★限制化学健的自由旋转的条件 本事日录 ◆C=C、C-=N、N=N,ete. 第一节双健造成的顺反异构 ,第二节环系造成的顺反异构 环的影响。 ,第三节空间障得造成的顺反异构 ◆空间障碍。 第四节综合原因造成的顺反异构 ◆其他因素。 之，双健类化合物 ining double bond) 第一节双健造成的顺反异构 Cis-frans isomerism from double bon X 000 肟类(oximes)): Y-e 亚胺类((imines): 偶氮类(a0s)：
7 ★ 限制化学键的自由旋转的条件： v C=C、C=N、N=N , etc. v环的影响。 v空间障碍。 v其他因素。 8 本 章 目 录 n 第一节 双键造成的顺反异构 n 第二节 环系造成的顺反异构 n 第三节 空间障碍造成的顺反异构 n 第四节 综合原因造成的顺反异构 9 第一节 双键造成的顺反异构 Cis-trans isomerism from double bond 10 一、双键类化合物 （compounds containing double bond） C C R1 R2 R3 R4 · · 11 例： C C C2H5 H CH3 H cis-2-pentene C C H C2H5 CH3 H trans-2-pentene 12 肟类（oximes）： 亚胺类（imines）： C N R1 R2 OH C N R1 R2 OH C N R1 R2 R3 C N R1 R2 R3 偶氮类（azos）： N N R1 R2 N N R1 R2
二、聚集多烯类化合物(Polyenes) 例：丙二烯(allene)>空间结构。 =c< 火 卫0 H 本章目录 对于豪集多稀体系，即可能造成几何异构 体，也可能造成光学异构体。 第一节双睫造成的顺反异构 ,第二节环系造成的顺反异构 。当双健为偶数时，可能造成光学异构体 ·第三节空闻障得造成的顺反异构 。当双使为奇数时，可能造成几何异构体， 第四节综合原因造成的顺反异构 若环上有两个碳原子且各有一个取代基，就 第三节环系造成的顺反异构 Cs-rnisomerism from cyclocompounds 实验正明：单环化合物可通过其平面式的对称 性来判别有否旋光性，凡有对称中心或对称平 面的，则无旋光性：反之，则有旋光性。 ★只能作为一个判断方法，不能作为实际的解释
13 二、聚集多烯类化合物（Polyenes） C H H C C H H C H H C C C H H C H H C C C C H H C H H C H H 14 H H H H 例：丙二烯（allene）空间结构。 15 对于聚集多烯体系，即可能造成几何异构 体，也可能造成光学异构体。 ☞ 当双键为偶数时，可能造成光学异构体。 ☞ 当双键为奇数时，可能造成几何异构体。 16 本 章 目 录 n 第一节 双键造成的顺反异构 n 第二节 环系造成的顺反异构 n 第三节 空间障碍造成的顺反异构 n 第四节 综合原因造成的顺反异构 17 第二节 环系造成的顺反异构 Cis-trans isomerism from cyclocompounds isomerism from cyclocompounds 18 一、取代的单环化合物 （Single-cyclo compounds） 若环上有两个碳原子且各有一个取代基，就 有顺反异构。 若环上有手性碳，则可能有对映异构。 ★ 只能作为一个判断方法，不能作为实际的解释。 实验证明：单环化合物可通过其平面式的对称 性来判别有否旋光性，凡有对称中心或对称平 面的，则无旋光性；反之，则有旋光性
三元环取代情况 四元环取代情况： 无旋光（有对称面） 有对映异构体 无旋光（有对称面）无旋光（有对称中心） 四元环取代情况： 例： cis-1-brome-3-chloroeyelobutane trans-1-bromo-3-chloroevclobutane 无旋光（有对称面）无旋光（有对称面） 五元环取代情况： 五元环取代情况： 品 无旋光（有对称面】 有对陕异构体 无旋光（有对称面） 有对驶异构体 有对映异构体 有对映异构体
19 A A A A A B A B 无旋光（有对称面） 有对映异构体 有对映异构体 有对映异构体 三元环取代情况： 20 无旋光（有对称面） A A 有对映异构体 A A 无旋光（有对称面） A A 无旋光（有对称中心） A A 四元环取代情况： 21 B A 有对映异构体 有对映异构体 B A A B 无旋光（有对称面） A B 无旋光（有对称面） 四元环取代情况： 22 Br Cl Br Cl 例： cis-1-bromo-3-chlorocyclobutane trans-1-bromo-3-chlorocyclobutane 23 五元环取代情况： A A A A A A A A 无旋光（有对称面） 有对映异构体 无旋光（有对称面） 有对映异构体 24 A B A B A B A B 有对映异构体 有对映异构体 有对映异构体 有对映异构体 五元环取代情况：
