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旋光异构详解讲解

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有机化学 5旋光异构

有机化学 5旋光异构

例1：1,1-二氯乙烷 例2：(E)-1,2-二氯乙烯
CH3
H C Cl Cl
有对称面
Cl
H
CC
H
Cl
有对称面
（2）对称中心 i：分子中有一点i，通过i点
画任何直线，如果在离i点等距离的直线 两端有相同的原子或基团，则点i称为对 称中心。
例：
（3）对称轴 Cn：穿过分子画一直线，分子以它
为轴旋转360°/n 后，可以获得与原来分子相同 的形象，这一直线为分子的n重对称轴。
COOH
竖向基团位于平面的后方 HO
H
CH3
COOH
C
H
OH
CH3
COOH H OH
CH3
COOH
OH
H
CH3
光照 费歇尔投影式
相当于将一个立体模型放在幕前，用光照射 模型，在幕上得出的平面影象
费歇尔投影式国际命名原则：将碳链放在垂 直线上，氧化态较高的碳原子或主链上第一 号碳原子在上．以垂直线相连的基团表示伸 向纸后，即远离读者；以水平线相连的基团 表示伸出纸前即伸向读者．
构象异构
因单键“ 自由” 旋转而产生的立体异构。
H
CH3 H
CH3
CH3 H
CH3
HH CH3
HH H
CH3
旋光异构
因分子中手性因素而产生的立体异构。
CH3
Br C C2H5 Cl
CH3
CH3
C Br Cl H5C2
Cl
C Br C2H5
CH3 N
CH3 CH2CH2CH3
OH
d- 异构体 有强兴奋作用 l- 异构体 抗兴奋作用
如果是纯液体，可将公式中的c换成液体的密度d即可。

有机化学04-旋光异构讲述

有机化学04-旋光异构讲述

二、分子的手性和对称性
1、对称因素 (1) 对称面 假如有一个平面可以把分子分割成两部分，而 一部分正好是另一部分的镜像，这个平面就是分子的对称面。
(2) 对称中心 若分子中有一点，通过该点画任何直线，在离 此点等距离的两端有相同的原子，则该点称为分子的对称中心。
H
H
H3C
H
H
H CH3 H
结论
有对称面或对称中心的分子均可与其镜象重叠，是非手性分子, 没有旋光性； 既无对称面也没有对称中心的，是手性分子，具有旋光性。
手性碳原子：和四个不同的原子或基团相连的碳原子， 用“*”标注。
H H2 H3C C* C CH3
Cl
H H2C C* CH3
OH OH
HH H3C C* C* COOH
OH OH
下图两个模型化合物互为实物和镜像, 但它们不能重合。 它们是一对异构体, 互为对映, 称为对映异构体。
-
COOH
COOH
H CH3
OH
H H3C
OH
-
对映异构好比人的左手和右手的关系，互为镜像，不能 重合。实物和镜像不能重合的现象也称为手性。具有手性的 分子叫手性分子（不能与其镜象重合的分子为手性分子）。
2. 构型标记法
(1) D / L标记法 以(+)-甘油醛为标准物质，并假定右旋甘油醛结构为D-构型；
CHO
H
OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
CHO
HO
H
CH2OH
L-(-)-甘油醛
以甘油醛为基础，通过化学方法合成的其它化合物（或可 转变为甘油醛的化合物），如果与手性碳原子相连的键没 有断裂，则仍保持甘油醛的原有构型。

旋光异构名词解释

旋光异构名词解释

旋光异构名词解释旋光异构是以含有不同的心理物质为前体，利用某种方法(如重结晶或反应)使心理物质发生改变而得到的异构体。

一、心理物质对称性的强弱(不等性);若是等对称性者，其方法可省略。

二、心理物质的顺反性;顺反性可以分为同分异构和顺反异构两类。

1)同分异构(isomerism)：从一个化合物中，由于存在着互变异构现象，可以得到一个与天然产物有相同结构，但不同物理性质的产物。

例如，蔗糖水解，有醛糖(△-G)和酮糖(△-O)。

2)顺反异构(enantiometries)：一个化合物，由于顺序不同而使它具有两种或两种以上不同的结构。

三、心理物质的数目四、心理物质的旋光性五、心理物质的吸收、发射和透过六、心理物质的光谱异构七、心理物质的生物合成八、心理物质的同分异构体二、心理物质的顺反性;1、顺式异构体的各异构体均能发生反应，生成不能进行亲核加成的产物;2、反式异构体的各异构体均不能发生反应，生成不能进行亲核加成的产物。

