第三章 立体化学（ 2）
主要内容
化合物立体结构式的变换方法
手性碳的构型 —— R型和 S型，手性分子的命名
手性化合物的特性 ——旋光性（旋光度 a、
比旋光，外消旋体和内消旋体）
复习
F
Br
Cl
H
F
Br
Cl
H
两者不能重合
手性分子和非手性分子、手性碳手性分子
F
C l
C l
H
F
Cl
Cl
H
两者可以重合手性碳非手性分子
对映异构体和非对映异构体
F
Br
Cl
H
F
Br
Cl
H
对映异构体 ——
互为镜像且不互相重合
C H 3
H O
H H
O H
C H 3
C H 3
H O
H O H
H
C H 3
C H 3
O H
HH O
H
C H 3I I I I I I
对映异构体非对映异构体 ——相互不为镜像
立体结构表达式
C H 3
C 2 H 5
H O
H
C H 3
C
C 2 H 5
O HH
C H 3
C 2 H 5
O HH
伞形式 Fischer 投影式 十字式
C H 3
O H
HH O
H
C H 3
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
3
2
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
键的方向？
一,立体结构式的变换两种常用的改变基团位置的方法：
交换基团法
旋转法问题 1,如何改变基团的位置而又不改变原有构型？
问题 2,如何判断两个结构式（如下图）是否为同一化合物？
C H 3
C 2 H 5
H O
H
H 3 C
C 2 H 5 O H
H
1,交换基团法
手性碳上的两个基团或原子交换 奇数次 得对映体,交换 偶数次 回到原来结构
C H
3
C
2
H
5
H O
H
C H
3
C
2
H
5
H O
H
交 换 C H
3
和 C
2
H
5
I 的 对 映 体交 换 C H
3
和 O H
H
3
C
C
2
H
5
O H
H
交 换 1 次 交 换 2 次交 换 3 次 H
3
C
C
2
H
5
O H
H
交 换 H 和 C
2
H
5
I
I I 的 对 映 体
2,旋转法
分子以 手性碳上化学键为轴 旋转，所得到的结构 结构不变,
仍为原来的分子（因为手性碳的构型未变化）
C H
3
C
2
H
5
H O
H
以 C? H 键 为 轴旋 转 6 0
o
C H
3
C
2
H
5
O H
H
以 C? C H
3
键 为 轴旋 转 6 0
o
C H
3
C
2
H
5
H O
H
以 C? O H 键 为 轴旋 转 6 0
o
… …
H
H
3
C
H O
C
2
H
5
C H O
C H 2 O H
H O
H
C H O
H O H 2 C
H
H O与
I I I
例 1,试说明化合物 I和 II是否为同一化合物?
用基团交换法甘油醛
C H O
C H
2
O H
H O
H
交 换 1 次
H 与 O H
C H O
C H
2
O H
H
H O
交 换 2 次
H 与 C H O
O H C
C H
2
O H
H
H O
交 换 3 次
C H
2
O H 与 C H O
C H O
H O H
2
C
H
H O
I
I I
I和 II为对映体例 2,判断 I和 II是否为同一化合物
用基团交换法 （ C2和 C3都要交换）
（接下页）
C H 3
HH O
C 2 H 5
O HH
O H
C H 3H
H
C 2 H 5H O
和
2
3
I I I
2
3
交 换 1 次 交 换 2 次
C 2 C H 3 与 O H C 2 C H 3 与 H
C H 3
HH O
C 2 H 5
O HH
2
3
I
O H
HH 3 C
C 2 H 5
O HH
2
3
I 的 非 对 映 异 构 体
（接上页）
O H
C H
3
H
C
2
H
5
O HH
2
3
I
交 换 1 次
C 3 C
2
H
5
与 O H
O H
C H
3
H
O H
C
2
H
5
H
2
3
I 的 非 对 映 异 构 体交 换 2 次
C 3 H 与 O H
O H
C H
3
H
H
C
2
H
5
H O
2
3
I
O H
C H 3H
H
C 2 H 5H O
I I
2
3
两者相同 I 和 II 为同一化合物
（ C2,C3均交换了偶数次）