六元环取代情况： 六元环取代情况： 有对映丹构饰 有对映异构体 >有对映异构件 ,C 有对映异构 有对映异构付 ,○○ 高能时个化内， 二、多螺环化合物(poly-spiro compounds)) ◇X◇◇ 只可 ◇◇X ◇◇◇X 三、骈联环系化合物(parallel--rings compounds 对于多螺环体系，既可能造成几何异构 两个环骈联时，有可能产生顺反异构体， 体。也可能造成光学异构体。 。当环数为偶数时，可能造成光学异构体。 口当环激为奇数时，可能造成几何异构体。 C中.fCP
25 六元环取代情况： A A A A A A A A A A A A 无旋光 （有对称面） 无旋光 （有对称面） 无旋光 （有对称面） 有对映异构体 有对映异构体 无旋光 （有对称面） 26 A B A B A B A B A B A B 有对映异构体 有对映异构体 有对映异构体 有对映异构体 无旋光 （有对称面） 无旋光 （有对称面） 六元环取代情况： 27 思 考： 下列结构的化合物分别有几个立体异构体？ A A B B A B B A 28 二、多螺环化合物（poly-spiro compounds） R1 R2 R3 R4 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R1 R2 R3 R4 29 对于多螺环体系，既可能造成几何异构 体，也可能造成光学异构体。 ☞ 当环数为偶数时，可能造成光学异构体。 ☞ 当环数为奇数时，可能造成几何异构体。 30 三、骈联环系化合物（parallel-rings compounds） 两个环骈联时，有可能产生顺反异构体。 H CH3 H CH3 CH3 H CH3 H 例： dl dl cis trans
一、十氢化萘(naphthane)的构象 一取代的顺式十氢化萘有顺反异构体。 的“的-的 顺式有构象异构体 女-户 28-hydroxy-cisath 空 中- 2 c-hydroxyl-cis-naphthan 一取代反式十氢化禁也有顺反异构体。 c5-- 8amino-cis-naphtha 2B-hydroxyl-trans-naphthane 5-- - 1-amino-cis-naphthane 2 a-hydroxyl-trans-naphthane 以下化合物只有顺式 无反式 例：下化合物有顺式也有反式 > ★目前发现的最小的反式群联双环化合物 工 c
31 一、十氢化萘（naphthane）的构象 ★ 顺式ae骈连，反式ee骈连。反式较稳定。 反式无构象异构体 顺式有构象异构体 H H cis trans H H a e a e e 能垒太高 e a a 32 一取代的顺式十氢化萘有顺反异构体。 2β-hydroxyl-cis-naphthane OH OH H H OH 2α-hydroxyl-cis-naphthane OH OH H H OH 例： 33 NH2 NH2 H H NH2 NH2 H2N H H NH2 1α-amino-cis-naphthane 1β-amino-cis-naphthane 例： 34 一取代反式十氢化萘也有顺反异构体。 例： H OH H OH OH H H OH 2β-hydroxyl-trans-naphthane 2α-hydroxyl-trans-naphthane 35 例：以下化合物只有顺式，无反式。 36 例：下化合物有顺式也有反式。 cis trans ★ 目前发现的最小的反式骈联双环化合物：
经验规律： 思考： 骈联体系中，群联环系若少于7个C原子 。下列结构的化合物有多少个立体异构体？ 则只有顺式面无反式。 两个环群联时，环上原子总数若大于了 个，则可能有顺式也有反式。 o e同，ea三，意8出o 卧桥环化哈 ompounds) 体系张力很大的桥环只能以顺式稠合 的形式存在。 共函 可变形的大环（张力较小）的桥环体 系可能有顺式、反式结构存在。 双环1,1，小-戊烧 双环2,22小辛 例： 本章目录 双环44，小十一碳烷 第一节双镜造成的顺反异构 色 ,第二节环承造成的顺反异构 第三节空南康研选应的顺反异热 原式桥 第四节条合原因造成的顺反异构 反式桥
37 骈联体系中，骈联环系若少于 7 个 C 原子 则只有顺式而无反式。 两个环骈联时，环上原子总数若大于 7 个，则可能有顺式也有反式。 （★小环间骈联时，因呈反式则环张力太大， 所以只能以顺式存在。） 经 验 规 律： 38 思 考： 下列结构的化合物有多少个立体异构体？ CH3 （cis 两个，trans 二个，再加dl，共8个） 39 四、桥环化合物 （bridged-rings compounds） 体系张力很大的桥环只能以顺式稠合 的形式存在。 可变形的大环（张力较小）的桥环体 系可能有顺式、反式结构存在。 40 双环-[1,1,1]-戊烷 双环-[2,2,2]-辛烷 例： H H H H 顺式桥 顺式桥 41 顺式桥 反式桥 双环-[4,4,1]-十一碳烷 例： H H H H 42 本 章 目 录 n 第一节 双键造成的顺反异构 n 第二节 环系造成的顺反异构 n 第三节 空间障碍造成的顺反异构 n 第四节 综合原因造成的顺反异构
一、取代的多联苯类化合物(Polyphenyls) 例：取代的二联苯。 第三节空间障得造成的顺反异构 Cis-trans isomerism from stereo objection & 5 例：取代的三联， 顺式()有旋光异构体 反式(am)有对称中心 对于多联苯体系，由于健的旋转受到丁 二、其它具有特点化合物举例(others) 限制，即可能造成几何异构体，也可能造成 光学异构体。 。当苯环为偶数时，可能造成光学异构体。 。当苯环为奇数时，可能既造成几何异构 体，也可能造成光学异构体。 禁王下：刻：受 ?1的空间障得教应很大