3、混合物中有顺式异构体时，必须把顺式异构体全部转化成反式异构体，才能分离;有反式异构体时，必须把反式异构体全部转化成顺式异构体，才能分离。

4、顺反异构体的稳定性顺反异构体对称性越高，顺反异构体越稳定。

反之亦然。

六、心理物质的光谱异构;1、旋光异构：在与旋光异构体相应的药物波长范围内观察药物的红外光谱，当其化学结构完全相同时，可观察到相同的吸收峰，即这两个旋光异构体都有与其对应的红外吸收光谱。

2、消旋：在与消旋体相应的药物波长范围内观察药物的红外光谱，当其化学结构完全相同时，也可观察到相同的吸收峰，即这两个旋光异构体都有与其对应的红外吸收光谱。

两者的吸收光谱并不完全相同。

3、倍比异构：在与倍比异构体相应的药物波长范围内观察药物的红外光谱，当其化学结构完全相同时，可观察到两个吸收峰，即每个异构体有一个与其对应的红外吸收光谱。

4、差比异构：在与差比异构体相应的药物波长范围内观察药物的红外光谱，当其化学结构完全相同时，可观察到两个吸收峰，即每个异构体有一个与其对应的红外吸收光谱。

《有机化学》第十章 旋光异构

《有机化学》第十章 旋光异构
1
第十章 旋光异构
【知识目标】 了解物质的旋光性及其有关概念（平面偏振光、旋光仪和比旋光度等）。 掌握有机化合物对映异构与分子结构的关系。 掌握含一个手性碳原子化合物的对映异构情况。 掌握有机化合物的R/S标记法。
【技能目标】 能够根据分子结构判断分子的手性和旋光性。
2
异构现象分类
在有机化合物中，异构现象大体上分为两大类。构造异构是指分子式相同，而分子中原子相互 连接的顺序不同所产生的异构现象，如前面章节所述的碳链异构、位置异构和官能团异构等；立体 异构是指分子式相同，分子中原子相互连接的顺序相同，但在空间的排列方式不同所产生的异构现 象，旋光异构属于立体异构的一种，它与物质的旋光性有关。
5
过 渡 页
1 物质的旋光性
2 对映异构现象 与分子结构的关系
3 含一个手性碳原子 化合物的对映异构
6 第一节 物质的旋光性
一、 平面偏振光和旋光性
（一）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，如下图10-1所示。
第十章
光的前进方向与振动方向垂直
普通光的振动平面
7 第一节 物质的旋光性
（一）对映体——互为物体与镜像关系的立体异构体。
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 镜像关系的立体异构体，称为 对映异构体（简称为对映体）。
对映异构体都有旋光性， 其中一个是左旋的，一个是右 旋的。所以对映异构体又称为 旋光异构体。
第十章
‖
20 第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构
碳链异构 位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构
同分异构
顺反异构
立体异构
构型异构 对映异构（旋光异构）

高等有机化学课件第六章旋光异构

高等有机化学课件第六章旋光异构

稳定性
03
某些旋光异构体可能比其他异构体更稳定，这会影响到它们的
保存和制备。
生物活性与药物作用
01
02
03
药物作用
许多具有生物活性的化合 物是旋光异构体，它们在 药物作用上可能存在差异 。
药效
不同旋光异构体的药效可 能不同，这会影响到药物 的疗效和安全性。
代谢与排泄
旋光异构体在体内的代谢 和排泄也可能存在差异， 这会影响到药物的体内过 程和药物动力学。
04
旋光异构体的合成与拆分
合成方法
生物合成法
利用微生物或酶催化反应 ，将底物转化为旋光异构 体。
化学合成法
通过一系列的化学反应， 将原料转化为旋光异构体 。
拆分法
利用物理或化学方法，将 外消旋体拆分为旋光异构 体。
拆分方法
结晶拆分法
通过结晶将外消旋体拆分为旋光异构体。
化学拆分法
利用化学反应将外消旋体拆分为旋光异构体。
旋光异构体的分类
左旋和右旋
根据物质使偏振光的振动平面旋转的方向，分为左旋和右旋 两种。
对映体和非对映体
根据分子结构是否对称，旋光异构体可分为对映体和非对映 体。
旋光度的测量
测量原理
通过测量旋光物质使偏振光振动平面旋转的角度 ，来测定物质的旋光度。
测量方法
采用旋光仪进行测量，将待测物质制成溶液，置 于旋光仪的测量管中，记录旋转角度读数。
3
手性合成中的关键步骤是手性源的获取，而旋光 异构体可以作为手性源，为手性合成提供必要的 起始原料和中间体。
在手性拆分中的应用
手性拆分是指将外消旋混合物中的对映体分离 成单一的纯对映体，旋光异构体在此过程中发 挥关键作用。

