化学竞赛辅导资料——-对映异构

对 映 异 构

一、手性和对称因素

1．手性

物质分子互为实物和镜象关系，彼此不能完全重叠的特征，称为 分子的手性 ，其分子称为 手性分子 。

连有四个各不相同基团的碳原子称为手性碳原子（或手性中心）用C*表示。

2．对称因素

物质分子能否与其镜象完全重叠（是否有手性），可从分子中有无对称因素来判断，最常见的分子对称因素有对称面和对称中心。

（1）、对称面

假设分子中有一平面能把分子切成互为镜象的两半，该平面就是分子的对称面：

具有对称面的分子无手性。 （2）、对称中心

若分子中有一点P ，在离P 等距离直线两端有相同的原子或基团，则点P 称为分子的对称中心。

有对称中心的分子没有手性。

物质分子在结构上具有对称面或对称中心的，就无手性，因而没有旋光性。 物质分子在结构上即无对称面，也无对称中心的，就具有手性，因而有旋光性。

二、对映体

含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子，含有两种不同的构型，是互为物体与镜象关系的立体异构体，称为对映异构体（简称为对映体）。

对映异构体特征：○1都有旋光性，一个左旋，一个右旋（又称为旋光异构体）。○

2其物性、化性一般相同，仅旋光方向相反，只有在手性环境下，对映体会表现出某些不同的性质，如反应速度差异，生理作用的不同等。

等量的左旋体和右旋体的混合物称为外消旋体，一般用（±）来表示。

3

（一）对映体构型的表示方法

1．构型表示方法

对映体的构型可用立体结构（楔形式和透视式，书写不方便）和费歇尔投影式表示， Fischer 投影式

投影原则：

1° 横、竖两条直线的交叉点代表手性碳原子，位于纸平面。

2°“横前竖后” （横线指与C *相连的两键指向纸平面前面，竖线表示指向纸平面的后面。） 3° 碳链竖放

练习1：

2．判断不同投影式是否为同一构型的方法： （1）、 将投影式在纸平面上旋转180°，仍为原构型。

（2）、任意固定一个基团不动，依次顺时针或逆时针旋转另三个基团，不会改变原构型。

（3）、对调任意两个基团的位置，对调偶数次构型不变，对调奇数次则为原构型的对映体

3、构型的标记——R 、S 命名规则

（1）按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。

HO

H

CH 3

COOH 乳酸对映体的费歇尔投影式

H OH COOH CH 3H HO COOH CH

3在纸平面

180°H CH 3OH C 2H 5H OH CH 3HO H CH H 3C OH

H C 2H 5C 2H 5C 2H 5===

（2）把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置，观察其余三个基团由大→小的顺序，若

是顺时针方向，则其构型为R （R 是拉丁文Rectus 的字头，是右的意思），若是反时针方向，则构型为S （Sinister,左的意思）。

练习2：判断构型并加以命名：( 见练习1 )

判断Fischer 投影式构型的方法：

1°当最小基团位于横线时，若其余三个基团由大→小为顺时针，则为S 型，反之R 型。 2°当最小基团位于竖线时，若其余三个基团由大→小为反时针，则为R 型，反之S 型。

练习3：判断构型：

1．含两个不同手性碳原子的化合物

这类化合物中两个手性碳原子所连的四个基 团不完全相同。（如图）

其Fischer 投影式如下：

含n 个不同手性碳原子的化合物，对映体的数目有2 n 个，外消旋体的数目2 n-1个。 不呈物体与镜象关系的立体异构体叫非对映体。

2．含两个相同手性碳原子的化合物

酒石酸、2，3-二氯丁烷等分子中含有两个相同的手性碳原子。

H OH H

Cl

HO H Cl

H

H OH Cl

H

HO H H

Cl

COOH

COOH COOH

COOH

COOH

COOH

COOH

COOH

(1)(2)

(3)

(4)

对映体对映体

m.p

173℃

173℃167℃167℃D

20[α]-7.1°+7.1°

-9.3°+9.3°

(±)

m.p 145℃

m.p 157℃

外消旋体

外消旋体

非对映体

HOOC-CH-CH-COOH

OH

OH CH 3-CH-CH-CH

3

Cl

Cl *

**

*

酒石酸也可以写出四种对映异构体

（3）、（4）为同一物质，因将（3）在纸平面旋转180°即为（4）。因此，含两个相同手性碳原子的化合物只有三个立体异构体，少于2 n 个，外消旋体数目也少于2 n-1个。

