费歇尔投影式、透视式 (伞形式、锲形式)、锯架式、纽曼投影式 广东药学院 主讲人: 申东升
Fischer投影式的转换规则
1. 不能离开纸面翻转。翻转180 ，变成其对映 体。
。
2. 在纸面上转动90 , 270 ，变成其对映体。
3. 在纸面上转动180 构型不变。 4. 保持1个基团固定，而把其它三个基团顺时 针或逆时针地调换位置，构型不变。 5. 任意两个基团调换偶数次，构型不变。
H在横线上，a>b>c顺时针为S构型 a>b>c反时针为R构型
COOH OH H CH3
R型
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OH CH3 COOH H
R型
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试判断构型（投影式）
CH3 Br H C2H5
Br C2H5 H CH3
CH3 Br H C2H5
S
S
R
H C2H5 Br CH 3
S
C2H5 CH 3 H Br
3.4.2 比旋光度
偏振光旋转的角度α 称为旋光度。旋光度
α 与盛液管长度、溶液浓度、光源波长、检测定温
度、所用溶剂的关系。通常用比旋光度[α ]来表示 物质的旋光属性。公式如下：

t
B l
α : 旋光仪的旋光度 ρ B: 质量浓度(g/ml) l: 盛液管长度 Tt: 测定温度 λ : 光源波长
右旋物质--能使偏正光的振动方向向右旋的物质.通常用 “+” 表示右旋.
左旋物质--能使偏正光的振动方向向左旋的物质.通常用 “-” 表示左旋. 旋光度-- 偏正光振动方向的旋转角度.用“”表示.
应该指出，Ｄ／Ｌ、Ｒ／Ｓ 构型与手性分子的旋 光方向（ ＋） ／（ －）之间没有必然联系。
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构造异构
碳架异构 （丁烷与异丁烷） 官能团异构 （乙醇与二甲醚、丙酮与丙醛） 官能团位置异构（1-丁醇与2-丁醇、丙醇与异丙醇）
(互变异构、价键异构)
同分异构 构象异构（乙烷的重叠式与交叉式、
环己烷的椅式与船式）
立体异构 对映异构（R/S、D/L）
构型异构 顺反异构（烯烃的Z/E、 有2个取代基的烷烃）
首先弄清与手性碳原子相连的四个原子或基的优 先排列次序，然后把排列次序最小的放在距观察者最 远的地方，再看其它三个基的排列位置，如果由大到 小是顺时针排列的，是R型，反时针方向是S型。
OH Eye
OH Eye
C C 2H 5 H CH3
H
C CH3 C 2H5
(R)-2-丁醇
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(S)-2-丁醇
3.3.1 对映异构体的表示方法
用透视式和投影式
表示对映异构体的最常用方法是由德国化学家 费歇尔于1891年提出的费歇尔投影法。
该法是以手性碳原子为中心，将与手性碳原子 相连的四个原子或基团中的两个置于水平方向并朝 向观察者，另两个 置于垂直方向并远离观察者， 然后将其向纸面投影。
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学习立体化学的要求
理解精髓 手性碳原子上的四个原子或原子团在空间伸展有且只有 两种相对位置 明确慨念 立体化学 手性分子 拆分 构型 构造 构象异构 物质的旋光性 比旋光度 优势构象 对映异构 内消旋体 手性碳原子 外消旋体
掌握命名
学会判断
R/S构型
立体图式和投影式
投影式中各原子或原子团换位前后所代表的分子的关系 是同一物还是对映体 含2个相同的/不相同的手性碳原子的对映体、非对映体、内消旋 体 、 外消旋体的判断 了解 不含手性碳原子却是手性分子的对映体
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镜象与手性的概念
左手和右手不能叠合
左右手互为镜象
• 一个物体若与自身镜象不能叠合,叫具有手性.
•在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子, 而能叠合的叫非手性分子.
