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1、第六章第六章 旋光异构旋光异构本章学习要求 掌握比旋光度、手性分子、手性碳 原子、对映体、非对映体、内消旋体、 外消旋体等概念和Fischer投影式的写 法，以及旋光异构体构型的表示方法； 了解旋光仪的组成及其测定原理，外消 旋体的拆分和某些有机反应中的立体化 学。1 1 物质的旋光性物质的旋光性1. 平面偏振光（偏振光）和旋光性偏振光：只在一个平面内振动的光。 自然光 偏振光 偏振光振动前进示意图旋光性：使偏光振动平面发生改变（偏转）的性质。可通过旋光仪检测。 旋光性物质：具有旋光性的物质，分为左旋体和右旋体。旋光性的物质非旋光性的物质2. 旋光仪和比旋光度旋光仪的原理：旋光度：使偏振光振动
2、平面旋转的角度。随测定时所用溶液的浓度（c)、盛液管的长度(d)、 温度(t)、光波()以及溶剂的性质等而改变。比旋光度：右旋：为“+”或“d” ，左旋： 为“-”或“ l”=（1）一般用钠灯（D）作光源，=589.3nm，t=20oC （2）C：g/100ml l：dm （3）溶液一般为稀溶液，否则测出的值不准。 （4）若溶液不是水，则要在后面标出溶液及相应浓度 。 （5）可在手册中查到，故可用该公式来计算稀溶液的 浓度或验纯，也可用同一条件下测得的稀溶液的 值来测量旋光性的大小。2 2 旋光性与分子结构的关系旋光性与分子结构的关系化合物的旋光性是由分子内部结构决定的，分 子的对称性与否决定
3、了分子的旋光性 。乳酸是第一个被发现具有旋光性的物质。1. 手性、手性碳原子和手性分子 实物与镜像不能重叠的现象，如同人的左手和右手。对映异构体：两个立体异构体若满足互为镜像， 且不能重叠的关系，则两者都是手性分子且互为 对映异构体。手性分子：不能和它的镜象完全重叠的分子。一 般，有手性的分子就有光学活性。2.手性与对称因素的关系对称面：可以把分子分成实物和镜象两半的面。手性与对称性的关系： 绝大多数情况下，分子中 既没有对称面，又没有对称中心，则该分子与其镜 像不能互相叠合，分子就有手性。手性碳原子*C：不对称碳原子。与四不同原子或 基团相连的碳原子。1. 对映异构体：构造式相同；互为镜像且
4、不重叠 值相等，符号相反3 3 含一个手性碳原子化合物的含一个手性碳原子化合物的 旋光异构旋光异构2. 外消旋体：等量的对映体组成的混合物，无旋光性， 在手性条件下可拆分。用() 或 (dl) 表示。3. 构型的表示方法： 透视式(楔形式)，费歇尔投影式。R-(-)-乳酸S-(+)-乳酸（1）“十”的含义：交叉点表示手性C，四个端点连四个不同的基团；（2）横线表示与C*相连的两个键指向纸平面的前面，竖线表示指向纸平面的后面：“横”前“竖”后。（3）将含有碳原子的基团写在竖线上，编号最小 的碳原子写在竖线上端。 费歇尔投影式（4）要点： 投影式不能离开纸面翻转，否则会改变基团前后关系。 两投影式
5、只能在纸平面上移动，或转动180o来比较是否 重叠。 投影式中任两个基团不能对调，否则构型改变。如转动180o：4. 对映异构体的命名： (1) D-L标记法规定（人为）：以甘油醛的构型为标准（相对构 型标准），指定-OH在碳链右侧为D型；在左侧为 L型。L-甘油醛D-甘油醛旋光方向(+),(-)与相对构型之间没有任何必然的联系。 (2) R, S标记法(i)根据顺序规则确定四个基团的优先次序4321， 找出最小的基团。(ii)确定R,S：把最小基团1置于离观察者最远位置，从 4至2，为顺时针旋转，则为R，若为逆时针旋转，则 为S。S-甘油醛R-甘油醛逆时针方向-S物理性质：熔点、沸点、相对密
6、度、比旋光度、在非 手性溶剂中的溶解度等完全相同。旋光方向相反。化学性质：在非手性试剂的作用下完全相同，与手性 试剂作用时。或在手性溶剂或手性催化剂的作用下 ，两者反应速率有所不同。对映体可在手性条件下（手性试剂、手性催化剂等）拆分。5. 对映异构体的性质1. 含两个不相同手性碳原子的化合物2. 旋光异构体总数：2n个4 4 含两个手性碳原子化合物的含两个手性碳原子化合物的 旋光异构旋光异构I（2S，3S） II（2R，3R） III （2R，3S） IV （2S，3R） 含两个不同手性碳原子的化合物，有四种（2n个 ）不同的平面构型。 对映关系： 与； III与 非对映关系： 与III、与、
7、与III、与2. 含两个相同手性碳原子的化合物以酒石酸为 例 （2R，3R） （2S，3S） (2R，3S)-meso (2S，3R)-meso I与II 是一对对映体，而III与IV实际上为一种 化合物，称为内消旋体，用meso 表示 。内消旋体：含多个手性碳原子但不具有旋光性的 化合物称为内消旋体（为纯净物）。分子内有一对 称面。（与外消旋体有本质上不同。）含手性碳原子的化合物不一定都有旋光性，但是 为主要因素。* 含一个手性碳原子的化合物一定具有旋光性 。而有些化合物的分子内不存在手性碳原子，却 是手性分子。5 5 环状化合物的旋光异构环状化合物的旋光异构1,2-环丁烷二甲酸1,3-环丁烷二甲酸1. 丙二烯型 H2C=C=CH26 6 不含手性碳原子化合物不含手性碳原子化合物 的旋光异构的旋光异构当a=b，c=d时，即为丙二烯分子时，由于本身有 对称性，无旋光性，没有旋光异构体。但当 ab或cd时，分子没有对称性，有旋光性。 丙二烯型分子的空间构型2. 联苯型 联苯为对称分子。 但在2, 2, 6, 6位上连有不同取代基时，阻碍 单键旋转，则分子有手性 。本章重点：1、理解手性分子的结构； 2、费歇尔投影式； 3、 对映异构体的命名： (1) D-L标记法； (2) R-S标记法。本章思考题和作业习题：6.3，习题：6.2，6.8。
