第八章立体化学·1对映异构体和手性分子2对映异构体的物理性质一一光学活性·3含一个手性碳原子的化合物·4对映异构体构型的表示法·5含一个以上手法碳原子的化合物·6含有其他（除了碳以外））手性原子的化合物·7不含手性碳原子的化合物·8环状化合物的立体异构·9对映体的化学性质10立体化学的重要应用举例
第八章 立体化学 • 1 对映异构体和手性分子 • 2对映异构体的物理性质——光学活性 • 3含一个手性碳原子的化合物 • 4对映异构体构型的表示法 • 5含一个以上手法碳原子的化合物 • 6 含有其他（除了碳以外）手性原子的化合物 • 7不含手性碳原子的化合物 • 8 环状化合物的立体异构 • 9 对映体的化学性质 • 10 立体化学的重要应用举例
立体化学一现代有机化学的重要组成部分化学发展到现阶段，必须在三度空间上了解分子的结构与性能的关系。立体化学对生命科学有极端重要的意义研究内容：分子的构型和构象的不同对其物理性质和化学反应的影响：立体异构本章侧重介绍：反应的立体化学分别在各章有关地方介绍
立体化学—现代有机化学的重要组成部分 化学发展到现阶段，必须在三度空间上 了解分子的结构与性能的关系。 立体化学对生命科学有极端重要的意义 研究内容：分子的构型和构象的不同对其 物理性质和化学反应的影响 本章侧重介绍：立体异构 反应的立体化学分别在各章有关地方介绍
一对映异构体和手性分子异构体：具有相同的分子式的不同化合物异构碳链（碳架）DH官能团位置异构构造异构OHOHconstitutionalisomers官能团异构CH3CH2OHCH>O-CH3同分异构enantiomersconfigurational对映异构构型异构顺反异构非对映异构立体异构diastereomers光学异构（非物象关系）stereoisomers构象异构mconformational异构现象：由化学键的刚性和方向性引起的
一 对映异构体和手性分子 异构体：具有相同的分子式的不同化合物 异构现象：由化学键的刚性和方向性引起的 同 分 异 构 构造异构 碳链（碳架）异构 官能团位置异构 官能团异构 立体异构 构型异构 构象异构 顺反异构 光学异构( 非物象关系) OH OH OH CH3CH2OH CH3 O CH3 对映异构 非对映异构 H H H H H H constitutional isomers stereoisomers configurational conformational enantiomers diastereomers
构造异构由分子中各原子互相连接的方式和次序不同引起的异松立体异构---由分子中各原子或基团在空间的排列方式不同引起的异构构型异构--只有通过断裂化学键才能互相转变构象异构--绕单键旋转就能互变的异构对映异构---互为物像关系文不能重合的异构体非对映异构---不是物象关系的立体异构
构造异构-由分子中各原子互相连接的 方式和次序不同引起的异构 立体异构-由分子中各原子或基团在 空间的排列方式不同引起的异构 构型异构-只有通过断裂化学键才能互相转变 构象异构-绕单键旋转就能互变的异构 对映异构-互为物像关系又不能重合的异构体 非对映异构-不是物象关系的立体异构
1、研究历史1808年：E.Malus，随后Biot等发现有些晶体有旋光性，溶解后无旋光性---与晶体结构有关1848年：Pasteur(巴黎师大)发现酒石酸钠铵有两种晶体，分开溶解得两种旋光方向相反的溶液，其旋光性与晶体性质无关→是分子中不对称结构引起的范霍夫提出碳原子的四面体结构。他指出1874年：如果一个C原子上连有四个不同的原子或基团，它们在空间可有两种不同的排列方式，例如：
1808年：E. Malus , 随后 Biot 等发现有些晶体有 旋光性，溶解后无旋光性-与晶体结构有关 1848年：Pasteur(巴黎师大) 发现酒石酸钠铵有两种 晶体，分开溶解得两种旋光方向相反的溶 液，其旋光性与晶体性质无关→是分子中 不对称结构引起的 1874年：范霍夫提出碳原子的四面体结构。他指出 如果一个C原子上连有四个不同的原子或 基团，它们在空间可有两种不同的排列 方式，例如： 1、研究历史
下面两个化合物：它们互为实物和镜像的关系，但文不能重合.因此他们是一对异构体，称为对映异构体中COOCOOHHH3CCHOHOH对映异构好比人的左手和右手的关系，因此也把物像不能重合的分子叫手性分子