第7章旋光异构解析

第7章旋光异构解析

（＋） -乳酸
（－） -乳酸 （±） -乳酸
＋ 3.82
－ 3.82 0
等量的左旋体和右旋体组成的体系叫做外消旋体， 常用“（±）”或“dl”表示，外消旋体没有旋光活性， [α ]=0 。
S型
Ibuprofen
R型
H HOOC C CH3
H3 C
H C
COOH
H3C H3C
CH CH2
CH2CH
CH3 CH3
最早发现的含一个手性碳的化合物是乳酸， 手性碳上四个不同的基团在空间有两种不同的 排列方式，也就是有两种不同的构型：
* CH OH
CH3
COOH
乳酸
牛奶发酵得到 运动中肌肉分泌
[α]D=-3.82°
[α]D=+ 3.82°
乳酸的两个分子模型，无论将它们 怎样翻转，都不能使之完全重合。所以 二者分别代表两个不同分子。它们呈实
COOH
COOH
离开纸面
H CH3 OH
HO CH3
H
翻转180° （Ⅱ）
(Ⅰ)≠ (Ⅱ)
（Ⅰ）
COOH
沿纸面
H CH3 OH
CH3 HO H COOH
4.对称因素（symmetry factor）
(1) 对称面 假设一个平面可以把分子分成两半，
而这两半互为镜像关系，这个平面就是这
个分子的对称面 。
Cl H C C
H Cl
H H
COOH ┆ C OH OH C 心 设想分子中有一中心点P，任何的直 线通过分子的中心，在离中心等距离处遇 到完全相同的原子，此点即为该分子的对 称中心。
[a ]
t

a B l
α─ 旋光仪上测得的旋光度

第六章 旋光异构

第六章 旋光异构
一对对映体的等量混合物称为外消旋体。外消旋体没 有旋光性是由于互为实物与镜象关系的异构体使偏振光的旋 转角度相等，但方向相反而抵消，因此对外不显示旋光性， 通常用dl或±表示。
三、旋光异构体构型的表示方法：透视式和投影式
1、透视式表示法
透视式的表示方法是将手性碳原子放在纸平面上，以实楔 形线表示伸向纸平面上方的化学键，用虚线表示伸向纸平面下 方的化学键，用实线表示在纸平面上的化学键。则乳酸分子的 透视式为：
分子中互为实物与镜象关系的两部分，旋光度大小相等，方向 相反而互相抵消。我们称之为内消旋体（mesomer）。
外消旋体是混 合物，可以被折分, 内消旋体是单一物质，不能 被折分。
第四节 不含手性碳原子化合物的旋光异构
绝大多数手性分子都含有手性碳原子，但并非所有的手性
分子都含有手性碳原子，决定分子是否具有手性的原因是分子 的不对称性。某些含有不饱和键或单键的分子，由于其旋转受 阻，也会产生旋光异构，这种现象称为位阻异构现象。
答： 熔点32℃的醇为内消旋体，熔点19℃的醇为外消旋体；
CH3
CH3
OH
OH
CH3 OH H HO H OH CH3
H
H CH3
H HO CH3
H
COOH
固定COOH，依次交换HO、H、CH3
HO C H
CH3
构型相同
四、旋光异构体构型的标记法：D/L法和R/S法。
1、D/L标记法
以甘油醛为参照物，人为规定：Ⅰ式右旋为D-型， Ⅱ式左旋为L-型。
CHO H OH CH 2OH
CHO HO H CH 2OH
(Ⅱ) L-(-)
(Ⅰ) D-(+)
Br Br H H3C C C H CH3 H H3C Br C C H + Br CH3

旋光异构名词解释

旋光异构名词解释

旋光异构名词解释旋光异构体(chiral isomer)指的是某些化合物由于电子的波函数与原来的不同，因此所呈现出来的光学性质也跟着改变，这种性质可以藉由对旋光仪器的观测而被得知。

