第八章立体化学 立体化学：研究分子的立体结构及其对化合物 的物理性质和化学反应的影响。 立体异构：分子中的原子或原子团互相连接的 次序相同，但在空间的排列方式不同而引起的 异构
第八章 立体化学 立体化学：研究分子的立体结构及其对化合物 的物理性质和化学反应的影响。 立体异构：分子中的原子或原子团互相连接的 次序相同，但在空间的排列方式不同而引起的 异构
碳架异构体 官能团异构体 构造异构体（平面异构体） 官能团位置异构体 (原子的连接顺序和方式不同) 同分异构体 互变异构体 顺反异构体 构型异构体 立体异构体 对映异构体 (原子在空间的 旋光异构) 排列方式不同) 构象异构体：σ-单键的旋转
构型异构体 构象异构体 构造异构体(平面异构体) 同 分 异 构 体 碳架异构体 官能团异构体 官能团位置异构体 互变异构体 顺反异构体 对映异构体 (旋光异构) 立体异构体 (原子的连接顺序和方式不同) (原子在空间的 排列方式不同) :σ-单键的旋转
对映异构：两分子互为实物和镜像但不能重叠 手性分子 Chiral molecules 左手与右手 不能重合 对映异构好比人的左手 和右手的关系，左手和右 连接四个不同基团 手互为镜像，它们不能重 不对称C（sp3)原子手 合。为此也把实物和镜 性C*) 具有手性的分子叫手性分子 像不能重合的现象称为 分子的手性是存在对映体的 手性(chirality)。 充要条件
对映异构: 两分子互为实物和镜像但不能重叠 手性分子 连接四个不同基团—— 不对称C（sp3）原子(手 性C*) 具有手性的分子叫手性分子 分子的手性是存在对映体的 充要条件。 对映异构好比人的左手 和右手的关系, 左手和右 手互为镜像, 它们不能重 合。为此也把实物和镜 像不能重合的现象称为 手性(chirality)。 Chiral molecules
8-1 手性和对映体 判断手性分子的依据 考察分子的对称性，要考察的对称因素有以下四种 (1)对称轴（旋转轴） 设想分子中有一条直线，当分子以此直线为轴 旋转360n后，（n=正整数)，得到的分子与原来的分 子相同，这条直线就是n重对称轴. 4-重轴 6-重轴 对称轴 有2重对称轴的分子(2-丁烯)
•考察分子的对称性,要考察的对称因素有以下四种 ——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴 旋转360º/n后,(n=正整数),得到的分子与原来的分 子相同,这条直线就是n重对称轴. 有2重对称轴的分子(2-丁烯) (1) 对称轴(旋转轴) 8-1 手性和对映体 判断手性分子的依据
(2)对称面（镜面） 设想分子中有一平面，它可以把分子分成互为 镜象的两半，这个平面就是对称面如： CH3 对称面 有对称面的分子（氯乙烷）
——设想分子中有一平面,它可以把分子分成互为 镜象的两半,这个平面就是对称面.如: 有对称面的分子 (氯乙烷) (2) 对称面(镜面)
(3)对称中心 对称中心 设想分子中有一个点，从分子 COOH CH3 中任何一个原子出发，向这个点作 一直线，再从这个点将直线延长出 去，则在与该点前一线段等距离处， 可以遇到一个同样的原子，这个点 就是对称中心. CH COOH 对称中心 CH3 CH3 有对称中心的分子
——设想分子中有一个点,从分子 中任何一个原子出发,向这个点作 一直线,再从这个点将直线延长出 去,则在与该点前一线段等距离处, 可以遇到一个同样的原子,这个点 就是对称中心. 有对称中心的分子 (3) 对称中心
(4)交替对称轴（旋转反映轴） 设想分子中有一条直线，当分子以此直线为轴 旋转360n后，再用一个与此直线垂直的平面进行 反映（即作出镜象），如果得到的镜象与原来的分子完 全相同，这条直线就是交替对称轴. 4重交替对称轴 旋转90 反映 (I)旋转90°后得（Ⅱ），（Ⅱ）作镜象得（Ⅲ），（Ⅲ）等于(I) 有4重交替对称轴的分子
——设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴 旋转360º/n后,再用一个与此直线垂直的平面进行 反映(即作出镜象),如果得到的镜象与原来的分子完 全相同,这条直线就是交替对称轴. (Ⅰ) 旋转90º后得(Ⅱ), (Ⅱ)作镜象得(Ⅲ), (Ⅲ)等于(Ⅰ) 有4重交替对称轴的分子 (4) 交替对称轴(旋转反映轴) 4
8-1手性和对映体 对映体性质比较 √对映体的物理、化学性质相同，仅旋光性 不同。 √对映体在手性环境的条件下（如手性试剂、 手性溶液、手性催化剂也会表现出某些不同 的性质。 右旋葡萄糖在动物代谢中能起独特的作用， 具营养价值，但其对映体左旋葡萄糖测不能 被动物代谢； 左旋氯霉素有抗菌作用，其对映体则无疗效
✓对映体的物理、化学性质相同，仅旋光性 不同。 ✓对映体在手性环境的条件下(如手性试剂、 手性溶液、手性催化剂)也会表现出某些不同 的性质。 右旋葡萄糖在动物代谢中能起独特的作用， 具营养价值，但其对映体左旋葡萄糖则不能 被动物代谢; 左旋氯霉素有抗菌作用, 其对映体则无疗效。 8-1 手性和对映体 对映体性质比较
8-2含一个手性碳原子的化合物的对映异构 含有一个手性碳原子的分子一定是手 性分子，有两个对映异构体，一个是右旋 体，一个是左旋体。 它们的物理性质和化学性质一般都相 同，仅旋光方向相反。 名称 15℃ m.p. (+)-乳酸 +2.6° 53℃ （)-乳酸 -2.6° 53℃
含有一个手性碳原子的分子一定是手 性分子，有两个对映异构体，一个是右旋 体，一个是左旋体。 它们的物理性质和化学性质一般都相 同，仅旋光方向相反。 名称 [α] D m.p. (+) –乳酸 +2.6。 53℃ (-) –乳酸 -2.6。 53℃ 15℃ 8-2 含一个手性碳原子的化合物的对映异构
8-2含一个手性碳原子的化合物的对映异构 ●外消旋体 由等量的左旋体和右旋体混合而成的没有 旋光性的混合物。一般用（±）表示。 用化学合成法制得的乳酸与葡萄糖经发酵 制得的乳酸的构造式相同，但无旋光性。 外消旋体和相应的左旋体或右旋体除旋光 性能不同外，其它物理性质也有差异。 (+)-乳酸m.p.=53℃，（±)-乳酸m.p.=18℃
⚫外消旋体 由等量的左旋体和右旋体混合而成的没有 旋光性的混合物。 一般用（±）表示。 用化学合成法制得的乳酸与葡萄糖经发酵 制得的乳酸的构造式相同，但无旋光性。 外消旋体和相应的左旋体或右旋体除旋光 性能不同外，其它物理性质也有差异。 (+)-乳酸m.p.＝53℃, (±)-乳酸m.p.＝18℃ 8-2 含一个手性碳原子的化合物的对映异构