43 第三节 空间障碍造成的顺反异构 Cis-trans isomerism from stereo trans isomerism from stereo objection 44 一、取代的多联苯类化合物（Polyphenyls） 例：取代的二联苯。 CH3 HO Br H3C OH Br dl 45 例： dl CHO HO HO OH CHO OH OH OH 棉 酚 gossypol CHO OH OH CHO HO HO OH OH HO OH HO CHO HO CHO OH OH OH HO 46 例：取代的三联苯。 顺式（cis）有旋光异构体 反式（trans）有对称中心 H3C CH3 CH3 H3C HO Br Br OH H3C CH3 CH3 H3C HO Br Br OH 47 对于多联苯体系，由于键的旋转受到了 限制，即可能造成几何异构体， 也可能造成 光学异构体。 ☞ 当苯环为偶数时，可能造成光学异构体。 ☞ 当苯环为奇数时，可能既造成几何异构 体，也可能造成光学异构体。 48 Me2N I H I 2N C NMe2 C I O O 二、其它具有特点化合物举例（others） ∵ I 的空间障碍效应很大 两个羰基处于环下，为：顺式 分处于环的上、下，为：反式
本章目录 :第一节双能造成的顺反异构 第二节环系造成的顺反异构 第四节综合原因造成的顺反异构 第三节空间胖语造成的顺反异构 Cis-frans isomerism from somes 第四节繁合原因造成的顺反异构 环化合的 alkenes) 8-10C的环烯都能形成顺、反异构，但 顺式异构体的德定性大于反式： 因为张力作用，7个C以下的环烯均为 顺式，不可能有反式。 小 X B R2 substituted cyclohexenes 10C以上的环烯由于柔顺性增加，反式 二、轮烯类化合物(annulenes) 异构体比例增加，德定性增强： ★10C以下为全顺式。 ★10C碳以上反式有可能存在。 H ★影响因素主要为环内H的相互斥力及环张力。 阴：八轮烯
49 本 章 目 录 n 第一节 双键造成的顺反异构 n 第二节 环系造成的顺反异构 n 第三节 空间障碍造成的顺反异构 n 第四节 综合原因造成的顺反异构 50 第四节 综合原因造成的顺反异构 Cis-trans isomerism from somes isomerism from somes 51 一、环烯类化合物 （cyclenes or: cycloalkenes） 因为张力作用，7 个 C 以下的环烯均为 顺式，不可能有反式。 substituted cyclohexenes R1 R2 例： 52 8~10C 的环烯都能形成顺、反异构，但 顺式异构体的稳定性大于反式： 取代的环辛烯 （substituted cyclooctene） R1 R2 R2 R1 cis trans 例： 53 10C 以上的环烯由于柔顺性增加，反式 异构体比例增加，稳定性增强： substituted cyclenes C C R2 R1 例： 54 二、轮烯类化合物（annulenes） ★ 10C 以下为全顺式。 ★ 10C 碳以上反式有可能存在。 ★ 影响因素主要为环内 H 的相互斥力及环张力。 例：八轮烯
三、外-内异构(out-in isomerism) 公 out-out 十四轮 十六轮烯 in-in 四、互变异构体 (tautomers or:dynamic isomers) 8心s 二 总之，造成顺反异构体的原因 很多，在研究有机化合物结构尤其是 推测未知化合物结构时，一定要从立 不怕做不到 就伯想不到 体化学的角度考虑全面
55 十二轮烯 十四轮烯 十六轮烯 例： 56 H N N H (CH2)9 (CH2)9 (CH2)9 H N (CH2)9 (CH2)9 (CH2)9 H N 三、外-内异构（out-in isomerism） 例： out-out out-in (CH2)9 (CH2)9 (CH2)9 N H H N in-in 57 四、互变异构体 （tautomers or: dynamic isomers） 例： CH3 C CH2 CH3 O CH3 C C HO H CH3 CH3 C C HO CH3 H 58 例： R1 C N O R2 R3 C R1 O- N R2 R3 + R1 C N S R2 R3 C R1 S- N R2 R3 + 59 总之，造成顺反异构体的原因 很多，在研究有机化合物结构尤其是 推测未知化合物结构时，一定要从立 体化学的角度考虑全面。 60 不 就 怕 怕 做 想 不 不 到 到 本节完 Photo by Li Ligeng
本章目录 第一节双睫造成的顺反异构 第二节环系造成的顺反异构 版权所有游绝转录 第三节空间障造成的顺反异构 第四节综合原因造成的顺反异构
61 本 章 目 录 n 第一节 双键造成的顺反异构 n 第二节 环系造成的顺反异构 n 第三节 空间障碍造成的顺反异构 n 第四节 综合原因造成的顺反异构 62 版权所有 谢绝转录