内消旋体与外消旋体的异同：

同：都不旋光

异：内消旋体是一种纯物质，外消旋体是两个对映体的等量混合物，可拆分开来。

○

注：从内消旋酒石酸可以看出，含个手性碳原子的化合物，分子不一定是手性的。故不能说含手性碳原子的分子一定有手性。

3．不含手性碳原子化合物的对映异构

在有机化合物中，有些旋光性物质的分子并不含有手性碳原子。

丙二烯型化合物

如果丙二烯两端碳原子上各连两个不同基团时，由于所连四个基团两两各在相互垂直的平面上，分子就没有对称面和对称中心，因而有手性。

如：2，3-戊二烯就已分离出对映异构体。

联苯型化合物

三、 亲电加成反应的立体化学

烯烃亲电加成的历程可通过加成反应的立体化学来证明，以2-丁烯与溴的加成为例。

COOH H OH HO

H HO H H

OH H OH H

OH HO H HO

H COOH COOH COOH

COOH

COOH

COOH COOH (1)

(2)(3)(4)对映体

同一物质

α[ ]20+12°-12°

0°

0°

D

（±）酒石酸

（m ）酒石酸

外消旋体

内消旋体（分子中有对称面）

C b

a

C C C

b b

a

b

有手性

无手性

2

C

C C C

3

CH 3

H

H

CH 3

对映异构基本概念

第五章对映异构 本章要点： 1、概念：手性碳原子，手性分子，对映体，内外消旋体，…… 2、产生原因：根本原因、常见原因 3、构型表示：费歇尔投影式；D/L、R/S命名 4、对映异构体及数目判断 一、基本概念 1、旋光性——物质使平面偏振光旋过一定角度的特性；有左旋和右旋之分；物质具备旋光 性与否需要通过旋光仪进行测定。 2、旋光性物质——具有旋光性的物质，分左旋体（l或-）、右旋体（d或+）。 3、手性——实物与镜像关系，即只能重合不能重叠。 4、对映异构——构造相同的两个化合物，互呈“实物与镜像”关系，对映而不能重叠，它 们对平面偏振光的作用不同，生理活性也不同，称为对映异构体。因其旋 光性上的表现不同，又称旋光异构体。 5、对映异构体特征——构型上互为实物与镜像关系；旋光性上大小相等方向相反。 6、外消旋体——等量的左旋体＋右旋体，混合后体系失去旋光性（外因使然），是混合物。 7、内消旋体——分子内存在对称因素使分子不具有旋光性（内因造成），是纯净物。 8、手性碳C——sp3杂化，连接四个不同基团的碳原子。 9、手性分子——分子内无对称因素（要求掌握对称面），常常是“有且只有一个手性碳”的 分子；手性分子具有旋光性、存在对映异构体。 10、对称面(σ)——把分子分成实物与镜像关系的面，即平分分子的平面，把分子分成完全 相等的两个部分，可以有一个或多个。

手性、手性分子、旋光异构体、对映体： b c d a b c d 实物 镜像 两者对平面偏振光作用不同,称为旋光异构体；两者只能重合不能重叠，互为镜像关系，具有手性，是手性分子；因具有镜像关系，又称对映体 对称面σ举例（可以有多个）： C=C Cl H Cl H 对称面 对称面 C=C Cl H Cl H 对称面 Cl H Cl H 对称面 C 对 称面 二、分子具有手性的原因 根本原因——分子内无对称因素；常见原因——具有手性碳原子。 三、对映异构体的判断 手性分子具有对映异构体，故判断有否对映体只需判断是否是手性分子。 1、有且只有一个C ，一定是手性分子。 2、分子内找不到对称因素（掌握对称面），一定是手性分子。 注：有C 不一定是手性分子（内消旋体）； 无C 不一定不是手性分子（丙二烯型，两端碳所连原子或基团不同时；其余类型略）。

有机化学对映异构练习培训讲学

一、单项选择题 1．对映异构是（）。 A．碳链异构B．顺反异构C．互变异构D．构型异构 2．偏振光指的是在（）个方向上振动的光。 A．0B．1C．2D．4 3．让普通光通过（）后，就可以产生偏振光。 A．凸镜B．凹镜C．棱镜D．平面镜 4．旋光性物质使平面偏振光的振动方向旋转的角度称为（）。 A．旋光度B．比旋光度C．折光度D．衍射度 5．旋光度可以用（）表示。 A．αB．βC．[α] D．[β] 6．手性碳指的是与C原子直接相连的（）个原子或原子团完全不同。 A．1 B．2 C．3 D．4 7．下列物质中，哪个是不对称分子（）。 A．甲醇B．乙醇C．甘油D．正丙醇 8．2-丁醇分子中有（）个手性碳。 A．1 B．2 C．3 D．4 9．酒石酸分子中有（）个手性碳。 A．1 B．2 C．3 D．4 10．在实验室合成乳酸时，得到的是（）的左旋体和右旋体混合物。 A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．1：3 11．外消旋体指的是（）比例的对映体混合物。 A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．1：3 12．含1个手性碳的化合物有（）个光学异构体。 A．1 B．2 C．3 D．4 13．含2个手性碳的化合物有（）个光学异构体。 A．1 B．2 C．3 D．4 14．含2个相同手性碳的化合物有（）个光学异构体。 A．1 B．2 C．3 D．4 15．不是Fischer投影试特点的是（）。 A．横前竖后B．实前虚后C．十字叉代表手性碳D．主链C在竖线上16．D/L命名法中的D是拉丁文（）的意思。 A．上B．下C．左D．右 17．D/L命名法中的L是拉丁文（）的意思。

