1、第四章第四章第四章第四章第四章第四章 立体化学（立体化学（立体化学（立体化学（立体化学（立体化学（StereochemistryStereochemistryStereochemistry）立体化学是有机化学的重要组成部分立体化学是有机化学的重要组成部分立体化学是有机化学的重要组成部分立体化学是有机化学的重要组成部分立体化学是有机化学的重要组成部分立体化学是有机化学的重要组成部分.它的主要内容是研究它的主要内容是研究它的主要内容是研究它的主要内容是研究它的主要内容是研究它的主要内容是研究有机化合物分子的三度空间结构有机化合物分子的三度空间结构有机化合物分子的三度空间结构有机化合物分子的三度空间
2、结构有机化合物分子的三度空间结构有机化合物分子的三度空间结构(立体结构立体结构立体结构立体结构立体结构立体结构),),),及其对化合物的及其对化合物的及其对化合物的及其对化合物的及其对化合物的及其对化合物的物理性质和化学反应的影响物理性质和化学反应的影响物理性质和化学反应的影响物理性质和化学反应的影响物理性质和化学反应的影响物理性质和化学反应的影响.立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的
3、次立体异构体的定义：分子中的原子或原子团互相连接的次序相同，但在空序相同，但在空序相同，但在空序相同，但在空序相同，但在空序相同，但在空 间的排列方向不同而引起的异构体。间的排列方向不同而引起的异构体。间的排列方向不同而引起的异构体。间的排列方向不同而引起的异构体。间的排列方向不同而引起的异构体。间的排列方向不同而引起的异构体。本章主要讨论立体化学中的本章主要讨论立体化学中的本章主要讨论立体化学中的本章主要讨论立体化学中的本章主要讨论立体化学中的本章主要讨论立体化学中的对映异构对映异构对映异构对映异构对映异构对映异构.构造异构构造异构构造异构构造异构构造异构构造异构constitutional
4、constitutionalconstitutional立体异构立体异构立体异构立体异构立体异构立体异构Stereo-Stereo-Stereo-碳链异构碳链异构碳链异构碳链异构碳链异构碳链异构(如如如如如如:丁烷丁烷丁烷丁烷丁烷丁烷/异丁烷异丁烷异丁烷异丁烷异丁烷异丁烷)官能团异构官能团异构官能团异构官能团异构官能团异构官能团异构(如如如如如如:醚醚醚醚醚醚/醇醇醇醇醇醇)位置异构位置异构位置异构位置异构位置异构位置异构(如如如如如如:辛醇辛醇辛醇辛醇辛醇辛醇/仲辛醇仲辛醇仲辛醇仲辛醇仲辛醇仲辛醇)构型异构构型异构构型异构构型异构构型异构构型异构configurationalconfigur
5、ationalconfigurational构象异构构象异构构象异构构象异构构象异构构象异构conformationalconformationalconformational顺反顺反顺反顺反顺反顺反,Z,Z,Z、E E E异构异构异构异构异构异构对映非对映异构对映非对映异构对映非对映异构对映非对映异构对映非对映异构对映非对映异构同分异构同分异构同分异构同分异构同分异构同分异构isomerismisomerismisomerism同分异构现象同分异构现象同分异构现象同分异构现象同分异构现象同分异构现象202020世纪世纪世纪世纪世纪世纪606060年代的年代的年代的年代的年代的年代的“反应停反
6、应停反应停反应停反应停反应停”事件，是一个典型的药物导致胎事件，是一个典型的药物导致胎事件，是一个典型的药物导致胎事件，是一个典型的药物导致胎事件，是一个典型的药物导致胎事件，是一个典型的药物导致胎儿畸形的例子。当时一家西德药厂生产了一种治疗早期妊娠儿畸形的例子。当时一家西德药厂生产了一种治疗早期妊娠儿畸形的例子。当时一家西德药厂生产了一种治疗早期妊娠儿畸形的例子。当时一家西德药厂生产了一种治疗早期妊娠儿畸形的例子。当时一家西德药厂生产了一种治疗早期妊娠儿畸形的例子。当时一家西德药厂生产了一种治疗早期妊娠反应的新药，有很好的止吐作用。许多有呕吐反应的早期妊反应的新药，有很好的止吐作用。许多有呕
7、吐反应的早期妊反应的新药，有很好的止吐作用。许多有呕吐反应的早期妊反应的新药，有很好的止吐作用。许多有呕吐反应的早期妊反应的新药，有很好的止吐作用。许多有呕吐反应的早期妊反应的新药，有很好的止吐作用。许多有呕吐反应的早期妊娠妇女，服用此药后，可迅速把妊娠反应性呕吐停住，因而娠妇女，服用此药后，可迅速把妊娠反应性呕吐停住，因而娠妇女，服用此药后，可迅速把妊娠反应性呕吐停住，因而娠妇女，服用此药后，可迅速把妊娠反应性呕吐停住，因而娠妇女，服用此药后，可迅速把妊娠反应性呕吐停住，因而娠妇女，服用此药后，可迅速把妊娠反应性呕吐停住，因而取名为取名为取名为取名为取名为取名为“反应停反应停反应停反应停反应
