COOH H CH3 OH H CH3 OH COOH
。
纸面上转动90
。
＝
对映体
（3）固定一个基团，另外三个基团按顺时针或逆时 针方向依次调换位置，构型保持不变。
COOH
固定羧基
COOH
其它依次调换位置
H CH3
OH
CH3 OH
H
（4）任意两个基团对调奇数次，构型变为其对映体。 任意两个基团对调偶数次，构型不变。
对映体间的区别
旋光方向相反，生理功能不一样。 例如： 1. 右旋葡萄糖具有营养价值，而左旋葡萄糖无营养。 2. 左旋氯霉素为抗菌消炎药，右旋氯霉素为无药效等。 3. 芬必得中的有效成分布洛芬，只是S-异构体有镇痛 作用。
CH3 (CH3)2CHCH2
* CHCOOH
布洛芬
4. 许多香料，对映异构体的气味很不相同。R-香芹酮 有清凉的留兰香气味，而S-香芹酮则有药草的气息。
IV
内消旋体：含有手性碳原子，但分子具有对称面而不 具有旋光性的化合物，用meso表示。
乳酸：一个手性碳原子----2个旋光异构体
氯代苹果酸：二个不相同手性碳原子---4个旋光异构体
酒石酸：二个相同手性碳原子----3个旋光异构体
旋光异构体数目跟手性碳原子数目有关。若含n个 不同的手性碳原子，则该化合物最多可以有2n个旋光 异构体，且有2n-1个外消旋体。
表6-2 氯代苹果酸的物理性质
二、含两个相同手性碳原子化合物的旋光异构
* * 例:酒石酸 HOOC-CH-CH-COOH的立体异构 OH OH
I
II
III
IV
(2R,3R)
(2S,3S)
(2R,3S)
(2S,3R)
I和II是对映体。III和IV也互为镜像关系，但能重 合，它们是同一种物质。
III
3. 旋光度--偏振光振动平面旋转的角度为旋光度。用“α” 表示。与溶液浓度、盛液管的长度、温度、光波的波长以 及溶剂的性质有关。
4. 右旋物质--能使偏振光的振动方向向右旋转的物质。 用 “+” 表示右旋（顺时针方向）。 5. 左旋物质--能使偏振光的振动方向向左旋转的物质。 用 “ ” 表示左旋（逆时针方向）。
D,L标记法是根据人为规定的标准物确定构型的方 法（也称相对构型），直到1951年毕育特等人用X射 线衍射法测定了右旋酒石酸铷钾的真实构型（也称绝 对构型），千万个旋光化合物的真实构型才得以确定。
D,L标记法本身不完善，具有一定的局限性， 无法满足复杂有机化合物立体构型的确定，比如环 状化合物等。除了糖类、氨基酸类等化合物仍沿用 外，近年来已为新的R,S标记法代替。
镜面
W Y Z C X
对映异构体（对映体）：呈实物和镜像关系的异构体。 • 只含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子，具 有一对对映体，对映体都有旋光性，旋光度相同，但 旋光方向相反。对映异构也称为旋光异构。
左旋乳酸： [α]
25 D 25 D
＝－ 3.82° （水），如发酵得到的。
右旋乳酸： [α]
重点：1. 旋光性与分子结构的关系；2. 旋光异构 体构型表示方法和标记方法。 难点：1. 旋光性与分子结构的关系；2. 旋光异构 体构型表示方法和标记方法。 学时：4学时
第六章
旋光异构
§6－1 物质的旋光性 §6－2 旋光性与分子结构的关系 §6－3 含一个手性碳原子化合物的旋光异构
§6－4 含二个手性碳原子化合物的旋光异构
投影式是用平面式来代表三度空间的立体结构。 一对对映体的模型可以任意翻转，但应用投影式时不 能任意翻转。
费歇尔投影式的转换规则
。 （1）在纸面上转动180,构型不变。
COOH H CH3 OH HO CH3 H COOH
（2）在纸面上转动90 ，或者在离开纸面上转动 。 180 ，就变为其对映体。
② 若最小的基团在横键上 c a b d d b c a
R S 基团次序为：a>b>c>d
除了最小基团以外的其余三个基团，递减排列顺 序为逆时针的是R构型，顺时针的是S构型。
练习：
R
S
注意
构型和旋光方向没有联系。
原因：旋光方向是化合物的固有的性质，而构 型标记是人为的规定。但有一点是肯定的，对映体 中一个化合物是左旋的，另一个必定是右旋的；一 个构型为R，它的对映体构型必然为S。
溶解度（水） 溶 溶 溶
pKa(25 ℃) 3.97 3.97 3.97
二、构型的表示法
1. 透视式
•将手性碳原子表示在纸面上，用实线表示在纸面 上的键，虚楔型线表示伸向纸后方的键，用实楔型 线表示伸向纸前方的键。
COOH CH3 C H OH HO H COOH C CH3
对映体
2. 费歇尔投影式
§6－4 含有二个手性碳原子的化合物的旋光异构 一、含两个不相同手性碳原子化合物的旋光异构