A．上B．下C．左D．右 18．手性分子必然（）。 A．有手性碳 B．有对称轴 C．有对称面 D．与镜像不能完全重叠19．只有1个手性碳的分子，不一定（）。 A．有1对对映体 B．观察到旋光性 C．存在外消旋体 D．与镜像不完全重叠20．乳酸有（）个光学异构体。 A．1 B．2 C．3 D．4 21．柠檬酸有（）对对映体。 A．1 B．2 C．3 D．4 22．生物体内的氨基酸一定是（）。 A．D- 型 B．L-型C．R- 型 D．S-型 23．天然的糖一般是（）。 A．D- 型 B．L-型C．R- 型 D．S-型 24．费歇尔投影式中手性碳的最小基团在横线上时，如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为顺时针，标记为（）型。 A．D -型 B．L-型C．R- 型 D．S-型 25．费歇尔投影式中手性碳的最小基团在横线上时，如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为逆时针，标记为（）型。 A．D- 型 B．L-型C．R- 型 D．S-型 26．费歇尔投影式中手性碳的最小基团在竖线上时，如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为顺时针，标记为（）型。 A．D- 型 B．L-型C．R- 型 D．S-型 27．费歇尔投影式中手性碳的最小基团在竖线上时，如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为逆时针，标记为（）型。 A．D-型 B．L-型C．R- 型 D．S-型 28．2S，3R-2，3-二羟基丁二酸无旋光性的原因是分子中有（）。 A．手性碳 B．对称面C．对称轴 D．对称中心 29.神经鞘氨醇CH3(CH2)13CH=CHCH(OH)CH(NH2)CH2OH分子中手性碳原子的数目为（）。 A．13 B．2C．19 D．1

7 对映异构问题参考答案

7 对映异构问题参考答案 问题1 某纯液体试样在10cm 的盛液管中测得其旋光度为+30°，怎样用实验确证它的旋光度是+30°而不是-330°，也不是+390°？ 讨论：通过旋光度测定实验，可以利用物质旋光度αλt 与该物质质量浓度ρB 或管长l 成正比的关系确定。例如，物质质量浓度ρB 增大为原来的2倍，若测得其旋光度为+60°，则说明第1次测得的旋光度不是-330°。再使物质质量浓度ρB 减小为原来的1/2，若测得其旋光度为+15°，则说明第1次测得的旋光度不是+390°。因此最终确定测得其旋光度为+30°。对于纯液体，则可通过2次改变旋光管的长度进行测试即可确定。 问题2 构型相同的旋光化合物，它们的旋光方向就一定相同吗？反之又如何？构型与旋光方向之间有什么关系？ 讨论：两化合物构型相同时，它们的旋光方向不一定相同，反之亦然。手性化合物的旋光方向和构型是两个不同的概念。因此，手性化合物在构型上的联系才是本质的联系。 构型的命名是人为规定的，但是不论按照什么命名系统规定，都是为了表示分子中的原子在空间的排布方式。现在所涉及的问题都是绝对构型，实际上也就是分子的真实立体结构。旋光方向和旋光度是它们显示出来的物理性质。化合物的任何性质都是由它们的组成和结构决定的，这是化学思维中的一条最重要的基本原理。因此，旋光度和旋光方向，必然是由化合物的结构决定的。 问题3 请用实例解释非对映异构现象，说明非对映异构与对映异构的异同。 讨论：以氯代苹果酸为例进行讨论，其Fischer 投影式如下： H OH H Cl HO H Cl H H OH Cl H HO H H Cl COOH COOH COOH COOH COOH COOH COOH COOH (1)(2) (3) (4) 对映体对映体m.p 173℃ 173℃167℃167℃D 20[α]-7.1°+7.1° -9.3° +9.3° (±) m.p 145℃ m.p 157℃ 外消旋体外消旋体非对映体 对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。对 映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向（旋光性能）等不同。 不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。或者符合如下3点就属于非对映体：⑴构造式相同，⑵不是物像关系，⑶空间关系不同。例如分子中有两个以上手性中心时，就有非对映异构现象。 非对映异构体的特征： 1 物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。 2 比旋光度不同。 3 旋光方向可能相同也可能不同。 4 化学性质相似，但反应速度有差异。