8、停反应停”。由于止吐效果显著，颇受早孕妇女的欢。由于止吐效果显著，颇受早孕妇女的欢。由于止吐效果显著，颇受早孕妇女的欢。由于止吐效果显著，颇受早孕妇女的欢。由于止吐效果显著，颇受早孕妇女的欢。由于止吐效果显著，颇受早孕妇女的欢迎。在很短的时间里便风靡全世界。特别是在十几个经济比迎。在很短的时间里便风靡全世界。特别是在十几个经济比迎。在很短的时间里便风靡全世界。特别是在十几个经济比迎。在很短的时间里便风靡全世界。特别是在十几个经济比迎。在很短的时间里便风靡全世界。特别是在十几个经济比迎。在很短的时间里便风靡全世界。特别是在十几个经济比较发达的国家内，成为非常畅销的药。但是随后不久，这些较发达的国
9、家内，成为非常畅销的药。但是随后不久，这些较发达的国家内，成为非常畅销的药。但是随后不久，这些较发达的国家内，成为非常畅销的药。但是随后不久，这些较发达的国家内，成为非常畅销的药。但是随后不久，这些较发达的国家内，成为非常畅销的药。但是随后不久，这些国家内不断出生了许多没有胳膊也没有腿的海豹样新生婴儿。国家内不断出生了许多没有胳膊也没有腿的海豹样新生婴儿。国家内不断出生了许多没有胳膊也没有腿的海豹样新生婴儿。国家内不断出生了许多没有胳膊也没有腿的海豹样新生婴儿。国家内不断出生了许多没有胳膊也没有腿的海豹样新生婴儿。国家内不断出生了许多没有胳膊也没有腿的海豹样新生婴儿。仅在生产此药的西德，仅在生
10、产此药的西德，仅在生产此药的西德，仅在生产此药的西德，仅在生产此药的西德，仅在生产此药的西德，101010个月中，就有个月中，就有个月中，就有个月中，就有个月中，就有个月中，就有550055005500多个这样的怪胎多个这样的怪胎多个这样的怪胎多个这样的怪胎多个这样的怪胎多个这样的怪胎出生。在英国也在短时间内，登记到的这种怪胎就有出生。在英国也在短时间内，登记到的这种怪胎就有出生。在英国也在短时间内，登记到的这种怪胎就有出生。在英国也在短时间内，登记到的这种怪胎就有出生。在英国也在短时间内，登记到的这种怪胎就有出生。在英国也在短时间内，登记到的这种怪胎就有400040004000多多多多多多个
11、。日本也发现个。日本也发现个。日本也发现个。日本也发现个。日本也发现个。日本也发现300300300多个。多个。多个。多个。多个。多个。引言引言引言引言引言引言NOONOOHHNOONHOOHRS镇静作用镇静作用镇静作用镇静作用镇静作用镇静作用强烈致畸作用强烈致畸作用强烈致畸作用强烈致畸作用强烈致畸作用强烈致畸作用 反应停反应停反应停反应停反应停反应停（halidomidehalidomidehalidomide，-苯肽茂二酰亚胺，塞利多米苯肽茂二酰亚胺，塞利多米苯肽茂二酰亚胺，塞利多米苯肽茂二酰亚胺，塞利多米苯肽茂二酰亚胺，塞利多米苯肽茂二酰亚胺，塞利多米 ）后来经研究发现，反应停是消旋体，
12、其右旋体有镇静作用，后来经研究发现，反应停是消旋体，其右旋体有镇静作用，后来经研究发现，反应停是消旋体，其右旋体有镇静作用，后来经研究发现，反应停是消旋体，其右旋体有镇静作用，后来经研究发现，反应停是消旋体，其右旋体有镇静作用，后来经研究发现，反应停是消旋体，其右旋体有镇静作用，而左旋体对胚胎有很强的致畸作用。手性药物疗效的极大差而左旋体对胚胎有很强的致畸作用。手性药物疗效的极大差而左旋体对胚胎有很强的致畸作用。手性药物疗效的极大差而左旋体对胚胎有很强的致畸作用。手性药物疗效的极大差而左旋体对胚胎有很强的致畸作用。手性药物疗效的极大差而左旋体对胚胎有很强的致畸作用。手性药物疗效的极大差异促进了
13、手性药物的研究开发与及分离分析的发展。目前普异促进了手性药物的研究开发与及分离分析的发展。目前普异促进了手性药物的研究开发与及分离分析的发展。目前普异促进了手性药物的研究开发与及分离分析的发展。目前普异促进了手性药物的研究开发与及分离分析的发展。目前普异促进了手性药物的研究开发与及分离分析的发展。目前普遍使用的遍使用的遍使用的遍使用的遍使用的遍使用的200020002000多种合成药物中有多种合成药物中有多种合成药物中有多种合成药物中有多种合成药物中有多种合成药物中有600600600余种为手性药物，而活余种为手性药物，而活余种为手性药物，而活余种为手性药物，而活余种为手性药物，而活余种为手性