* * 例:2-羟基-3-氯丁二酸 HOOC-CH-CH-COOH的立体异构 OH Cl
I
对映体
II
III
对映体
IV
(2R,3R)
(2S,3S)
(2R,3S)
(2S,3R)
Ⅱ
Ⅲ
非对映异构体：不呈镜像关系的旋光异构体。
§6－5 环状化合物的旋光异构 §6－6 不含手性碳原子化合物的旋光异构
同分异构现象可分为两大类：构造异构和立体异构。
一、构造异构 构造异构是指具有相同的分子式，而分子中原子 结合的顺序和连接方式不同而产生的异构。
碳架异构 位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构 如：丁烷和异丁烷 如：丙醇和异丙醇 如：甲醚和乙醇 如：乙烯醇和乙醛
＝＋ 3.82° （水），肌肉运动产生的。
酸牛奶中得到的乳酸无旋光性。 等量的左旋体和右旋体的混合物，用＋来表示。 外消旋体：
表6－1 乳酸对映体和外消旋体性质比较 化合物 (+)-乳酸 (-)-乳酸 (+ )-乳酸 熔点/℃ 53 53 18 比旋光度[α] +3.82 -3.82 无旋光性
25 D
CHO
* CH CHCH CHCH
3 2
3
CH3
OH
H H H
*C *C *C
OH OH OH
CH2OH
§6－3 含有一个手性碳原子的化合物的旋光异构 一、对映异构和外消旋体 *
* 例: 乳酸(2-羟基丙酸CH3-CHOH-COOH)的立体结构：
乳酸的分子模型图
两个乳酸模型不能重合
W C X Z Y
§ 6－1 物质的 旋光性
一、偏振光和旋光性
偏振光 普通光
暗
尼可尔棱镜
平面偏振光：仅在一个平面上振动的光叫做平面偏振 光，简称偏振光。
盛液管 偏振光 尼可尔棱镜 普通光
如：酒精、乙醚 如：乳酸、葡萄糖
1. 旋光性--能旋转偏振光的振动方向的性质叫旋光性。 2. 旋光性物质（或叫光活性物质）--具有旋光性的物质。
§ 6－2 旋光性与分子结构的关系
一、手性
物质的旋光性是由分子的特殊结构引起的。 那么旋光性分子具有怎样的结构特点呢？
实验证明，如果某种分子不能与其镜像完全 重叠，这种分子就具有旋光性。 手性（手征性）：实物与其自身镜像不能重叠的性质。
镜像与手性的概念
左手和右手不能重合
左右手互为ห้องสมุดไป่ตู้像
在立体化学中，不能与镜像重合的分子叫手性分 子，而能重合的叫非手性分子。
•乳酸的两种异构体的关系象左手和右手一样，它们 •分子的手性是物质具有旋光性的必要和充分条件。 不能相互重合，但却互为镜像，所以乳酸是手性分子， 具有旋光性。 二、 对称因素
•手性分子的一般判断：只要一个分子无对称面、对称中心或 对称轴等对称因素，就可断定它是手性分子，具有旋光性。
1. 对称面(镜面) 假如分子中有一平面，它可以把分子分成互为镜 像的两半，这个平面就是对称面。
COOH H OH CH3
对调一次
COOH HO CH3 H
对调再一次
CH3 HO H COOH
对映体
原化合物
三、构型标记法
（1）D,L标记法
D,L标记法是指以甘油醛的构型为标准确定构型的方法。 构型是指立体异构体中原子或基团在空间的排列顺序。 * OHCCHCH2OH
OH
甘油醛
D-(＋)-甘油醛
（2）R,S标记法
R,S标记法是根据跟手性碳原子所连接的四个基 团在空间的真实排列来标记构型的方法。 R,S标记原则 ①定次序：将与手性碳原子上的四个原子或基团根据 “次序规则”，从大到小递减顺序排列。
COOH H
C
CH3 OH
OH > COOH > CH3 > H
②定方向：将排在最后的原子或基团放在离眼睛最远 的位置，其余三个原子或基团指向观察者。
二、立体异构
立体异构是指具有相同的分子式，相同的原子连接顺 序，但原子或基团有不同空间排列方式所引起的异构。 研究分子的立体结构及其立体结构对其性质影响的部 分叫做立体化学，立体化学是有机化学的重要组成部分。
构象异构 立体异构 顺反异构 构型异构
旋光异构
顺反异构
CH3 CH3 CH3
CH3
顺-1,4-二甲基环己烷
构型异构和构象异构的区别：
构型异构体的相互转化需要断裂价键，它们之间的转化 需要高的活化能，不同构型的分子是可以稳定存在。
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，它们之间的转化不需高的活化能，室温 下不能够分离构象异构体。
旋光异构
分子式和结构式相同，但对平面偏振光的旋光 性能不同的异构现象。
复习巩固
一、卤代烯烃和卤代芳烃分类和活性分 析
1. 完成下列方程式