第六章对映异构练习及答案讲述

第六章对映异构 1.说明下列各名词的意义： ⑴旋光性；⑵比旋光度；⑶对应异构体；⑷非对应异构体；⑸外消旋体；⑹内消旋体。 答案： （1）能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。 （2）通常规定1mol含1 g 旋光性物质的溶液，放在1 dm （10cm）长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。 （3）构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。 （4）(答案）构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对应体。 （5）一对对应体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。 （6）分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。 2. 下列化合物中有无手性C（用*表示手性C ） （ 1 ）（2）（3）（4） 答案： （1）（2）无手性碳原子（3）（4） 3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。 答案： ⑴ （手性）⑵（无手性）⑶（手性） ⑷（无手性）⑸ 4. ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C3H6C l2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C3H5C l3）的数目已由气相色谱法确定。从A得出一个三氯化物，B给出两个，C和D各给出三个，试推出A，B的结构。⑶通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C，那么C的构造式是什么？D的构造式是怎样的？⑷有旋光的C氯化时，所得到的三氯丙烷化合物中有一个E是有旋光性的，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？ 答案： (1) H C *OH C H3 C H2C H3

对映异构知识题目解析

第六章对映异构 1、说明下列各名词的意义： ⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对应异构体： ⑷非对应异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体： 答案： （1）旋光性：能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。（2）比旋光度：通常规定1mol含1 g旋光性物质的溶液，放在1 dm (10cm)长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。（3）对应异构体：构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。 （4）非对应异构体：构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。 （5）外消旋体：一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。 （6）内消旋体：分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。 2、下列化合物中有无手性C（用*表示手性C） （1）（2）（3）（4） 答案： （1）* （2）无手性碳原子 （3）* *（4） 3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那

些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。 答案： 解：分子式为C 3H 6DCl 的化合物共有5个构造异构体，其中3个有对应异构体。 （手性）： （无手性） Cl CH 2CH 3 H D D H Cl CH 2CH 3 CH 2Cl CH 3 H D D H CH 2Cl CH 3 CH 2D CH 3 H Cl Cl H CH 2D CH 3 4、 ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6Cl 2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵ 从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C 3H 5C l3）的数目已由气相色谱法确定。从A 得出一个三氯化物，B 给出两个， C 和D 各给出三个，试推出A ，B 的结构。⑶通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C ，那么C 的构造式是什么？D 的构造式是怎样的？⑷有旋光的C 氯化时，所得到的三氯丙烷化合物中有一个E 是有旋光性的，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？ 答案：(1) Cl 2CHCH 2CH 3(1) CH 3CCl 2CH 3(2) ClCH 2CHClCH 3(3) ClCH 2CH 2CH 2Cl (4) (2) 解：A 的构造式：CH 3CCl 2CH 3 B 的构造式：ClCH 2CH 2CH 2Cl (3) (4) 另两个无旋光性的为：CH 2ClCCl 2CH 3 ClCH 2ClCHCH 2Cl

第七章对映异构

第七章对映异构 ●教学基本要求 1、了解物质产生旋光性的原因以及对映异构和分子结构的关系； 2、掌握手性、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等概念； 3、掌握构型R/S的表示方法； 4、了解不含手性碳原子化合物的对映异构。 ●教学重点 手性、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等概念；构型R/S的表示方法。 ●教学难点 手性、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等概念；构型R/S的表示方法；不含手性碳原子化合物的对映异构。 ●教学时数： ●教学方法与手段 1、讲授与练习相结合； 2、传统教学方法与与现代教学手段相结合； 3、、启发式教学。 ●教学内容 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。 其中构象异构和顺反异构前面已讲。这里我们介绍第三种，那就是对映异构（Enantiomerism）。 第一节物质的旋光性

1.1 平面偏振光和旋光性 1、平面偏振光 光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直。 在普通光线里，光波可在垂直于它前进方向的任何可能的平面上振动。 中心圆点"O"，表示垂直于纸面的光的前进方向，双箭头表示光可能的振动方向。如果将普通光线通过一个尼可尔（Nicol）棱晶，它好象一个栅栏，只允许与棱晶晶轴相互平行的平面上振动的光线透过棱晶。这种通过Nicol棱晶的光线即只在某一平面上振动的光称为叫做平面偏振光（Plane-polarzed light）简称偏光。 2、旋光性 若让偏光通过某些物质（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、葡萄糖等时，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。 旋光性物质能使偏振光旋转

