第六章 立体化学 Stereochemistry
§6.1 异构体的分类 §6.2 手性和对称因素 §6.3 手性分子的性质— 光学活性 §6.4 具有一个手性中心的对映异构分子的构型 §6.5 具有二个手性中心的对映异构 §6.6 手性中心的产生 §6.7 手性合成（自学） §6.8 外消旋体的拆分旋光纯度（自学） §6.9 脂环化合物的立体异构 §6.10 构象对映体和构象非对映体 §6.11 不含手性碳原子化合物的对映异构 授 课 内 容
§6.1 异构体的分类 异构现象是有机化学中极为普遍的现象。其异构 现象可归纳如下： 同分异构 构造异构 立体异构 碳干异构 位置异构 官能团异构 互变异构 构型异构 构象异构 顺反异构 对映异构 Constitution configuration conformation
构造(construction)异构：分子中原子或基团结合顺 序不同而产生的同分异构体 立体(stereo)异构：分子中原子或基团具有相同的连 接方式（即构造相同），但在空间的排列方式不同 导致的同分异构现象。 构型(configuration)异构 —— 分子中原子在空间的 排列方式不同而产生的同分异构现象。 顺反异构产生的条件：两个双键碳原子各连有不 同的原子或基团
§6.2 手性和对称因素 6.2.1 分子的手性 对映异构 对映体 手性(handedness) :物体和它的镜象不能重叠，这种特征称为手性 物体和它的镜象 镜象不能重叠
C连有4个不同的基团时，有2种空间排列形式，互为镜像关 系，称为对映体(enantiomers)。该C原子为手性碳, 记作:C* 例：乳酸分子CH3C*HOHCOOH C O O H C H O H C H 3 C O O H C H 3C H O H 特征:（1）不能完全重叠；（2）呈物体与镜像关系 与自身的镜像不能重合的分子为手性分子
6.2.2 对称因素(symmetry factor) 化合物分子是否具有手性，除通过该分子是否具有对映体 判断外；亦可根据对称因素判断，应用最多的对称因素是： 对称面和对称中心 1、对称面(symmetry plane) ：假如组成分子的所有原子 在同一个平面上，或者有一个平面通过分子能够把分子分 成互为镜像的两部分，该两个平面均为分子的对称面。 例： C Cl Cl H CH3 C C Cl H H Cl COOH H OH H OH COOH
2、对称中心(symmetric center) ：若分子中有一点， 通过该点画任何直线，两端有相同的原子，则该点称 为分子的对称中心。具有对称中心的化合物和它的镜 象能重合，是对称分子，因此它不具有手性。 例如： H H F Cl Cl H H F CH2 CH2 CH2 CH2 Cl Cl ⚫ 具有对称面的分子，分子和它的镜象能够重合，是对 称分子，为非手性分子。没有对映异构体。 ⚫ 具有对称中心的分子亦是对称分子，为非手性分子
◆一般情况下, 不具有对称面和对称中心的分子, 其物 与镜像不能重叠, 该分子称为不对称分子或手性分子。 §6.3 手性分子的性质— 光学活性(optical activity) 手性分子具有光学活性，即具有旋光性。非手性分子不具 有光学活性，即无旋光性。 6.2.1 旋光性(optical rotation )： 光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。 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
普通光 光源 光束先进方向 光波振动方向与光束前进方向关系示意图 Nicol prism 普通光 平面偏振光 普通光通过Nicol棱 镜, 变成平面偏振光