通常情况下，异构体之间具有如下特征：(1)化学上呈现碱性或者酸性;(2)在有机化学的历程中，其分子骨架一定会使它带有正电荷;(3)在外界条件改变时，异构体都会保持异构体之间固有的形态。

旋光异构体有很多，但大多数都是碳链的异构体，例如正碳离子、碳烯、卡宾、卡拜。

基于这个概念，可以使用下列的定义来分类化合物的旋光异构体。

1.按原子中所含的电子个数不同，分为三类：(1)不等性碳正离子(含有四个电子);(2)等性碳负离子(含有三个电子);(3)四聚性碳正离子(含有两个电子)下面几个主要反应会影响到旋光性的产生。

1.水解反应。

当一个四聚体结合一个单体成为四聚体时，键结强度减弱，键长增加，从而引起了正电荷。

在正电荷和水分子的共同作用下，碳离子被拉长。

碳正离子的旋光率随着核电荷数的增加而增加，这就是旋光异构体的最初由来。

2.消去反应。

相同碳正离子的化合物在分子内形成碳正离子的过程中会发生消去反应。

由于所涉及的碳原子不能稳定地和两个水分子相连接，导致了水解反应的发生，消去反应形成两个新的正碳离子，并使碳正离子重新回到平衡状态，于是结合了一个水分子的碳离子又变成了碳正离子。

通过以上的实验，可以发现碳正离子中的每一个碳离子是以与水分子结合的碳氧双键的方式进行稳定结合的。

3.加成反应。

这种反应将会导致产生碳负离子。

由于在和四个水分子连接的碳上有一个孤对电子，可以使得碳正离子和四个水分子之间发生作用，碳负离子的存在就意味着消除了一个单体。

然后碳正离子和其他碳正离子进行结合。

4.氧化还原反应。

有些化合物可以被氧化，这样就会减弱碳正离子的作用。

同时，它们可以被还原，这样会增强碳正离子的作用。

于是结果是可以得到不同的产物。

旋光异构体有很多，但大多数都是碳链的异构体，例如正碳离子、碳烯、卡宾、卡拜。

旋光异构精讲剖析

旋光异构精讲剖析

第5章 旋光异构分子的结构包括构造、构型和构象。

分子的构造是指具有一定分子式的化合物中各原子的成键顺序。

分子的构型和构象则是在具有一定构造的分子中原子在空间的排列情况。

构造相同但构型不同的分子称为构型异构体；顺反异构体就是构型异构体的一类。

本章要讨论的旋光异构也属于构型异构。

凡分子式相同， 构造式也相同的分子，只是因为原子在空间的排列不同而产生的异构体，也称立体异构体。

立体异构体包括构型异构和构象异构。

旋光异构（optical isomerism ）属于立体异构的一种，这种异构最明显的差异是异构体之间对平面偏振光的旋光性能不同，因而称为旋光异构或光学异构。

5.1 偏振光和旋光性5.1.1平面偏振光和旋光性光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向相垂直。

普通光是由各种波长的光波所组成，这些光波可在垂直于它前进方向的所有可能的平面上振动。

如果使普通光通过一个由方解石(特殊晶形的碳酸钙)制成的尼可尔(Nicol)棱镜，只有与棱镜晶轴平行的平面上振动的光线可以透过棱镜，因此通过棱镜的光线就只在一个平面上振动，这种光就是平面偏振光，简称偏振光（polarized light ）或偏光。

偏振光振动的平面称为偏振面（polarization plane ）。

图5-1 普通光和平面偏振光示意图若使偏振光透过一些物质(液体或溶液)，有些物质如水、酒精、丙酮等对偏振光不发生影响，偏振光仍维持原来的振动平面；但有些物质如乳酸、葡萄糖等，能使偏振光的振动平面旋转一定的角度(α)。

亮暗这种能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为物质的旋光性（optical activity ）。