14、药物，而活性的单一对映体药物不足性的单一对映体药物不足性的单一对映体药物不足性的单一对映体药物不足性的单一对映体药物不足性的单一对映体药物不足100100100种，其余的种，其余的种，其余的种，其余的种，其余的种，其余的500500500余种都是左右旋余种都是左右旋余种都是左右旋余种都是左右旋余种都是左右旋余种都是左右旋混在一起的消旋体药物。混在一起的消旋体药物。混在一起的消旋体药物。混在一起的消旋体药物。混在一起的消旋体药物。混在一起的消旋体药物。199719971997年，全世界年，全世界年，全世界年，全世界年，全世界年，全世界100100100个热销药中，有个热销药中，有个热销药中，有个
15、热销药中，有个热销药中，有个热销药中，有505050个是单一对映体（手个是单一对映体（手个是单一对映体（手个是单一对映体（手个是单一对映体（手个是单一对映体（手性药物），手性药物已占世界医药市场的半壁江山。从市场性药物），手性药物已占世界医药市场的半壁江山。从市场性药物），手性药物已占世界医药市场的半壁江山。从市场性药物），手性药物已占世界医药市场的半壁江山。从市场性药物），手性药物已占世界医药市场的半壁江山。从市场性药物），手性药物已占世界医药市场的半壁江山。从市场前景来看，手性药物研制大有可为。前景来看，手性药物研制大有可为。前景来看，手性药物研制大有可为。前景来看，手性药物研制大有可为。
16、前景来看，手性药物研制大有可为。前景来看，手性药物研制大有可为。4.1 4.1 4.1 手性和对映体手性和对映体手性和对映体手性和对映体手性和对映体手性和对映体镜象与手性的概念镜象与手性的概念镜象与手性的概念镜象与手性的概念镜象与手性的概念镜象与手性的概念 一个物体若与自身镜象不能叠合一个物体若与自身镜象不能叠合一个物体若与自身镜象不能叠合一个物体若与自身镜象不能叠合一个物体若与自身镜象不能叠合一个物体若与自身镜象不能叠合,叫具有叫具有叫具有叫具有叫具有叫具有手性手性手性手性手性手性.在立体化学中在立体化学中在立体化学中在立体化学中在立体化学中在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子不能与
17、镜象叠合的分子叫手性分子不能与镜象叠合的分子叫手性分子不能与镜象叠合的分子叫手性分子不能与镜象叠合的分子叫手性分子不能与镜象叠合的分子叫手性分子,而能叠合而能叠合而能叠合而能叠合而能叠合而能叠合的叫的叫的叫的叫的叫的叫非手性分子非手性分子非手性分子非手性分子非手性分子非手性分子.生活中的一些手性物体生活中的一些手性物体生活中的一些手性物体生活中的一些手性物体生活中的一些手性物体生活中的一些手性物体例例例例例例:乳酸乳酸乳酸乳酸乳酸乳酸(2-(2-(2-羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸羟基丙酸CH3-CHOH-COOH)CH3-CHOH-COOH)CH3-CHOH-COOH)的立体结构：
18、的立体结构：的立体结构：的立体结构：的立体结构：的立体结构：乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样乳酸的两个模型的关系象左手和右手一样,它们不能相互叠它们不能相互叠它们不能相互叠它们不能相互叠它们不能相互叠它们不能相互叠合合合合合合,但却互为镜象但却互为镜象但却互为镜象但却互为镜象但却互为镜象但却互为镜象.分子的对称性与手性的关系分子的对称性与手性的关系分子的对称性与手性的关系分子的对称性与手性的关系分子的对称性与手性的关系分子的对称性与手性的关系考察分
19、子的对称性就能判断它是否具有手性。考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。考察分子的对称性就能判断它是否具有手性。(1)(1)(1)对称轴对称轴对称轴对称轴对称轴对称轴(旋转轴旋转轴旋转轴旋转轴旋转轴旋转轴)设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转360/n360/
