1、主要内容:,基本概念：手性、手性分子、对映异构、内消旋体、外消旋体、非对映异构体。,分子的手性与其结构的关系，手性分子的判断，旋光度的测定。,Fischer 投影式的写法，立体异构体的构型（D/L、 R/S）。,第三章 立体化学基础 Basic stereochemistry,碳架异构 构造异构 位置异构官能团异构 同分异构 顺反异构构型异构 立体异构 对映异构构象异构,异构的类型：,旋光性和比旋光度,偏振光和旋光性：,偏振面,旋光仪示意图,普通光：光波在所有平面振动的光，亦称混合光。,偏振光：光波主要在某一平面振动的光。,旋光性：物质使偏振光的振动平面发生偏转的性质。,概念：,旋光度和比旋光
2、度,概念：(旋光度) 随物质的浓度和盛液管的长度发生变化。c：物质的浓度。l：盛液管的长度。tD: (比旋光度) 通常是物质以钠光灯的D线为光源、t为20时的特定常数。 M : 摩尔旋光度。,应用：根据此关系式可计算已知物的浓度或初步鉴别未知物。,关系式：,手性和对映异构体,手性(chirality),实物与其镜像不能重合的现象，称为手性现象。,手性分子和对映体(chiral molecule and enantiomer),对映体：互为镜像的两个手性分子。,手性分子： 实物与其镜像不能重合的分子。,手性碳原子： 连有四个不同的原子或基团的碳原子。,对映体,对称性和非手性分子 (symmetr
3、ical property and achiral molecule),对称面 symmetric plane,对称中心 symmetric center,有对称面和对称中心的分子，实物与其镜像相同，不是手性分子。,对称轴 symmetric axis,对称轴的情况较复杂，需视具体的对称轴来判断分子是否有手性。,实物和镜像是同一个物质。,非手性分子：,对映异构体的判断：, 实物与其镜像不能重合的分子，是手性分子，有对映异构体。反之，为非手性分子。, 有对称面和(或)对称中心的分子，不是手性分子，没有对映异构体。,思考: 分子中只有一个手性碳原子的分子，是否为手性分子，有否对映体?,含一个手性碳
4、原子的物质：,(-)-乳酸 (+)-乳酸,()乳酸,m.p./ 28 28,18,D20 -3.8 +3.8,0,概念: 左旋(-)； 右旋(+)；外消旋体()（racemic modification）。,例：,对映体的性质：立体异构体在物理性质上存在着差异，对映体之间的差异仅为旋光方向的相反；非对映体之间的物理性质则完全不同。在非手性条件下，立体异构体的化学性质大致相同。在手性条件下，立体异构体的化学性质和生物活性都存在着差异，如手性药物分子和生物大分子等。,手性分子的生物作用：,手性分子与手性生物受体之间的相互作用,费歇尔投影式 (Fischer projection formula),
5、规定：, 横线和竖线的交叉点表示手性碳原子。, 横键伸向前，竖键伸向后。, 习惯上碳链直立，命名中编号较小的在上。,Fischer 投影式的操作：,1.只能旋转180或其整数倍。,2.不能离开纸面翻转。,3.手性碳原子上的原子或基团两-两互换奇数 次构型发生改变，互换偶数次构型保持不变。,Fischer 投影式、Newman 投影式、锯架式之间的相互转换：,Fischers,Sawhorses,Newmans,构型命名法：,构型的D/L命名法(对分子的构型命名)例：,D-甘油醛,L-甘油醛,D-乳酸,L-苹果酸,L-丝氨酸,相对构型和绝对构型 (Relative configuration a
6、nd absolute configuration)：,D-(-)甘油醛,D-(+)甘油酸,概念：相对构型；绝对构型。,手性碳构型的命名法:,2. 将末优基团（E） C* 眼睛置于一直线上，然后观察 ABD的走向，顺时针为 R 型，逆时针为 S 型。,1. 按次序规则手性碳上原子或基团从大到小依次排列，如；ABDE 。,Cahn Ingold Prelog (R/S)命名规则：,C*模型,R-2-丁醇 模型,S-2-丁醇 模型,次序规则（sequence rules）：,(1). 按连接原子的原子序数从大到小，将取代基排列成序： IBrClSHOH NH2CH3 DH,大,二,三,小,S-型,
7、(2). 若第一个连接原子的原子序数相同，则比较后面的原子，依此类推： CH(CH3)2 CH2CH2CH3 CH2CH2HCH2H,看作：,(3). 若有复键把每个共价键看作独立的连接。,看作：,看作：,按顺序规则：NH2CH2CH3CH3H,R-构型,S-构型,例：,(4). 若取代基有立体异构时，R-构型优先于S-构型，顺(Z)式优先于反(E)式。,S-构型,例：,D-型,2S,3R-3,4-二羟基-2-溴-丁酸,含两个不相同手性碳的物质：,、 是非对映体。手性碳不相同时， 构型异构体数目= 2n概念：对映体 非对映体 构型异构体, , ,例：2-羟基-3-氯丁二酸,D-赤藓糖,L-赤藓
8、糖,D-苏阿糖,L-苏阿糖,通常将两个相同原子或基团在Fischer投影式同侧的称为赤型（Erythro-），在异侧的称为苏型（Threo-）。,赤型,苏型,赤型和苏型：,例：2,3-二羟基-丁二酸, 相同的化合物 内消旋(meso-)体； 是对映体 外消旋体； 、 非对映体； 有相同手性碳时， 构型异构体数目 2n, ,含两个相同手性碳的物质：,D-型,meso-体,三个不相同的手性碳原子，有4对构型异构体（23）。,有两个相同的手性碳原子，有4个构型异构体。,meso-体,meso-体,对映体,假手性碳：,外消旋体的拆分：,设法将一对对映体转化为非对映体，再根据性质的差异分离。,无手性碳原子的对映异构体：,环状化合物的对映异构：,1,4-二取代环己烷,1,3-二取代环己烷,顺式，有对称面,1,2-二取代环己烷,反式，无对称面,反式，无对称面,反式，有对称面,顺式，有对称面,顺式，有对称面,在所有可能存在的构象中，只要有一种有对称面或对称中心，该化合物就是非手性的。,烷烃卤代反应的立体化学：,正丁烷的溴代反应,第三章 完,手性分子的卤代反应,