生活中的对 映体-镜象
左右手互为镜象
井冈山风景
桂林风情
3.2.1 对映异构体和手性分子
1、非对映异构体-- 物体与镜像可以重合(为同一物质) 乙醇分子的实物和镜像可以重合
C(CH3)3 > CH2 Cl >
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CH(CH3)2 > CH2 OH >
CH2CH3 >
CH3
CH2 NH2
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(c) 当基团含有双键和三键时, 可以认为双键和三键原子 连接着两个或三个相同的原子。
H (C) CH CH2 相当于 C C H (C) H ( )H H C (C) (C) H 相当于 (C) (C) H H (C) (C) (C) C CH 相当于 C C H (C) (C)
D，L构型仅是人为规定，与对映体的 旋光方向无关，该命名法具有一定的局限 性。
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CHO H OH CH2OH
HO
CHO H CH2OH
D-甘油醛
经比较后得到名称：
C OO H H OH C H3 D （ ） 乳酸
L-甘油醛
COOH HO H CH3
L （ ） 乳酸
2. R, S-构型表示法
用透视式和投影式
投影式
横向的2个原子团在纸平面前， 竖向的2个原子团在纸平面后
乳酸分子的投影方法
透视式
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2—溴丁烷的投影式
CH3 CH3
Br
H
H
Br
C2 H 5
C2H5
CH3 Br H C2H5
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CH3 H Br C2H5
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横向的2个原子团在纸平面前，竖向的2个原子团 在纸平面后，不能随意改变，只能在纸平面上移动，或 转动180度，否则就成了它的对映体。任一2个换位也成 为它的对映体。
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化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子 相连时，这个化合物在空间可能有两种不同排列， 例如： H
CH3
C Br
CH2CH3
CH3 Br C H C2H5
CH3 H C Br C 2H 5
不同化合物之间的差别在于对平面偏振光的不同，以上两个分子 在空间不能重叠，它们并不是同一种化合物。
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*分子比旋光度
t
比旋光度分子量/100
M
λ
=
λt × 分子量
100
旋光仪中测不出旋光度的化合物不一定是一个没有 旋光性的化合物，也可能是一种等量的右旋体和左 旋体的混合物。
R
Br H C2H5 CH 3
S
3.4 对映异构体的光学性质
3.4.1 平面偏振光
普通光
光是一种电磁波，它振动着 前进，振动方向垂直于前进方向 。普通光在所有可能的平面上振 动。 如果使单色光通过Nicol 棱镜， 只有同棱镜晶轴平行的平面上振动的 光线才可以通过棱镜，因此通过这种 棱镜的光线就只在一个平面上振动， 这种光就是平面偏振光。
(a)、(b)代表的是对映异构体， (a)、(c)则互为同一种化合物。
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如果投影式不离开纸平面旋转180度或其整数倍，则得到的投影式 仍然代表原来的化合物； 若旋转90度或其奇数倍，则投影式代表的化合物为其对映异构体。
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纽曼式、伞形式(透视式)、锯架式等，它们 与费歇尔投影式之间的转换可采用下面的方法进 行。
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R,S命名中取代基的次序规则
(a) 与双键碳原子直接相连的原子按原子序数大小排 列, 大者 “较优”。
I > Br > Cl > S > O > N > C > D > H >
:
(b) 如与双键碳原子直接相连的原子的原子序数相同, 则需再 比较由该原子外推至相邻的第二个原子的原子序数，如仍相 同，继续外推，直到比较出 “较优” 基团为止。
(N ) (C) C N 相当于 C N (N) (C)
优先顺序： C N >
>
C CH >
CH CH2
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R/S的确定
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从立体图式看与从投影式看的方法
1）从立体图式看
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2) 从投影式看
H在竖线上，
a>b>c顺时针为R构型 a>b>c反时针为S构型
CH3 H H C OH HO CH3 C H H
两个分子完全能够重合，即代表同一化合物。 而且在分子中能找到对称面，即没有对映异构。
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2、对映异构体--互为物体与镜像关系的立体异构体 。
2-氯丁烷分子的实物和镜像不能重合
H CH3CH2CH2CH3 CH3 H C2H5 C Cl 对映体 实物与镜像的关系，两者不能重合为手性分子。 凡是手性分子就有对映异构。 Cl Cl2
•
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3.2 对映异构体和手性分子
3.2.0 宇宙是非对称的
如果将构成太阳系的全部物体置于一面随着它 们各种运动而移动的镜子前面，镜子中的影像不能和 实体重合。 生命是由非对称作用所主宰。所有生物物种在 其结构上、在其外部形态上，究其本源都是宇宙非对 称性的产物。
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偏振光平面旋转的度数可用旋光仪测定。
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3.4.3 旋光仪
旋光仪示意图
在盛液管中放入旋 光性物质后，偏振光将发生偏转。 能使偏振光向右旋转的，称为右旋化合物，用(+) 表示； 能 使偏振光向左旋转的，称为左旋化合物，用(-) 表示。