具有旋光性的物质称为旋光性物质（optically active substance ）或光学活性物质。

旋光性物质使偏振光的振动平面旋转的角度称为旋光度，通常用α表示。

5.1.2旋光仪和比旋光度5.1.2.1 旋光仪 测定物质旋光度的仪器是旋光仪，旋光仪的构造原理见图5-2。

有机化学05第五章旋光异构

有机化学05第五章旋光异构

20
最小在横向
CH3
H
Cl
C 2H 5
(R) →S
最小在竖向
H
H O C O O H (R) →R
CH3
小上下，顺 I 向 小左右，反 I 向
H
S—型 教学ppt
CH3
Cl CH3
H
21
H
5.4 含两个手性碳化合物
5.4.1含两个不相同手性碳的化合物
C 2H 5
H A Cl H B Cl
CH3
CH3C*HCl*CHClC2H5 A-B 型
第五章 旋光异构（立体化学）
定义 — 分子中的原子在空间的排 列所产生的异构现象，以及异构现 象对物理性质及化学性质的影响
— 叫异构现象
教学ppt
1
[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、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； ５.了解环状化合物及不含手性碳原子化合物的对映异 构； ６.了解外消旋体的柝分原理及方法。
：偶数次互变，构型不变
竖向后，横向前，含碳基团上下边；
转半圈，不教能学pp翻t ，奇数次互调构型17 变
伞架式： （飞锲式）
COOH H
H3C O H
镜像与构型无 特定对映关系
5.3.5 对映体的命名
R、S 标记，——绝对构型
a
b c
d
a > b > c > d 定序规则：
a
a→b →c
a
a→b→c
+57.56 -57.56
化学性质在手性条件或手性试剂性质下，表现不同 化学性质在手性环境表现的性质不同，反之相同

第7章旋光异构

第7章旋光异构

[a
]
t


a B l
α─ 旋光仪上测得的旋光度 ρB ─质量浓度（g·mL-1） l ─盛液管的长度（dm） t ─测定时的温度 λ─所用光源的波长
例如，在10mL 水中，加入某旋光物质1g， 在1dm 长的盛液管内，用钠灯做光源，温度为 20℃时测得它的旋光度α为-4.64o，则该物质的 比旋光度为：
手性不仅是某些宏观物体的特征， 某些微观的分子同样也具有“手性”， 我们称这类分子为“手性分子”。大量 的天然有机物，如脂类、糖类、氨基酸、 生物碱以及在生物体内起重要作用的酶 等，大多是手性分子。
手性分子
非手性分子
手性的判断
判断一个分子是否有手性，可用做一对实物 与镜像的分子模型，观察它们是否能够完全重合， 如果不能重合就是手性分子。但是要判断判断一 个分子是否有手性，并非一定要用模型。一个分 子是否能否与其镜像重合，与分子的对称因素有 关，对称因素主要有对称面、对称中心、对称轴 等。
CH3 C*H COOH OH
乳酸
HOOC
C* H
* CH
COOHOH OH酒 Nhomakorabea酸思考题：指出下列化合物中的手性碳原子。
NHCOCHCl2
HOCH2*CH *CHOH
NO2
氯霉素
Ph COCH2CH3
Ph C CH2*CHN(CH3)2
CH3
美散痛(Methadone)
1．对映体和外消旋体
最早发现的含一个手性碳的化合物是乳酸， 手性碳上四个不同的基团在空间有两种不同的 排列方式，也就是有两种不同的构型：
第七章 旋光异构
Enantiomerism
碳链异构
官能团异构
构造异构 位置异构

有机化学 第5章 旋光异构

有机化学 第5章 旋光异构
称，例如，由肌肉中取得的乳酸的比旋光度为：[α ]2D0 = +3.8°
(ρ=0.1gmL-1，H2O)，表示测定该乳酸的旋光度时，是在20。C， 钠光灯源，所用溶液的浓度为10%，是右旋物质，通过公式计
算出比旋光度是3.8°。
上面公式即可用来计算物质的比旋光度，也可用以测定物质 的浓度或鉴定物质的纯度。
H
OH 最小基团（H）
H
Cl 最小基团（H）
位于横线 CH2OH R- 构型
位于横线 CH3 S- 构型
H
最小基团（ H）
CH3
最小基团 CH3
H2N COOH 位于竖线
ClCH2
Cl 位于竖线
CH3
R- 构型
CH(CH3)2 S- 构型
七、含两个不相同手性碳原子的化合物
以2,3,4-三羟基丁酸为例：
存在对称面的分子不能与其镜像重叠， 为非手性分子，无旋光性，无对映体。
σ
H Cl
C
H C Cl
因此，上述分子都是对称分子，它们没有手性， 也没旋光性。
有机物分子具有手性的最普遍的因素是手性碳原 子，连有四个各不相同基团的碳原子——手性碳 原子，用C* 表示。
凡是含有一个手性碳原子的有机化合物分子都具 有手性，是手性分子。
COOH
H
OH
CH3
在纸平面
CH3
180°
HO
H
COOH
（2）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。例如：
CHO
HO
H
CH2OH
CH2OH
OH与H对调一次
H
OH
CHO
CHO与CH2OH 对调一次

