵，有三種不同的表示法：用細實線表示處于紙平面，用楔形實線表示伸向紙面前方，用楔形虛線表示伸向紙面后方。例如，乳酸分子的一對對映體可表示如下：透視式35含一個手性碳原子的化合物的對映異構(gòu)含一個手性碳原子的化合物有一對對映體，對映體的旋光度大小相等，方向相反。如：2-羥基丙酸(乳酸)的Fischer投影式：HOHCOOHCH3CH3HOCOOHH

(+)-乳酸(-)-乳酸[]D20+3.8o[]D20-3.8o含一個手性碳原子的化合物的對映異構(gòu)HOHCOOHCH3CH336對映體的構(gòu)型及命名1.構(gòu)型的D/L命名法（相對命名法）人為地規(guī)定(+)-甘油醛的構(gòu)型為“D”型，而其它化合物則以它為標準來確定構(gòu)型：HOHCHOCH2OHHOHCHOCH2OH

D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛對映體的構(gòu)型及命名HOHCHOCH2OHHOHCHOCH2O37其它的旋光性化合物可與甘油醛相聯(lián)系而確定其構(gòu)型。例如：D-（-）-乳酸L-（＋）-乳酸其它的旋光性化合物可與甘油醛相聯(lián)系而確定其構(gòu)型。例如：38

這里的D、L表示構(gòu)型，（＋）、（-）表示旋光方向，旋光性物質(zhì)的構(gòu)型與族光方向之間沒有對應(yīng)關(guān)系。D-型的旋光性物質(zhì)中有右旋體。也有左旋體，L-型也是如此。如D-甘油醛是右旋體，而D-乳酸則是左旋體。在一對對映體中，若D-型是右旋體，其對映體L-型必然是左旋體；反之亦然。這里的D、L表示構(gòu)型，（＋）、（-）表示旋光39

R、S標記法的規(guī)則①按照次序規(guī)則，將手性碳原子上的四個原子或原子團按先后次序排列，較優(yōu)的原子或原子團排在前面。②將排在最后的原子或原子團放在離眼睛最遠的位置，其余三個原子或原子團放在離眼睛最近的平面上。③按先后次序觀察其余三個原子或原子團的排列走向，若為順時針排列，叫做R-構(gòu)型；若為逆時針排列，叫做S-構(gòu)型。R、S標記法R、S標記法40眼睛的位置－Cl→－C2H5

→－CH3為順時針排列R－2－氯丁烷眼睛的位置－Cl→－C2H5→－CH3為逆時針排列

S－2－氯丁烷眼睛的位置－Cl→－C2H5→－CH3為順時針排列41順反異構(gòu)和對映異構(gòu)ppt課件42順反異構(gòu)和對映異構(gòu)ppt課件43從右后方觀察

從左后方觀察

－OH→－COOH→－CH3為順時針排列

R－乳酸

S－乳酸－OH→－COOH→－CH3為逆時針排列從右后方觀察從左后方觀察－OH→－COOH→－C44(S)－2－甲基丁酸(R)－2－甲基丁酸任意調(diào)換兩個基團，構(gòu)型相反(S)－2－甲基丁酸(R)－2－甲基丁酸任意調(diào)換兩個45

對費歇爾投影式，如果最小基團排在豎鍵上時，其他三個基團在紙面上若為順時針方向排列，則為R構(gòu)型；若為逆時針方向排列，則為S構(gòu)型；如果最小基團排在橫鍵上時，其他三個基團在紙面上若為順時針方向排列，則為S構(gòu)型；若為逆時針方向排列，則為R構(gòu)型。R-2-氯丁醛S-2-氯丁醛R-2-氯丁醛對費歇爾投影式，如果最小基團排在豎鍵上時，46S-構(gòu)型S-構(gòu)型

R-構(gòu)型

R-構(gòu)型下列投影式各屬于什么構(gòu)型S-構(gòu)型S-構(gòu)型R-構(gòu)型R-構(gòu)型下列投影式各屬于什么構(gòu)型47含2個手性碳原子化合物的對映異構(gòu)

1.含2個不相同手性碳原子化合物的對映異構(gòu)。2-羥基-3-氯丁二酸(氯代蘋果酸)分子中含有一個以上的

C，以R/S逐一命名，并將

C編號寫在構(gòu)型前面。含2個手性碳原子化合物的對映異構(gòu)1.含2個不相同手性48COOHHClHOHCOOH2C：2R(2R，3R)-氯羥丁二酸3C：3RCOOH2C：2R(2R，3R)-氯羥丁二49(2S，3R)(2R，3S)(2S，3S)(2R，3R)

ⅠⅡⅢⅣ

在上述4個異構(gòu)體中，I和Ⅱ、Ⅲ和IV分別組成兩對對映體。Ⅰ和Ⅲ或Ⅳ、Ⅱ和Ⅲ或Ⅳ不呈實物與鏡象關(guān)系，為非對映體。(2S，3R)(2R，3S)50

從以上討論可知，分子中存在1個手性碳原子，具有2個對映體；含2個不相同的手性碳原子，存在4個對映體。分子中每增加1個手性碳將產(chǎn)生一對對映體。因此對于含有n個不同手性碳原子的分子，最多存在2n個對映體。從以上討論可知，分子中存在1個手性碳原子，512.含2個相同手性碳原子化合物的對映異構(gòu)2，3-二羥基丁二酸(酒石酸)2.含2個相同手性碳原子化合物的對映異構(gòu)2，3-二羥基丁二酸52（2R，3S）（2S，3R）

ⅢⅣ（2R，3R）（2S，3S）

ⅠⅡ（2R，3S）（2S，3R）

53

從上面的4個式子可看出，I與Ⅱ為對映體，Ⅲ和Ⅳ似乎也是對映體，但如將Ⅳ在紙面上旋轉(zhuǎn)180°，則與Ⅲ完全重合，因此Ⅲ和IV代表同一化合物。Ⅲ式中存在1個對稱面，對稱面的上下兩部分互為實物與鏡象關(guān)系，這兩部分所引起的旋光方向相反，旋光度相等，旋光性在分子內(nèi)部抵消，故無旋光性。這種非旋光性異構(gòu)體稱為內(nèi)消旋體。從上面的4個式子可看出，I與Ⅱ為對映體，Ⅲ和54

外消旋體(由等量的對映體相混合)

和內(nèi)消旋體都無旋光性。但兩者有本質(zhì)的不同。內(nèi)消旋體是化合物，是對映異構(gòu)體的一種。外消旋體是混合物，不是對映異構(gòu)體，而且可用適當?shù)姆椒ㄟM行拆分，分別得到具有旋光性的右旋體和左旋體。含有兩個相同手性碳原子的化合物有三個旋光異構(gòu)體，其中有一對對映體，一個是內(nèi)消旋體。

外消旋體(由等量的對映體相混合)

和內(nèi)消旋體都無55例1、異戊烷進行自由基氯化后，小心的分餾所得到的產(chǎn)物。