第八章立体化学 分子式相同而结构式不同的异构叫做同分异构,同分异构包括构造异构(也称结构异构 和立体异构。构造异构是指分子中原子或官能团的连接顺序或方式不同而产生的异构,包括 碳链异构、官能团异构、位置异构和互变异构。立体异构是指分子中原子或官能团的连接顺 序或方式相同,但在空间的排列方式不同而产生的异构,包括构象异构、顺反异构和旋光异 构(也称对映异构)。顺反异构和旋光异构又叫做构型异构,它与构象异构的区别是:构型 异构体的相互转化需要断裂价键,室温下能够分离异构体:而构象异构体的相互转化是通过 碳碳单键的旋转来完成的,不必断裂价键,室温下不能够分离异构体。 有机化学是以分子结构与其性质之间的关系为基础的一门学科,从三维空间来研究分子 的结构对于研究有机反应机理、设计不对称合成、阐明有机化合物的结构与生理功能的关系 等都有重要意义。在本章中,将学习怎样预测旋光异构体的存在,怎样表示和标记它们的构 型,怎样比较它们的性质,以及简单地介绍怎样研究反应机理和怎样将它们分开等, 81分子的手性和对映体 当在某一平面上振动的偏振光通过某些物质(如水、乙醇、氯仿)时,其振动平面不 发生改变,而当通过另一些物质(如乳酸、甘油醛、2-氯丁烷)时,其振动平面会发生旋 转。物质的这种能使偏振光的振动平面发生旋转的性质叫做旋光性,具有旋光性的物质叫 做旋光性物质,也称光学活性物质。 母)一 旋光性物质 转后的偏振光 旋光性物质能使偏振光旋转 1.对称性与对称性因素 为什么有的物质没有旋光性,而有的物质却有呢?物质的性质是与其结构紧密相关的, 所以,物质的旋光性必定是由于其分子的特殊结构引起的。那么,具有怎样结构的分子才具 有旋光性呢? 实验证明,如果某种分子不能与其镜影完全重叠,这种分子就具有旋光性。分子这种实 物与其镜影不能完全重叠的特殊性质叫做分子的手征性,简称手性,就像人的左右手互为实 物和镜影的关系,但二者不能完全重叠一样 左右手互为实物和镜影的关系,但二者不能完全重叠 具有手性的分子叫做手征性分子,简称手性分子。要判断一个分子是否具有手性,最直 观和最靠得住的方法,是制作该分子的实物和镜影两个模型,观察它们是否能够完全重叠 但这种方法不太方便,特别是当分子很大很复杂时更是如此。常用的方法是研究分子的对称 性,根据分子的对称性来判断其是否具有手性。 在有机化学中,一般采用对称面和对称中心这两个对称因素来考察分子的对称性。如 果分子中存在对称面或对称中心,这样的分子就没有手性,也不具有旋光性。如果分子中第八章 立体化学 分子式相同而结构式不同的异构叫做同分异构，同分异构包括构造异构（也称结构异构） 和立体异构。构造异构是指分子中原子或官能团的连接顺序或方式不同而产生的异构，包括 碳链异构、官能团异构、位置异构和互变异构。立体异构是指分子中原子或官能团的连接顺 序或方式相同，但在空间的排列方式不同而产生的异构，包括构象异构、顺反异构和旋光异 构（也称对映异构）。顺反异构和旋光异构又叫做构型异构，它与构象异构的区别是：构型 异构体的相互转化需要断裂价键，室温下能够分离异构体；而构象异构体的相互转化是通过 碳碳单键的旋转来完成的，不必断裂价键，室温下不能够分离异构体。 有机化学是以分子结构与其性质之间的关系为基础的一门学科，从三维空间来研究分子 的结构对于研究有机反应机理、设计不对称合成、阐明有机化合物的结构与生理功能的关系 等都有重要意义。在本章中，将学习怎样预测旋光异构体的存在，怎样表示和标记它们的构 型，怎样比较它们的性质，以及简单地介绍怎样研究反应机理和怎样将它们分开等。 8.1 分子的手性和对映体 当在某一平面上振动的偏振光通过某些物质（如水、乙醇、氯仿）时，其振动平面不 发生改变，而当通过另一些物质（如乳酸、甘油醛、2-氯丁烷）时，其振动平面会发生旋 转。物质的这种能使偏振光的振动平面发生旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫 做旋光性物质，也称光学活性物质。 偏振光 旋光性物质 旋转后的偏振光 旋光性物质能使偏振光旋转 1．对称性与对称性因素 为什么有的物质没有旋光性，而有的物质却有呢？物质的性质是与其结构紧密相关的， 所以，物质的旋光性必定是由于其分子的特殊结构引起的。那么，具有怎样结构的分子才具 有旋光性呢？ 实验证明，如果某种分子不能与其镜影完全重叠，这种分子就具有旋光性。分子这种实 物与其镜影不能完全重叠的特殊性质叫做分子的手征性，简称手性，就像人的左右手互为实 物和镜影的关系，但二者不能完全重叠一样。 左右手互为实物和镜影的关系，但二者不能完全重叠 具有手性的分子叫做手征性分子，简称手性分子。要判断一个分子是否具有手性，最直 观和最靠得住的方法，是制作该分子的实物和镜影两个模型，观察它们是否能够完全重叠。 但这种方法不太方便，特别是当分子很大很复杂时更是如此。常用的方法是研究分子的对称 性，根据分子的对称性来判断其是否具有手性。 在有机化学中，一般采用对称面和对称中心这两个对称因素来考察分子的对称性。如 果分子中存在对称面或对称中心，这样的分子就没有手性，也不具有旋光性。如果分子中