下面两个化合物：它们互为实物和镜像的关系, 但又 不能重合. 因此他们是一对异构体, 称为对映异构体。 COOH CH3 OH H H3C OH COOH H - - 对映异构好比人的左手和右手的关系，因此也把物 像不能重合的分子叫手性分子
对映异构体的性质一对对映体结构COOHCOOH差别很小，因此它们具有相同的HumHCH3CH3bp，mp，溶解度OHHO等，化学性质也基本相同。很难(S)-(+)-乳酸(R)-(-)-乳酸用一般的物理或mp 53°Cmp 53°C化学方法区分。但它们对平面偏[α]= +3.82[α]= -3.82振光的作用不同：pKa=3.79(25°C)pKa=3.83(25°C)一个可使平面偏振光向右旋，称为右旋体；另一个可使平面偏振光向左旋，称为左旋体。二者旋转角度相同。因此对映异构也叫做旋光异构
对映异构体的性质 (S)-(+)-乳酸 (R)-(-)-乳酸 mp 53oC mp 53oC []D = +3.82 []D = -3.82 pKa=3.79(25oC) pKa=3.83(25oC) 15 15 C HO COOH H CH3 C COOH CH3 H OH 一对对映体结构 差别很小，因此 它们具有相同的 bp，mp，溶解度 等，化学性质也 基本相同。很难 用一般的物理或 化学方法区分。 但它们对平面偏 振光的作用不同： 一个可使平面偏振光向右旋，称为右旋体；另一个可使平 面偏振光向左旋，称为左旋体。二者旋转角度相同。因此 对映异构也叫做旋光异构
光学活性二2对映异构体的物理性质1、偏振光和比旋光度光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直*平面偏振光如果让光通过一个象栅栏一样的Nicol棱镜（起偏镜）就不是所有方向的光都能通过，只有与棱镜晶轴方向平行的光才能通过。这样，透过棱晶的光就只能在一个方向上振动，象这种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
二2对映异构体的物理性质——光学活性 1、偏振光和比旋光度 光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直 如果让光通过一个象栅栏一样的 Nicol 棱镜 (起偏 镜)就不是所有方向的光都能通过，只有与棱镜晶轴方 向平行的光才能通过。这样，透过棱晶的光就只能在 一个方向上振动，象这种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。 平面偏振光
那么，偏振光能否透过第二个Nicol棱镜（检偏镜取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；否则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装入两种不同的物质：亮暗亮恭丙酸乳酸*
那么，偏振光能否透过第二个Nicol 棱镜 (检偏镜) 取决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透过；否 则不能通过。如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里 面装入两种不同的物质： 亮 丙 酸 α 亮 暗 乳 酸
旋光性物质和旋光度：能使偏振光振动面旋转的物质，叫旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，以α表示顺时针右旋，以“d”或“+”表示。其旋光方向逆时针左旋，以“I”或“_”表示。因旋光度受温度、光源、浓度、管长等因素的影响，为了便于比较，常用比旋光度[α]来表示式中：α为试样的旋光度；c为试样的浓度（g/ml）；α[αl,=x]l为盛液管的长度（dm）；t测样时的温度；用钠光D表示。入为光源的波长
旋光性物质和旋光度： 能使偏振光振动面旋转的物质，叫旋光性物质。 使偏振光旋转的角度，称为旋光度，以 表示。 其旋光方向 顺时针 右旋，以 “ d ” 或 “ + ” 表示。 逆时针 左旋，以“ l ” 或 “ ” 表示。 因旋光度受温度、光源、浓度、管长等因素的影响，为 了便于比较，常用比旋光度[]来表示： = α α c l t λ Ⅹ 式中： α 为试样的旋光度； c 为试样的浓度（g /ml）; l 为盛液管的长度（dm）； t 测样时的温度； 为光源的波长，用钠光D表示