旋光异构详解讲解

旋光异构详解讲解

H
Cl
H
CH3
不是对称中心
从以上分析可以看出，凡是分子中具有对称面或对称中心 的分子，都不是手性分子，没有旋光性。 我们将对称面与对称 中心称为对称因素，因此，凡分子中存在有对称因素的分子都 没有旋光性。判断物质是否具有旋光性的依据是看其分子中是 否存在对称因素。
第三节 含有一个手性碳原子化合物的旋光异构
一种物质的旋光度大小除与其分子结构有关外，还与测 定时的条件有关。通常与通过溶液的长度、测定时所用的溶剂、 测定时溶液的温度等条件有关。为了便于比较各种物质的旋光
度大小，特规定了一个基准——比旋光度。规定：在20℃温
度下，以钠光为光源，则每毫升（ml）含1克（g）旋光性物
质的溶液通过1分米（dm）长的盛液管时测出的旋光度称为该
CH3-O-CH3
OH
CH3C CH COOR
H3C
H
CC
H
CH3
CH 3
H
CH 3
H
H
H
像碳链异构、位置异构、官能团异构和互变异构这四种异 构的产生是由于分子中原子间的连接方式不同而引起，称这为 结构异构；而构象异构、顺反异构，它们分子中原子 间的连接 方式并没有发生变化，只是原子（团）在空间的相对位置发生 了改变，称之为立体异构。立体异构除以上二种外，还有旋光 异构，本章我们主要讨论旋光异构。
COOH
COOH
H
OH 相当于 H C OH
CH3
CH3
COOH
H OH
H
相当于
H OH
H
CH3
COOH C OH C OH CH 3
以费歇尔投影式表示的异构体有以下几个特点：
⑴将一个投影式沿平面旋

有机化学09第五章旋光异构

有机化学09第五章旋光异构
第五章 旋光异构
旋光性
旋光仪(polarimeter) 旋光仪
旋光性的表示方法: 旋光性的表示方法 • 旋光性 能旋转偏振光的振动方向的性质叫旋光性 旋光性--能旋转偏振光的振动方向的性质叫旋光性 • 旋光性物质(或叫光活性物质)--具有旋光性的物质 具有旋光性的物质. 或叫 具有旋光性的物质 • 右旋物质 能使偏振光的振动方向向右旋的物质 右旋物质--能使偏振光的振动方向向右旋的物质 能使偏振光的振动方向向右旋的物质. 表示右旋. 通常用 “d” 或 “+” 表示右旋 • 左旋物质 能使偏振光的振动方向向左旋的物质 左旋物质--能使偏振光的振动方向向左旋的物质 能使偏振光的振动方向向左旋的物质. 表示左旋. 通常用 “ l” 或 “-” 表示左旋 l • 旋光度 偏振光振动方向的旋转角度 用“α”表 旋光度-- 偏振光振动方向的旋转角度.用 示.
•把排在最后的基团 放在离观察者 最远 的位置 ， 然后 把排在最后的基团d放在离观察者最远的位置 把排在最后的基团 放在离观察者最远的位置， 按先后次序观察其他三个基团。 按先后次序观察其他三个基团。 •几即从最先的 开始，经过 ，再到 轮转看。 几即从最先的a开始 轮转看。 几即从最先的 开始，经过b，再到c轮转看 •若轮转方向是顺时针的，则该手性碳原子的构型标记 若轮转方向是顺时针 若轮转方向是顺时针的 的意思） 反之，标记为“ （ 为“R”-（“右”的意思）；反之，标记为“S”
总结: 总结 Fischer投影式的转换规则 投影式的转换规则
1. 不能离开纸面翻转。 不能离开纸面翻转。 2. 在纸面上转动 在纸面上转动90 , 270 ，变成其对映体。 变成其对映体。 3. 在纸面上转动180 构型不变。 构型不变。 在纸面上转动 4. 保持 个基团固定，而把其它三个基团顺时针或 保持1个基团固定， 个基团固定 逆时针地调换位置，构型不变。 逆时针地调换位置，构型不变。 5. 任意两个基团调换偶数次，构型不变。 任意两个基团调换偶数次，构型不变。 6. 任意两个基团调换奇数次，构型改变。 任意两个基团调换奇数次，构型改变。