对映异构

?48? 第六章 对 映 异 构 学习要求： 1． 掌握立体异构、光学异构、对称因素（主要指对称面、对称中心）、手性碳原子、手性分子、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。 2． 掌握书写费歇尔投影式的方法。 3． 掌握构型的D 、L 和R 、S 标记法。 4． 掌握判断分子手性的方法。 5． 初步掌握亲电加成反应的立体化学。 异构现象是有机化学中存在着的极为普遍的现象。其异构现象可归纳如下： 对映异构是指分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。 对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向（旋光性能）不同。 例如，丁二烯水合得到两种2-丁醇 在空间的排列上，可以看出他们是不相同的。 可见，这两个异构体是互相对映的，互为物体与镜像关系，故称为对映异构体。对映异构体中，一个使偏振光向右旋转，另一个使偏振光向左旋转，所以对映异构体又称为旋光异构。 同分异构碳干异构位置异构官能团异构构型异构 CH 3CH 3CH 2-C-CH 3H OH CH 3CH 2-C-CH 3H OH bp 99.5℃ d 0.806399.5℃0.8063旋光性 右旋 左旋CH 323右旋-2-丁醇左旋-2-丁醇镜子

?49? 为什么要研究对映异构呢？因： 1．天然有机化合物大多有旋光现象。 2．物质的旋光性与药物的疗效有关（如左旋维生素C 可治抗坏血病，而右旋的不行）。 3．用于研究有机反应机理。 §6—1 物质的旋光性 一、平面偏振光和物质的旋光性 1．平面偏振光 光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。 在光前进的方向上放一个（Nicol ）棱晶或人造偏振片，只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱晶，而在其它平面上振动的光线则被挡住。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 2．物质的旋光性 能使平面偏振光振动平面旋转的物质称为物质的旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质（也称为光活性物质）。 光源（1 ）光的前进方向与振动方向（2）普通光的振动平面图 6-1 光的传播 A A'C 普通光平面偏振光晶轴Nicol 棱晶A' A'C

对映异构)

第八章 对映异构） [目的要求]： 1.了解平面偏振光的产生及旋光仪的构造； ２.掌握对映异构与分子结构的关系； ３.掌握对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体、手性、对称因素等立体化学中的基本概念； ４.掌握构型的表示及标定； 8.1物质的旋光性和比旋光度 8.1.1 物质的旋光性 在物理学中我们都知道，光波是一种电磁波，其振动的方向和它的前进方向相互垂直。有无数个平面经过光传播的直线，而普通的光都在所有这些平面上振动。 旋光性物质是指能使偏振光平面旋转的物质。当在某一平面中振动的偏振光通过旋光性物质时，它出来时就在另一个平面上振动。能使偏振光振动平面向右旋转称为右旋体，向左旋转则称为左旋体，如乳酸、葡萄糖等都是旋光性物质它们能使偏光振动的平面旋转一定的角度 。而水、酒精、乙酸等对偏光不发生影响，偏光仍维持原来的振动平面，因此它们都是一些非旋光活性物质。 8.1.2 比旋光度 我们知道，物质的旋光性是由有旋光性的化合物的分子所引起，因此旋光度的大小取决于光通过旋光管时碰到的分子的多少。例如光在20厘米上的旋光管中碰到的分子是在10厘米长的旋光管中的二倍。因此旋光度也是二倍。如果旋光性物质在溶液中，光所碰到的分子数将取决于浓度。在一定长度的旋光管中，光在2克/100ml 的溶液中碰到的溶质分子是1克/100ml 时的二倍，旋光度也将是二倍。由于物质的旋光度与它的浓度有关，因此为了能比较物质的旋光性能，我们必须修正旋光管长度和溶液的浓度差别，这样旋光度的大小和方向就是每一个别旋光性化合物的特性了。通常规定1ml 含1克旋光性物质的溶液，放在1Nicol棱棱 检偏镜 Nicol棱棱起偏镜光源 观察 偏振光旋转后的 偏振光I

有机化学课后答案第三章

第三章 对映异构 1． 写出下列化合物的所有立体异构体，指出各异构体间的关系，并用R/S 表示手性碳的构 型。 (1) (I) (II) (III) (IV) (2R , 3S ) (2S , 3R ) (2R , 3R ) (2S , 3S ) (2) (I) (II) (III) (2S, 3R ) (2S , 3S ) (2R , 3R ) (3) (I) (II) (S) (R ) (4) (I) (II) (S) (R ) 3B C C H 3 H r l 3 B l H 3 H r C 3 H H H H C H 3H H 3 H H H C 6H 5C O C 6H 5 O H H C 6H 5 C O C 6H 5 H O H C H 3C H (C H 3)2 O H H C H 3 C H (C H 3)2 H O H

