2. 对映异构体
乳酸的结构
镜子 COOH
COOH
透视式 OH
C
H
OH
CH 3
（a）
COOH CH 3-
顺时针排列
C
HO
H
H3C
（b）
反时针排列
分子（a）和分子（b）的关系呢？
在空间的排列上，可以看出他们是不相同的:
H COOH
HO C CH3
H HOOC
C OH H3C
可见，这两个分子是互为物体与镜像 关系，但又不能重合，是两个不同的化合 物，故称为对映异构体，简称对映体。
第五章 立体化学基础
立体化学(Stereochemistry) —— 以三维空间研究分子结构和性质的科学
立体异构
由原子或基团空间排列或取向不同所产生的异构现象。
同分异构
构造异构
碳位官 互 链置能 变 异异团 异 构构异 构
构
立体异构
构型异构 构象异构
对顺 映反 异异 构构
第一节 概述
一、平面偏振光及比旋光度
Answer: 把该物质的浓度减小一倍再测，这时旋光仪读 数将变为以前的一半。
二、对映异构和手性
1. 手性现象
同型号锤 1
同型号锤 2
锤 1 & 锤 2 可以完全重合
锤1
锤 1 镜像
锤 2 & 锤 1 镜像可以完全重合
锤 1 与锤 2 之间的关系相当于锤 1 与其镜像之间的关系。
左手
右手
左右手不能完全重合
手性碳 —— 手性分子的特征
F
H
C Br
Cl
F H C*
Br
连有四个不同基团的碳原子
*
➢ 手性碳(chiral carbon)
➢ 手性中心 (Chiral center)
手性碳标记
Cl
例： CH3C* HC*HCH3 Cl Cl
CH3C* HC* HCH2CH3 Cl Cl
非手性分子
镜像
F
F
Cl
Cl C
H
H C
Cl
对称面
Propanoic acid 有对称面 非手性
CH3
H
H
C
COOH
Lactic acid 无对称面
手性
CH3
H
OH
C
COOH
A
B
C
D
E
A. 甲烷分子有四个对称面（只画了其中一个）； B. 一氯甲烷有类似的三个对称面（只画了其中一个）； C. 二氯甲烷只有两个对称面； D. 氯溴取代甲烷只有唯一的一个对称面； E. 氟氯溴取代甲烷没有对称面。
COOH
转 60o
H
Cl
Cl
Cl
H
Cl
非手性分子
两者 互相 重合
F
H
Cl
Cl
非手性分子：与镜像相重合 （非手性分子不含有手性碳）
非手性分子
Br Cl
Br
Cl
转 180o
Cl Br
Cl Br
两者完 全重合
Br Cl
Cl Br
三、分子结构的对称性与分子的手性关系
1. 对称轴 如果从通过分子中任何一条直线旋转 360°/n,能得到
一个与分子完全重合的图形，则称该直线为该分子的 n 重旋转对称轴。记为Cn
水分子能被一个平面切成互为实物和镜象关系的两
部分，此平面就是该分子的对称面,用σ表示。
H3C
CH3
H HO C COOH
HO C COOH H
H
对称面
C
CH3
Cl
Br2 CH3CH2CH2CH3
hv,
外消旋体性
(racemic mixture)
（旋光性相互抵消——消旋）
➢ 外消旋体表示方式
Br
（） CH3CHCH2CH3
CH3
CH3
H
Br + Br
H
C2H5
C2H5
50%
50%
产物无旋光性
(dl)-2-溴丁烷 ()-2-溴丁烷
光学纯的异构体与外消旋体的物理性质比较
左手
左手的镜像
右手
左手的镜像
可以完全重合
Some Chiral Objects in our Life
蝴蝶的四翅
长瓣兜兰
（每侧两个） (Paphiopedilum dianthum)
左右对称
两侧长瓣左右对称
卡特兰 (Cattleya labiata)
左右对称
这种像左右手互为镜像与实物关系，彼此又
不能重合的现象称为手性（Chirality）。
普通光光波在 各个方向振动
光学活性物质使 偏振光的平面 发生偏转
旋转了α 的角度
普通光变成只在 一个平面振动的 光，故为偏振光
左旋和右旋
➢右旋(dextrorotatory)：使偏振光向顺时针方向偏转，表示为(+)或“d” ➢左旋(levorotatory) ：使偏振光向逆时针方向偏转，表示为(–)或“l”
COOH
at : 实验观察到的旋光度 l : 样品管长度（dm, 分米） c : 样品浓度（g / cm3） t : 测试时温度 : 波长
[a]25D = +12o (水,20%)
( 钠光，D线，=589nm)
(R, R)-(+)-酒石酸
Question: 在旋光管为1dm的旋光仪中，化合物的旋光度 读数为 +45°，你如何确定此物质的旋光度是 +45°，-315° ， +405°（360 + 45°），还 是 +765°？
没有对称面和对称中心 的分子是手性分子，有旋 光性。
判断分子是否具手性的方法 （1）建造一个模型 （2）寻找有无对称面或对称中心 （3）寻找手性碳原子或手性中心
Question:
HOCH2CHCHCH2OH HO OH
第二节 对映异构和非对映异构
一、含一个手性碳原子的化合物
1. 外消旋体和对映异构体的理化性质
3. 手性分子和非手性分子
手性分子
镜像
F
H
Br
Br
Cl
F
转 180o
H Cl
手性分子
两者不 能重合
F
Cl
Br
H
手性分子（chiral molecules）： 有手性现象的分子
手性(chirality)：实物和 其镜像不能重叠的现象
Chiral is derived from the Greek word cheiros, meaning “hand”.
例：
COOH
H
OH
HO
H
COOH
(R, R)-(+)-酒石酸
COOH
HO
H
左旋
H
OH
COOH
(S, S)-(-)-酒石酸
入射光方向 右旋
aa
旋光性物质或光活性物质
光活性分子旋光能力的表示方式 —— 比旋光度 [a]t
[a]t =
a
t
lc
specific rotation
例：
COOH
H
OH
HO
H
具有对称面的分子是非手性分子，无旋光性。
3 对称中心
Br H
H
Cl H
H
Cl
Br
H
H
H3C
H
H CH3
H
H
如果从分子中的 任一原子或原子团 经中心 P 等距离延 长得到具有相同的 另一原子或原子团， 则称该分子具有对 称中心（i）。 具有对称中心的分 子为非手性分子。
中心P
4 结论：
分子的结构与分子手 性的关系——