20、n360/n后后后后后后,(n=(n=(n=正整数正整数正整数正整数正整数正整数),),),得到的分子与原来的分子相同得到的分子与原来的分子相同得到的分子与原来的分子相同得到的分子与原来的分子相同得到的分子与原来的分子相同得到的分子与原来的分子相同,这条直线就是这条直线就是这条直线就是这条直线就是这条直线就是这条直线就是n n n重重重重重重对称轴对称轴对称轴对称轴对称轴对称轴.有有有有有有2 2 2重对称轴的分子重对称轴的分子重对称轴的分子重对称轴的分子重对称轴的分子重对称轴的分子(2-(2-(2-丁烯丁烯丁烯丁烯丁烯丁烯)(2)(2)(2)(2)(2)(2)对称面对称面对称面对称面对称面对
21、称面(镜面镜面镜面镜面镜面镜面)有对称面的分子有对称面的分子有对称面的分子有对称面的分子有对称面的分子有对称面的分子设想分子中有一平面设想分子中有一平面设想分子中有一平面设想分子中有一平面设想分子中有一平面设想分子中有一平面,它它它它它它可以把分子分成互为镜可以把分子分成互为镜可以把分子分成互为镜可以把分子分成互为镜可以把分子分成互为镜可以把分子分成互为镜象的两半象的两半象的两半象的两半象的两半象的两半,这个平面就是这个平面就是这个平面就是这个平面就是这个平面就是这个平面就是对称面对称面对称面对称面对称面对称面.(3)(3)(3)对称中心对称中心对称中心对称中心对称中心对称中心设想分子中有一个
22、点设想分子中有一个点设想分子中有一个点设想分子中有一个点设想分子中有一个点设想分子中有一个点,从分子中任何从分子中任何从分子中任何从分子中任何从分子中任何从分子中任何一个原子出发一个原子出发一个原子出发一个原子出发一个原子出发一个原子出发,向这个点作一直线向这个点作一直线向这个点作一直线向这个点作一直线向这个点作一直线向这个点作一直线,再再再再再再从这个点将直线延长出去从这个点将直线延长出去从这个点将直线延长出去从这个点将直线延长出去从这个点将直线延长出去从这个点将直线延长出去,则在与该则在与该则在与该则在与该则在与该则在与该点前一线段等距离处点前一线段等距离处点前一线段等距离处点前一线段等距
23、离处点前一线段等距离处点前一线段等距离处,可以遇到一个可以遇到一个可以遇到一个可以遇到一个可以遇到一个可以遇到一个同样的原子同样的原子同样的原子同样的原子同样的原子同样的原子,这个点就是对称中心这个点就是对称中心这个点就是对称中心这个点就是对称中心这个点就是对称中心这个点就是对称中心.(4)(4)(4)交替对称轴交替对称轴交替对称轴交替对称轴交替对称轴交替对称轴(旋转反映轴旋转反映轴旋转反映轴旋转反映轴旋转反映轴旋转反映轴)设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线设想分子中有一条直线,当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转当分子
24、以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转当分子以此直线为轴旋转360/n360/n360/n后后后后后后,再用一个与此直线垂直的平面进行反映再用一个与此直线垂直的平面进行反映再用一个与此直线垂直的平面进行反映再用一个与此直线垂直的平面进行反映再用一个与此直线垂直的平面进行反映再用一个与此直线垂直的平面进行反映(即作出镜象即作出镜象即作出镜象即作出镜象即作出镜象即作出镜象),),),如果如果如果如果如果如果得到的镜象与原来的分子完全相同得到的镜象与原来的分子完全相同得到的镜象与原来的分子完全相同得到的镜象与原来的分子完全相同得到的镜象与原来的分子完全相同得到的镜象与原来的分子
25、完全相同,这条直线就是交替对称这条直线就是交替对称这条直线就是交替对称这条直线就是交替对称这条直线就是交替对称这条直线就是交替对称轴轴轴轴轴轴.4 4 4()旋转旋转旋转旋转旋转旋转909090后得后得后得后得后得后得(),(),(),()作镜象得作镜象得作镜象得作镜象得作镜象得作镜象得(),(),(),()等于等于等于等于等于等于()有有有有有有4 4 4重交替对称轴的分子重交替对称轴的分子重交替对称轴的分子重交替对称轴的分子重交替对称轴的分子重交替对称轴的分子 对称性与手性的关系对称性与手性的关系对称性与手性的关系对称性与手性的关系对称性与手性的关系对称性与手性的关系:非手性分子非手性分子