(5) (6) (7) H O O H3 ) (R)) (S H3 C O O H O O H ) (S) (S H O O H3 H 3 H 3 C2H5 H C l H C l C H3 H C l C2H5 C l H C l H C H3 C l H C2H5 H C l C l H C H3 H C l C2H5 C l H H C l C H3 C l H C2H5 H C l C l H C H3 C l H C2H5 C l H H C l C H3 H C l C2H5 H C l H C l C H3 C l H C2H5 C l H C l H C H3 H C l S R S S S S S S S R R R R R R R R S S S S R R R

对映异构基本概念说课材料

第五章 对 映 异 构 本章要点： 1、概念：手性碳原子，手性分子，对映体，内外消旋体，…… 2、产生原因：根本原因、常见原因 3、构型表示：费歇尔投影式；D/L 、R/S 命名 4、对映异构体及数目判断 一、基本概念 1、旋光性——物质使平面偏振光旋过一定角度的特性；有左旋和右旋之分；物质具备旋光 性与否需要通过旋光仪进行测定。 2、旋光性物质——具有旋光性的物质，分左旋体（l 或 -）、右旋体（d 或 +）。 3、手性——实物与镜像关系，即只能重合不能重叠。 4、对映异构——构造相同的两个化合物，互呈“实物与镜像”关系，对映而不能重叠，它 们对平面偏振光的作用不同，生理活性也不同，称为对映异构体。因其旋 光性上的表现不同，又称旋光异构体。 5、对映异构体特征——构型上互为实物与镜像关系；旋光性上大小相等方向相反。 6、外消旋体——等量的左旋体＋右旋体，混合后体系失去旋光性（外因使然），是混合物。 7、内消旋体——分子内存在对称因素使分子不具有旋光性（内因造成），是纯净物。 8、手性碳C ——sp 3杂化，连接四个不同基团的碳原子。 9、手性分子——分子内无对称因素（要求掌握对称面），常常是“有且只有一个手性碳”的 分子；手性分子具有旋光性、存在对映异构体。 10、对称面(σ)——把分子分成实物与镜像关系的面，即平分分子的平面，把分子分成完全 相等的两个部分，可以有一个或多个。 手性、手性分子、旋光异构体、对映体： d b d 实物 镜像 两者对平面偏振光作用不同,称为旋光异构体；两者只能重合不能重叠，互为镜像关系，具有手性，是手性分子；因具有镜像关系，又称对映体

有机化学对映异构练习

一、单项选择题 1.对映异构就是( )。 A.碳链异构 B.顺反异构 C.互变异构 D.构型异构 2.偏振光指的就是在( )个方向上振动的光。 A.0 B.1 C.2 D.4 3.让普通光通过( )后,就可以产生偏振光。 A.凸镜 B.凹镜 C.棱镜 D.平面镜 4.旋光性物质使平面偏振光的振动方向旋转的角度称为( )。 A.旋光度 B.比旋光度 C.折光度 D.衍射度 5.旋光度可以用( )表示。 A.α B. β C.[α] D.[β] 6.手性碳指的就是与C原子直接相连的( )个原子或原子团完全不同。 A.1 B.2 C.3 D.4 7.下列物质中,哪个就是不对称分子( )。 A.甲醇 B.乙醇 C.甘油 D.正丙醇 8.2-丁醇分子中有( )个手性碳。 A.1 B.2 C.3 D.4 9.酒石酸分子中有( )个手性碳。 A.1 B.2 C.3 D.4 10.在实验室合成乳酸时,得到的就是( )的左旋体与右旋体混合物。 A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:3 11.外消旋体指的就是( )比例的对映体混合物。 A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:3 12.含1个手性碳的化合物有( )个光学异构体。 A.1 B.2 C.3 D.4 13.含2个手性碳的化合物有( )个光学异构体。 A.1 B.2 C.3 D.4 14.含2个相同手性碳的化合物有( )个光学异构体。 A.1 B.2 C.3 D.4 15.不就是Fischer投影试特点的就是( )。 A.横前竖后 B.实前虚后 C.十字叉代表手性碳 D.主链C在竖线上 16.D/L命名法中的D就是拉丁文( )的意思。 A.上 B.下 C.左 D.右 17.D/L命名法中的L就是拉丁文( )的意思。