第五章 旋光异构

第五章 旋光异构

二、含两个手性碳原子化合物的旋光异构：
1. 含两个不同手性碳原子化合物的旋光异构： 以2,3,4-三羟基丁醛为例：
CH2
4
CH
3
CH
2
CHO
1
OH
OH
OH
C2*、C3*是两个不相同手性碳原子 其费歇尔投影式有四种结构；
CHO H H OH OH CH2OH
Ⅰ ( 2R ,3R )
CHO HO HO H H CH2OH
逆 时 针，S- 型
利用费歇尔投影式：1）小上下，同I向 2）小左右，反I向
H
H
HOOC CH3
OH
HOOC
CH3 OH
逆 时 针，S- 型
HO
OH
HOOC CH3
H
HOOC
CH3 H
逆 时 针，R- 型
例：命名
H3C
1 2 3
C2H5 CH2
4
H H
5
CH3
C2H5
6， 7
E，R – 5 – 甲基 – 3 – 乙基 – 2 – 庚烯
H HO CH3 COOH
COOH
≠
H OH
CH3
Fischer 投影式旋转90°的分子模型
应用：（2）离开纸面翻转，则构型翻转
H HO CH3 COOH H
≠
HOOC CH3
OH
（3）任意两个基团互换偶数次构型不变， 互换奇数次构型翻转
CHO H OH CH2OH
CHO HO H CH2OH
H
CHO
CHO
CH 2OH OH
HOH 2 C
OH H
3. 构型与构型标记法：D/L法、R/S法 (1) D/L标记法：以甘油醛为标准
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CH3-O-CH3
OH
CH3C CH COOR
H3C
H
CC
H
CH3
CH 3
H
CH 3
H
H
H
像碳链异构、位置异构、官能团异构和互变异构这四种异 构的产生是由于分子中原子间的连接方式不同而引起，称这为 结构异构；而构象异构、顺反异构，它们分子中原子 间的连接 方式并没有发生变化，只是原子（团）在空间的相对位置发生 了改变，称之为立体异构。立体异构除以上二种外，还有旋光 异构，本章我们主要讨论旋光异构。
物质的比旋光度，用[ ? ]?t表示。
[ ? ]? t ＝
? c·l
上式中：
? —— 旋光仪测出的旋光度
C —— 旋光性物质的浓度（g/ml），若为纯液体，则为其密度
l —— 盛液管的长度（dm）
t —— 测定时溶液的温度
? —— 光源的波长，因通常用钠光为光源，故也可用D表示
在表示测定的结果时，还需要注明所使用的溶剂。
第二节 旋光性与物质分子结构的关系
一、手性与手性分子
为什么有些物质能使偏振光的振动方向发生旋转，而有些物 质不能使偏光旋转呢？显然这些物质在结构上必然有差异，那么
究竟具有什么样结构的物质才能使偏光的振动方向发生旋转 呢？在了解这个问题之前，我们首先讨论手性（Chirality）的概 念。
1848年，法国科学家巴斯德（Louis pasteur）为了获得酒石酸 盐结晶方面的数据，在重复前人的实验时，发现了一种有趣的现 象：没有旋光性的酒石酸是由两种结构极为相似的两种晶型混合 而成，它们的结构非常相似，但不相同，也不能完全重叠，就好 像人的左右手一样，外表非常相似，但不能完全重叠。他用放大 镜和镊子细心地将这两种晶体分离，分别溶于水后测其旋光度， 发现它们均具有旋光度，如果将它们混合后，则旋光度为零。
偏光可通过
? 偏光不能通过
由上面的例子可以看出，第一个尼克尔棱镜可以产生偏振 光，称为起偏镜；第二个尼克尔棱镜可以检测到偏振光能否通 过，故称为检偏镜。若在两个晶轴互相平行的棱镜之间放一个 盛液管，当管中充满水时，偏光可通过；而管中充满乳酸时， 则偏光不能通过，这说明偏光经过水后其振动方向没有改变， 而通过乳酸溶液后，则发生了改变。