26、非手性分子非手性分子非手性分子非手性分子凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子凡具有对称面、对称中心或交替对称轴的分子.手性分子手性分子手性分子手性分子手性分子手性分子既没有对称面既没有对称面既没有对称面既没有对称面既没有对称面既没有对称面,又没有对称中心又没有对称中心又没有对称中心又没有对称中心又没有对称中心又没有对称中心,也没有也没有也没有也没有也没有也没有4 4 4 4 4 4重交重交重交重交重交重交替对称轴的分子替对称轴的分子
27、替对称轴的分子替对称轴的分子替对称轴的分子替对称轴的分子,都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合都不能与其镜象叠合,都是手性分子都是手性分子都是手性分子都是手性分子都是手性分子都是手性分子.对称轴对称轴对称轴对称轴对称轴对称轴的有无对分子是否具有手性没有决定作用的有无对分子是否具有手性没有决定作用的有无对分子是否具有手性没有决定作用的有无对分子是否具有手性没有决定作用的有无对分子是否具有手性没有决定作用的有无对分子是否具有手性没有决定作用.在有机化学中在有机化学中在有机化学中在有机化学中在有机化学中在有机化学中,绝大多数非手性分子都具有对称面
28、或对称绝大多数非手性分子都具有对称面或对称绝大多数非手性分子都具有对称面或对称绝大多数非手性分子都具有对称面或对称绝大多数非手性分子都具有对称面或对称绝大多数非手性分子都具有对称面或对称中心中心中心中心中心中心,或者同时还具有或者同时还具有或者同时还具有或者同时还具有或者同时还具有或者同时还具有4 4 4 4 4 4重对称轴重对称轴重对称轴重对称轴重对称轴重对称轴.没有对称面或对称中心没有对称面或对称中心没有对称面或对称中心没有对称面或对称中心没有对称面或对称中心没有对称面或对称中心,只有只有只有只有只有只有4 4 4 4 4 4重交替对称轴的非手性分子重交替对称轴的非手性分子重交替对称轴的非
29、手性分子重交替对称轴的非手性分子重交替对称轴的非手性分子重交替对称轴的非手性分子是个别的是个别的是个别的是个别的是个别的是个别的.手性分子的一般判断手性分子的一般判断手性分子的一般判断手性分子的一般判断手性分子的一般判断手性分子的一般判断:只要一个分子既没有对称面只要一个分子既没有对称面只要一个分子既没有对称面只要一个分子既没有对称面只要一个分子既没有对称面只要一个分子既没有对称面,又没有又没有又没有又没有又没有又没有对称中心对称中心对称中心对称中心对称中心对称中心,就可以初步判断它是手性分子就可以初步判断它是手性分子就可以初步判断它是手性分子就可以初步判断它是手性分子就可以初步判断它是手性分
30、子就可以初步判断它是手性分子.对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体对映异构体 互为镜象的两种构型的异构体叫做互为镜象的两种构型的异构体叫做互为镜象的两种构型的异构体叫做互为镜象的两种构型的异构体叫做互为镜象的两种构型的异构体叫做互为镜象的两种构型的异构体叫做对映体对映体对映体对映体对映体对映体.一对对映体的构造相同一对对映体的构造相同一对对映体的构造相同一对对映体的构造相同一对对映体的构造相同一对对映体的构造相同,只是立体结构不同只是立体结构不同只是立体结构不同只是立体结构不同只是立体结构不同只是立体结构不同,这种立体异这种立体异这种立体异这种立体异这种立体异这种立体异构就叫对映
31、异构构就叫对映异构构就叫对映异构构就叫对映异构构就叫对映异构构就叫对映异构.如乳酸是手性分子如乳酸是手性分子如乳酸是手性分子如乳酸是手性分子如乳酸是手性分子如乳酸是手性分子,故有对映体存在故有对映体存在故有对映体存在故有对映体存在故有对映体存在故有对映体存在:凡是手性分子凡是手性分子凡是手性分子凡是手性分子凡是手性分子凡是手性分子,必有互为镜象的构型必有互为镜象的构型必有互为镜象的构型必有互为镜象的构型必有互为镜象的构型必有互为镜象的构型.分子的手性是存在分子的手性是存在分子的手性是存在分子的手性是存在分子的手性是存在分子的手性是存在对映体的必要和充分条件。对映体的必要和充分条件。对映体的必要
32、和充分条件。对映体的必要和充分条件。对映体的必要和充分条件。对映体的必要和充分条件。4.2 4.2 4.2 旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度旋光性和比旋光度4.2.1 4.2.1 4.2.1 旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性旋光性某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角度的性质。右旋度的性质。右旋度的性质。右旋度的性质。右旋度的