第五章对映异构

第五章对映异构(enantiomerism) 教学要求： 掌握：手性和手性分子以及手性碳原子的概念。对映体、非对映体、外消旋体和内消旋体的概念和主要性质；对映异构体命名方法（R..S）。 熟悉：费歇投影式和透视式表示立体异构体的方法。 了解：无手性碳原子的对映异构体和环状化合物的对映异构；对映体的拆分方法和手性子在生物中的作用,以及前手性原子和前手性化合物的概念。 对映异构主要是从三维空间揭示对映存在的立体异构体，在结构上差别甚微，而在生物活性上却有着天壤之别。本章将着重学习怎样区分手性分子和非手性分子；怎样判断对映体、非对映体、外消旋体和内消旋体的存在，以及怎样表示和命名它们的立体结构；比较它们之间性质上的异同点；了解对映体的拆分方法和手性分子在生物中的作用,以及前手性原子和前手性化合物的概念。学习对映异构为学习糖类、脂类、氨基酸、蛋白质、核酸、酶、和激素等各种活性分子的结构和功能奠定必要的立体化学基础。 第一节手性和对映体 同分异构在有机化学中是极为普遍的现象。在第二章已经学习了构造异构和顺反异构以及构象异构。后两者均属于立体异构。即分子中的原子或原子基团在空间的排列方式不同产生的异构现象。通常构象异构体是不能分离的。本章要介绍另外一种立体异构现象：即对映异构。图示如下： 一、手性 产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。什么叫手性呢？人们都有这样的感受，:当你将一只左手套戴在右手上就会觉得很不舒服。这就说明左右手看上去似乎是相同，实际是不同的。那么左右手到底是什么关系呢？让我们看看手性关系图。

图3-1 手性关系图 这种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。自然界中有许多手性物，例如：足球、剪刀、螺丝钉等都是手性物。微观世界的分子中同样存在着手性现象。有许多化合物分子具有手性。 二、手性分子和对映体 图3-2是一对互为镜像关系的乳酸分子的立体结构式(透视式)： a和b两个立体结构式之间有何种关系？它们代表相同的分子？还是代表不同的分子？不妨观察上述乳酸分子的两个立体结构式的球棍模型图示(见图3-3) 图3-3-1乳酸球棍模型图示

对映异构体精选题及其解

对映异构体精选题及其解 1．某化合物溶于乙醇,所得溶液为100 mL 溶液中含该化合物14克。 （１）取部分该溶液放在5 cm 长的盛液管中,在20 o C 用钠光作光源测得其旋光度为+2.1o , 试计算该物质的比旋光度。 （２）把同样的溶液放在10 cm 长的盛液管中,预测其旋光度。 （３）如果把10 mL 上述溶液稀释到20 mL,然后放在5 cm 长的盛液管中, 预测其旋光度。 解 比旋光度是旋光物质特有的物理常数,用下式表示：t 为测定时的温度（一般为室温,15-30 o C ）；λ为测定时的波长（一般采用波长为589.3 nm 的钠光,用符号Ｄ表示）,在此测定条件下得出的比旋光度用[α]D 表示亦可。 （１）将旋光度α＝+2.1o 带入上式,得 （２）旋光度为α＝+2.1o ＊２＝+4.1o （３）旋光度为α＝+2.1o /２＝+1.05o １ 2．将一葡萄糖的水溶液放在10 cm 长的盛液管中,在20 0 C 测得其旋光度为 +3.20,求这个溶液的浓度。已知葡萄糖在水中的比旋光度为[α]D = +52.50。 解 3．某纯液体试样在10 cm 长的盛液管中测得其旋光度为+300 ,怎样用实验证 明它的旋光度的确是+300而不是-3300,也不是+3900？ 解 将该液体试样在5 cm 长的盛液管中测定其旋光度,若测得的旋光度为+150,则证 明它的旋光度的确是+300。（提示：也可用稀释的方法加以验证。） 4．下列化合物中有无手性碳原子？若有,请用星号标出。 c ( g / mL ) l (10 cm)= t [ ]λα α= + 15o l (10 cm ) c ( g / mL ) 100 / 14 + 2.1 o = c ( 14g / 100 mL ) + 2.1 o = αα D [ ]20 = l (10 cm) c ( g / mL ) = 0.06 g / mL +52.5 o l (10 cm)+ 3.2o = ααD [ ]20 = l (10 cm) c ( g / mL )C 6H 5CH 2CHCH 2C 6H 5 3 (3)C 6H 5CHDCH 3(2) CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3 CH 3 (1)

