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第8章 对映异构 偏光性与旋光性 比旋光度 分子的手性和对映异构 对称因素 含有一个手性碳原子化合物的对映异构 构型的表示方法 手性碳原子的构型标记法 含两个手性碳原子化合物的对映异构 含两个相同手性碳原子化合物的旋光异构 环状化合物的对映异构 * 同分异构 碳架异构 官能团异构 位置异构 互变异构 构造异构 立体异构 构象异构 构型异构 顺反异构 光学异构（对映异构） （a）普通光 当普通光通过一个由方解石制成的尼可尔（Nicol）棱镜时，只有振动方向和棱镜晶轴平行的光才能通过，所得到的光就只在一个平面上振动。这种只在某一平面上振动的光叫做平面偏振光，简称偏振光。 普通光 尼可尔棱镜 偏振光 （b）偏振光的产生 偏光性 偏振光 旋光性物质 旋转后的偏振光 旋光性:物质能使偏振光的振动平面发生旋转的性质。 具有旋光性的物质叫做旋光性物质，也称光学活性物质。如乳酸、甘油醛、葡萄糖等。而水、乙醇、乙酸等称非旋光性物质。 当偏振光通过某一旋光性物质时，其振动平面会向着某一方向旋转一定的角度，这一角度叫做旋光度，通常用“α”表示。 光源 起偏镜 偏振光 盛液管 旋转后的 检偏镜 通过检偏镜 偏振光 的偏振光 使偏振光振动平面按逆时针方向旋转的物质称左旋体，用“－” 表示；使偏振光振动平面按顺时针方向旋转的物质称右旋体，用“＋” 表示。 肌肉分解出来的乳酸是右旋体，称为右旋乳酸。可表示为：（+)-2-羟基丙酸。 通常规定溶液的浓度为1g·ml-1，旋光管的长度为1dm，在此条件下测得的旋光度称为比旋光度。 被测物质是纯液体，上式中可用该液体的密度替换其浓度来计算比旋光度。 比旋光度 反映了某旋光物质的旋光方向和旋光能力。例如: 蔗糖水溶液在 25℃ 时的比旋光度为: [ α ] D = + 66.5° (H2O) D 表示 光源为 波长589.3nm 的钠光灯 25 分子的手性和对映异构 左手 镜 右手 左手的镜像是右手 ——对映关系 左、右手对映而不能重合，这种性质称为——“手性”。 任何物体都有它的镜像。一个有机分子在镜子内也会出现相应的镜像。 一个分子与其镜像的构造相同但不能叠合, 它们互称对映异构体, 简称对映体. 这种同分异构现象称为对映异构, 又称旋光异构, 属于构型异构的一种。 对映体总是成对的, 它们的熔点、沸点、密度、折射率 和 在非手性溶剂中的溶解度以及光谱图等都相同, 在与非手性试剂反应时所表现的化学性质也相同。但它们对偏振光表现为不同的旋光性(optical activity)。旋光性是识别对映异构体的重要方法。 分子与其镜像不能叠合, 这种性质称为手性(chirality)。 具有手性的分子称为手性分子。手性分子都存在对映异构, 都有旋光性。分子实体与其镜像能互相叠合的分子称为非手性分子。非手性分子不存在对映异构, 没有旋光性。 判断分子是否具有手性的依据 对称面：就是能将分子分成互为实物和镜像关系两部分的一个平面。 （a）2,2-二溴丙烷 （b）（E）-1-氯-2-溴丙烯 由于２,２-二溴丙烷和(E)-1-氯-2-溴丙烯的分子中都存在对称面，所以它们都是非手性分子，都没有旋光性。 对称中心: 假设分子中存在一点，过该点作任一条直线，若在该点等距离的两端有相同的原子或基团，则该点就是分子的对称中心。 分子中存在对称中心，所以它是非手性分子，没有旋光性。 练习 手性碳原子(或手性中心): 连有四个互不相同的原子或基团的碳原子, 用C*表示。 当一个分子中只含有一个手性碳原子时, 这个分子一定是手性分子。 外消旋体: 由等量的对映体所组成的混合物, 不显旋光性,用(±)或(dl)表示. 外消旋体和相应的纯对映体除旋光性不同外, 其它物理性质如熔点、沸点等均不相同。 描述旋光异构体分子中的原子或基团在空间的排列方式时可用透视式和费歇尔（E.Fischer）投影式来表示。 透视式： 例如，乳酸分子的一对对映体可表示如下： 费歇尔投影式： 投影规则如下： （1）将碳链竖起来，习惯上把氧化态较高的