33、性质。右旋度的性质。右旋(+)(+)(+)；左旋左旋左旋左旋左旋左旋 ()对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质对映体的一般物理性质(熔点熔点熔点熔点熔点熔点,沸点沸点沸点沸点沸点沸点,相对密度相对密度相对密度相对密度相对密度相对密度.,.,.,以及光谱以及光谱以及光谱以及光谱以及光谱以及光谱)都都都都都都相同相同相同相同相同相同,只有对偏振光的作用不同只有对偏振光的作用不同只有对偏振光的作用不同只有对偏振光的作用不同只有对偏振光的作用不同只有对偏振光的作用不同.旋光性物质旋光性物质旋光性物质旋光性物质旋光性物质旋光性物质(或叫或叫
34、或叫或叫或叫或叫光活性物质光活性物质光活性物质光活性物质光活性物质光活性物质)-)-)-具有旋光性的物质具有旋光性的物质具有旋光性的物质具有旋光性的物质具有旋光性的物质具有旋光性的物质.右旋物质（右旋物质（右旋物质（右旋物质（右旋物质（右旋物质（dextrorotatory dextrorotatory dextrorotatory）-能使偏正光的振动方向向右能使偏正光的振动方向向右能使偏正光的振动方向向右能使偏正光的振动方向向右能使偏正光的振动方向向右能使偏正光的振动方向向右旋的物质旋的物质旋的物质旋的物质旋的物质旋的物质.通常用通常用通常用通常用通常用通常用 “d”d”d”或或或或或或 “
35、+”+”+”表示右旋表示右旋表示右旋表示右旋表示右旋表示右旋.左旋物质（左旋物质（左旋物质（左旋物质（左旋物质（左旋物质（levorotatorylevorotatorylevorotatory）-能使偏正光的振动方向向左旋能使偏正光的振动方向向左旋能使偏正光的振动方向向左旋能使偏正光的振动方向向左旋能使偏正光的振动方向向左旋能使偏正光的振动方向向左旋的物质的物质的物质的物质的物质的物质.通常用通常用通常用通常用通常用通常用 “L”L”L”或或或或或或 “-”-”-”表示左旋表示左旋表示左旋表示左旋表示左旋表示左旋.旋光度旋光度旋光度旋光度旋光度旋光度（observed rotation)-o
36、bserved rotation)-observed rotation)-偏正光振动方向的旋转角度偏正光振动方向的旋转角度偏正光振动方向的旋转角度偏正光振动方向的旋转角度偏正光振动方向的旋转角度偏正光振动方向的旋转角度.用用用用用用“”表示表示表示表示表示表示.凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子则没有旋光性凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子则没有旋光性凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子则没有旋光性凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子则没有旋光性凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子则没有旋光性凡是手性分子都具有旋光性而非手性分子则没有旋光性4.2.2 4.2.2 4.2.2 比旋光度（比旋
37、光度（比旋光度（比旋光度（比旋光度（比旋光度（specific rotationspecific rotationspecific rotation）由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度由旋光仪测得的旋光度,甚至旋光方向甚至旋光方向甚至旋光方向甚至旋光方向甚至旋光方向甚至旋光方向,不仅与物质的结构不仅与物质的结构不仅与物质的结构不仅与物质的结构不仅与物质的结构不仅与物质的结构有关有关有关有关有关有关,而且与测定的条件而且与测定的条件而且与测定的条件而且与测定的条件而且与测定的条件而且与测定的条件(样品浓度样品浓度样品浓度样品浓度样