对映异构基本概念

第五章 对 映 异 构 本章要点： 1、概念：手性碳原子，手性分子，对映体，内外消旋体，…… 2、产生原因：根本原因、常见原因 3、构型表示：费歇尔投影式；D/L 、R/S 命名 4、对映异构体及数目判断 一、基本概念 1、旋光性——物质使平面偏振光旋过一定角度的特性；有左旋和右旋之分；物质具备旋光 性与否需要通过旋光仪进行测定。 2、旋光性物质——具有旋光性的物质，分左旋体（l 或 -）、右旋体（d 或 +）。 3、手性——实物与镜像关系，即只能重合不能重叠。 4、对映异构——构造相同的两个化合物，互呈“实物与镜像”关系，对映而不能重叠，它 们对平面偏振光的作用不同，生理活性也不同，称为对映异构体。因其旋 光性上的表现不同，又称旋光异构体。 5、对映异构体特征——构型上互为实物与镜像关系；旋光性上大小相等方向相反。 6、外消旋体——等量的左旋体＋右旋体，混合后体系失去旋光性（外因使然），是混合物。 7、内消旋体——分子内存在对称因素使分子不具有旋光性（内因造成），是纯净物。 8、手性碳C *——sp 3 杂化，连接四个不同基团的碳原子。 9、手性分子——分子内无对称因素（要求掌握对称面），常常是“有且只有一个手性碳”的 分子；手性分子具有旋光性、存在对映异构体。 10、对称面(σ)——把分子分成实物与镜像关系的面，即平分分子的平面，把分子分成完全 相等的两个部分，可以有一个或多个。 手性、手性分子、旋光异构体、对映体： d b d 实物 镜像 两者对平面偏振光作用不同,称为旋光异构体；两者只能重合不能重叠，互为镜像关系，具有手性，是手性分子；因具有镜像关系，又称对映体

第4章对映异构

第4章 对映异构 4.1 基本要求 ● 了解立体异构的分类及产生原因。 ● 掌握分子对称因素与旋光性的关系。 ● 由结构特征判断分子是否具有旋光性。 ● 掌握手性、手性分子、对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体等基本概念。 ● 掌握 Fischer 投影式的写法及构型的标示法（R/S ，D/L 法）。 ● 了解立体选择反应和立体专一反应概念。 4.2 基本知识点 4.2.1 立体异构 化合物分子组成相同、构造相同，但原子或基团在空间的相对排列位置不同，由此所产生的异构体称为立体异构。 构象异构与构型异构的区别： （1）构象异构可以通过σ键的旋转相互转化，异构体不能分离。 （2）构型异构不能通过σ键的旋转相互转化，构型异构的转化必然伴随有化学键的断裂。 （3）构型异构是可以分离的，它们具有不同的物理、化学性质。 立体异构 构象异构：构型异构 顺反异构： H H OH OH OH OH 与 C H CH 3 CH 3C C H CH 3 CH 3 与 光学异构： 对映异构：非对映异构： H OH CH 3COOH HO H CH 3COOH COOH OH OH H H COOH COOH OH H COOH H HO

4.2.2 旋光度与比旋光度 能够使平面偏振光的振动方向发生改变的物质称为旋光性物质。旋光性物质使平面偏振光的振动面偏转的角度称为旋光度，用符号α表示。偏转的方向即为物质的旋光方向，一般用符号“+”或“d ”表示右旋；用符号“-”或“l ”表示左旋。比旋光度是指：当溶液质量浓度为1 g ·ml -1，旋光管长度为1 dm ，测定时的温度为t ℃，光源波长为D （钠光的D 线589 nm ）时所测物质的旋光度，用符号[]t αD 表示。 []t αD = 式中：l 为旋光管长度，dm ；ρ B 为纯液体的密度或溶液的质量浓度，g ·ml -1；[]t αD 与测定波 长、温度及溶剂有关。一定条件下[]t αD 是一个常数，对于一个已知比旋光度的光活性物质，根 据测得的旋光度，可以判断其光学纯度。 4.2.3 对映异构体和手性分子 对映异构体：呈实物与镜像关系，但彼此不能重叠的光学异构体。二者旋光度相等，旋光方向相反。 手性分子：实物与镜像不能重叠的特性称为手性（手征性），具有手性的分子（存在对映异构的分子）称为手性分子，手性分子具有光学活性（旋光性）。 如果一个分子中存在对称面或对称中心，则不是手性分子，没有旋光性。例如： 4.2.4 手性碳原子与构型的表示 1. 手性碳 连有四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子，用C*表示。含有一个C*的化合物必然具有旋光性，存在对映异构体；但含多个C*的化合物不一定是旋光性物质。 2. 构型的表示法 构型异构在结构上的区别仅在于基团在空间的排列不同，所以构型异构的表示最好用立体图式。但因书写不方便，故多数情况下采用Fischer 投影式。 Fischer 投影式是将与C*相连的四个不同基团中的两个处于水平方向，面朝前，指向观察者；另外两个基团处于垂直方向，朝后，然后向纸面投影，得到一个“十”字型投影式。即在Fischer 投影式中用“十”代表C*，横线上的基团伸向纸平面前面，竖线上的基团伸向纸平面里边（主碳链通常在竖位）。例如，乳酸的一对对映体可表示如下： C CH 33 C H H Cl CH 3 H 3C 均有对称面，无旋光性 H H H H Cl CH 33 C HOOC H H HO 均有对称中心，无旋光性