对于一种物质来讲，其比旋光度是个定值。由比旋光度的 定义可以看出，物质的旋光度与其浓度成正比。因此，我们可 通过测定物质的旋光度来计算溶液的浓度；也可用己知浓度的 化合物溶液通过测定其旋光度，计算其比旋光度，作为物质定 性鉴定的依据。
用来测定旋光度大小的仪器叫旋光仪。旋光仪一般由光源、 起偏镜、检偏镜、盛液管、读数盘等几部分组成。
第八章 旋光异构
碳链异构
CH3 CH2CH2 CH3
CH3 H33C CH CH3
异
构 官能团异构
CH3CH2OH
异
构
O
现
互变异构 CH3 C CH 2 COOR
象
立 体
顺反异构
H3C C C CH3
H
H
CH3
H
H
异 构象异构 构
旋光异构
H
H
CH3
OH H3C CH2 CH2
所所长。1862年当选为法国科学院院士， 1888年当选为法兰西学院 院士。 1869 年成为英国皇家学会会员。他在牛奶消毒（巴氏消毒法） 及食品保存方面作出的贡献永远造福人类。
偏振光
晶轴
(plane polarized light)
二、旋光性与旋光性物质
1、旋光性
如果我们用两个尼克尔棱镜，把它们以晶轴相互平行来 放置，则一束普通单色光通过第一个尼克尔棱镜后会产生平面 偏振光，由于该平面偏振光的振动方向与第二个尼克尔棱镜的 晶轴平行，故可通过第二个尼克尔棱镜。若两个棱镜的晶轴不 平行，而是成一定夹角，则偏光不能通过第二个尼克尔棱镜。
水
偏光可通过
乳酸
偏光不能通过
偏振光通过水后，它的振动方向没有发生变化，而通过 乳酸后，其振动方向发生了改变。像乳酸这样的物质，它们能 使平面偏振光的振动方向发生改变，即可使偏光的振动方向发 生旋转，这种特性称为物质的旋光性。而具有旋光性的物质称 为旋光性物质。
2、旋光度与比旋光度
偏光通过旋光性物质以后，其振动方向发生了改变，即 其振动方向发生了旋转。旋光性物质使偏光旋转的角度称为物 质的旋光度，常用? 来表示。通常用“+”表示使偏光向右旋转； 用“-”表示向左旋转。也可用d、l表示右、左旋。
巴斯德：法国化学家和微生物学家。 1822年12月27 日生于多勒 ,1895年9月28日卒于巴黎附近的圣克卢。 1840年在贝桑松皇家学院毕业， 1847年因结晶学方 面的研究而获博士学位。 1849～1854年任斯特拉斯 堡大学化学教授。 1854～1857年，任里尔大学化学 教授和理学院院长。 1857年回巴黎，任高等师范大 学地质学、化学和物理学教授。 1867～1889年，在 索邦大学任化学教授。 1889～1895年任巴斯德研究
经过对这两种晶体分析，他发现它们之间的关系就好像人的 左右手一样，一种结构是另一种结构的镜像。即它们互为实物与 镜像关系。
实物与其镜像不能重叠的特性，称为物质的手性，具有手性
的分子叫手性分子。凡具有手性的分子都有旋光性。没有手 性的分子没有旋光性，因此，物质的手性是判断其是否具有旋
光性的必要条件。
第一节 物质的旋光性
一、普通光与平面偏振光
光是一种电磁波，具有波粒二象性。因此，对于一束普通的 光，在传播过程中，它可以向任何方向振动，即可以向任何方向 传播。
物理学告诉我们，光的传播方向与其振动 方向垂直，若有一束光射向黑板平面，则其振 动情况如右图所示。
若将一束单色光通过一个叫做尼克尔棱 镜（Nicol prism）方解石晶体，该晶体只充许 振动方向与其晶轴平行的光通过，因此一束普通的单色光通过该 棱镜后只在一个平面上振动，我们称之为平面偏振光，简称偏振 光（或偏光）。
一种物质的旋光度大小除与其分子结构有关外，还与测 定时的条件有关。通常与通过溶液的长度、测定时所用的溶剂、 测定时溶液的温度等条件有关。为了便于比较各种物质的旋光
度大小，特规定了一个基准——比旋光度。规定：在20℃温
度下，以钠光为光源，则每毫升（ml）含1克（g）旋光性物
质的溶液通过1分米（dm）长的盛液管时测出的旋光度称为该