38、品浓度样品浓度,盛放样品管的长度盛放样品管的长度盛放样品管的长度盛放样品管的长度盛放样品管的长度盛放样品管的长度,偏偏偏偏偏偏正光的波长及测定温度等正光的波长及测定温度等正光的波长及测定温度等正光的波长及测定温度等正光的波长及测定温度等正光的波长及测定温度等)有关有关有关有关有关有关.比旋光度比旋光度比旋光度比旋光度比旋光度比旋光度-通常把溶液的浓度规定为通常把溶液的浓度规定为通常把溶液的浓度规定为通常把溶液的浓度规定为通常把溶液的浓度规定为通常把溶液的浓度规定为1g/mL,1g/mL,1g/mL,盛液管的长度盛液管的长度盛液管的长度盛液管的长度盛液管的长度盛液管的长度规定为规定为规定为规定为
39、规定为规定为1dm,1dm,1dm,并把这种条件下测得的旋光度叫比旋光度并把这种条件下测得的旋光度叫比旋光度并把这种条件下测得的旋光度叫比旋光度并把这种条件下测得的旋光度叫比旋光度并把这种条件下测得的旋光度叫比旋光度并把这种条件下测得的旋光度叫比旋光度.一般一般一般一般一般一般用用用用用用 表示表示表示表示表示表示.比旋光度只决定于物质的结构比旋光度只决定于物质的结构比旋光度只决定于物质的结构比旋光度只决定于物质的结构比旋光度只决定于物质的结构比旋光度只决定于物质的结构.各种化合物的比旋光度是它各种化合物的比旋光度是它各种化合物的比旋光度是它各种化合物的比旋光度是它各种化合物的比旋光度是它各种
40、化合物的比旋光度是它们各自特有的物理常数们各自特有的物理常数们各自特有的物理常数们各自特有的物理常数们各自特有的物理常数们各自特有的物理常数.比旋光度的测定与换算比旋光度的测定与换算比旋光度的测定与换算比旋光度的测定与换算比旋光度的测定与换算比旋光度的测定与换算用任一浓度的溶液用任一浓度的溶液用任一浓度的溶液用任一浓度的溶液用任一浓度的溶液用任一浓度的溶液,在任一长度的盛液管中进行测定在任一长度的盛液管中进行测定在任一长度的盛液管中进行测定在任一长度的盛液管中进行测定在任一长度的盛液管中进行测定在任一长度的盛液管中进行测定,然后然后然后然后然后然后将实际测得的旋光度将实际测得的旋光度将实际测得
41、的旋光度将实际测得的旋光度将实际测得的旋光度将实际测得的旋光度 ,按下式换算成比旋光度按下式换算成比旋光度按下式换算成比旋光度按下式换算成比旋光度按下式换算成比旋光度按下式换算成比旋光度 :Cl 式中式中式中式中式中式中:C-:C-:C-溶液浓度溶液浓度溶液浓度溶液浓度溶液浓度溶液浓度 (g/mL);-(g/mL);-(g/mL);-管长管长管长管长管长管长(dm)(dm)(dm)表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光
42、源的表示比旋光度时，需要标明测量时的温度、光源的波长以及所使用的溶剂。波长以及所使用的溶剂。波长以及所使用的溶剂。波长以及所使用的溶剂。波长以及所使用的溶剂。波长以及所使用的溶剂。例如，在温度为例如，在温度为例如，在温度为例如，在温度为例如，在温度为例如，在温度为202020C C C时，用钠光灯为光源测得的时，用钠光灯为光源测得的时，用钠光灯为光源测得的时，用钠光灯为光源测得的时，用钠光灯为光源测得的时，用钠光灯为光源测得的葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋葡萄糖水溶液的比旋光度为右旋5
43、2.252.252.2,应记为：应记为：应记为：应记为：应记为：应记为：D D D202020=+52.2=+52.2=+52.2（水）（水）（水）（水）（水）（水）“D”D”D”代表钠光波长。钠光波长代表钠光波长。钠光波长代表钠光波长。钠光波长代表钠光波长。钠光波长代表钠光波长。钠光波长代表钠光波长。钠光波长549nm549nm549nm相当于太阳相当于太阳相当于太阳相当于太阳相当于太阳相当于太阳光谱中的光谱中的光谱中的光谱中的光谱中的光谱中的D D D线。线。线。线。线。线。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。比旋光度
44、是旋光性物质的一个物理常数。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。比旋光度是旋光性物质的一个物理常数。4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 含有一个手性碳原子的化合物的对映异构含有一个手性碳原子的化合物的对映异构含有一个手性碳原子的化合物的对映异构含有一个手性碳原子的化合物的对映异构含有一个手性碳原子的化合物的对映异构含有一个手性碳原子的化合物的对映异构手性碳原子的概念手性碳原子的概念手性碳原子的概念手性碳原子的概念手性碳原子的概念手性碳原子的概念 在有机化合物中，手性分子大都在有机化合物中，手性分子大都在有机化合物中，手性分子大都在有机化合物中，手性分子大都在有机化合物中，手性分子大
45、都在有机化合物中，手性分子大都含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。含有与四个互不相同的基团相连的碳原子。这种碳原子没有任何对称因素这种碳原子没有任何对称因素这种碳原子没有任何对称因素这种碳原子没有任何对称因素这种碳原子没有任何对称因素这种碳原子没有任何对称因素,故叫故叫故叫故叫故叫故叫不对称碳原子不对称碳原子不对称碳原子不对称碳原子不对称碳原子不对称碳原子,或叫或叫或叫或叫或叫或叫手手手手手手性碳原子性碳原子性碳原子性碳原子性碳原子性碳原子,
46、在结构式中通常用在结构式中通常用在结构式中通常用在结构式中通常用在结构式中通常用在结构式中通常用*标出手性碳原子标出手性碳原子标出手性碳原子标出手性碳原子标出手性碳原子标出手性碳原子。含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子含有一个手性碳原子的分子一定是手性分子实物镜子镜象CHOHCOOHH3CCHCOOHCH3HO例：例：例：例：例：例：乳酸乳酸乳酸乳酸乳酸乳酸CH3CHOHCOOHCH3CHOHCOOHCH3CHOHCOOH*右旋乳酸右旋乳酸
47、右旋乳酸右旋乳酸右旋乳酸右旋乳酸左旋乳酸左旋乳酸左旋乳酸左旋乳酸左旋乳酸左旋乳酸D15=+2.6D15=-2.6熔点熔点熔点熔点熔点熔点=53=53=53 熔点熔点熔点熔点熔点熔点=53=53=53 外消旋体外消旋体外消旋体外消旋体外消旋体外消旋体由等量的对映体相混合而成的混合物由等量的对映体相混合而成的混合物由等量的对映体相混合而成的混合物由等量的对映体相混合而成的混合物由等量的对映体相混合而成的混合物由等量的对映体相混合而成的混合物.外消旋体不仅没有旋光性，且其他物理性质也往往与单外消旋体不仅没有旋光性，且其他物理性质也往往与单外消旋体不仅没有旋光性，且其他物理性质也往往与单外消旋体不仅没
48、有旋光性，且其他物理性质也往往与单外消旋体不仅没有旋光性，且其他物理性质也往往与单外消旋体不仅没有旋光性，且其他物理性质也往往与单纯的旋光体不同。例如：外消旋体乳酸熔点为纯的旋光体不同。例如：外消旋体乳酸熔点为纯的旋光体不同。例如：外消旋体乳酸熔点为纯的旋光体不同。例如：外消旋体乳酸熔点为纯的旋光体不同。例如：外消旋体乳酸熔点为纯的旋光体不同。例如：外消旋体乳酸熔点为14.14.14.乳酸的分子模型和投影式乳酸的分子模型和投影式乳酸的分子模型和投影式乳酸的分子模型和投影式乳酸的分子模型和投影式乳酸的分子模型和投影式4.44.44.4 构型的表示法，构型的确定和构型的标记构型的表示法，构型的确定
49、和构型的标记构型的表示法，构型的确定和构型的标记构型的表示法，构型的确定和构型的标记构型的表示法，构型的确定和构型的标记构型的表示法，构型的确定和构型的标记4.4.1 4.4.1 4.4.1 构型的表示法构型的表示法构型的表示法构型的表示法构型的表示法构型的表示法 菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式 菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式菲舍尔投影式:两个竖立的键两个竖立的键两个竖立的键两个竖立的键两个竖立的键两个竖立的键向纸面背后伸去的键向纸面背后伸去的键向纸面背后伸去的键向纸面背后伸去的键向纸面背后伸去的键向纸面背后伸去的键;两个
50、横在两边的键两个横在两边的键两个横在两边的键两个横在两边的键两个横在两边的键两个横在两边的键向纸面前方伸出的键向纸面前方伸出的键向纸面前方伸出的键向纸面前方伸出的键向纸面前方伸出的键向纸面前方伸出的键.在纸面上旋转在纸面上旋转在纸面上旋转在纸面上旋转在纸面上旋转在纸面上旋转140140140不变；旋转不变；旋转不变；旋转不变；旋转不变；旋转不变；旋转909090或或或或或或270270270或翻身或翻身或翻身或翻身或翻身或翻身镜象镜象镜象镜象镜象镜象R-S标记法标记法是根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记的：是根据手性碳原子所连接的四个基团在空间的排列来标记的：(1)先把手性碳原子