二,手性碳构型的表示方法（手性碳的绝对构型）
1,手性碳的绝对构型 ——R/S 方法,手性化合物的命名例,2-丁醇
选择 优先顺序最小的原子或基团远离观察者，其余原子或基团依优先顺序排列
(S)?2?丁醇 (R)?2?丁醇
C H 3
C 2 H 5
H O
H
C H 3
C 2 H 5
O H
H
C H 3CHC 2 H 5
O H
* 有一个手性碳沿 C-H 方向
S型
（逆时针方向）
R型
（顺时针方向）
2,基团的优先顺序（ Cohn-Ingold-Prelog定序规则）
（第二章 p39）
（ 1） 原子序数大者优先，同位素质量大者优先如,I > Br > Cl > S > P > F
> O > N > C > D > H
（ 2） 基团的第一个原子相同时，比较与其相连的下一个原子如,-CH2CH3 > -CH3
-CH2Cl > -CH2F
-CH2OCH3 > -CH2OH
-CH(CH3)2 > -CH2CH(CH3)2
B r
C l
I
H
H 最 小
R 型
（ 3） 对不饱和基团，可认为与同一原子连接 2 或 3 次如：
例,
C H C H 2 C H C H 2
C C
C H O C H O
O C
C N C N
N
N C
C
C H O
C H 2 O H
H O
H
C H
C H 2 O H
H O
H
O
CO
1
2
3
( R ) - 甘 油 醛
（ 构 型？ ）
甘 油 醛例,比较以下基团的优先顺序
1
2
C H C H 2 C H C H 2
C C
C H C H 2 C H 2 C H 2 C H 3与
C H C H 2 C H 3
H
>
与 C
C H 3
C H 3
C H 3
C
C
C
C H 3
C H 3
C H 3>
例,2,3-丁二醇的三个立体异构体的命名
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
I I
C H 3
O HH
C H 3
H O H
2
3
I I I I
C H 3
O HH
C H 3
O HH
2
3
C H 3
O HH
C H 3
H O H
2
3
I
C H 3H O
H
H 3 C O H
H
2
3
C H 3H O
H
H 3 C O H
H
2
3
非手性分子
S型
S型
(2S,3S)-2,3-丁二醇
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
I I
C H 3
O HH
C H 3
H O H
2
3
I
R型
R型
S型
S型
III
C H 3
O HH
C H 3
O HH
2
3
(2S,3R)-2,3-丁二醇或
(2R,3S)-2,3-丁二醇
(2R,3R)-2,3-丁二醇非手性分子三,如何判断一个分子是否有手性
1,最直接法,画其对映体，看是否重合
2,观察有无手性碳：
若分子只含有一个手性碳，即为手性分子
分子含有二个以上手性碳，情况较为复杂手性碳与立体异构体数目的关系：
若分子有 n 个手性碳,理论上 有 2n个立体异构体
（ 2n / 2对 对映体。若手性碳组成相同，数目有所减少。
H 3 C C H C H C H 3
O H O H
H 3 C C H C H C 2 H 5
O H O H
* * * *
2,3?丁二醇 2,3?戊二醇有 4个立体异构体与理论数目相同例：
C H 3
H O H
C 2 H 5
O HH
2
3
C H 3
O HH
C 2 H 5
H O H
2
3
C H 3
O HH
C 2 H 5
O HH
2
3
( 2 S,3 S ) - 2,3 - 戊 二 醇 ( 2 R,3 R ) - 2,3 - 戊 二 醇 ( 2 S,3 R ) - 2,3 - 戊 二 醇
C H 3
H O H
C 2 H 5
H O H
2
3
( 2 R,3 S ) - 2,3 - 戊 二 醇手性碳组成相同只有 3个立体异构体
2,3?戊二醇的两对对映体
3,观察分子的有无对称性
（无手性碳） （有手性碳）
若分子含有 对称面 或 对称中心,为 非 手性分子
C H 3
O HH
C H 3
O HH
CH3
O HH
CH3
如,有对称面和对称中心的非手性分子
C l
H
H
F
H
C l
F
H
C l
H
H
F
H
C l
F
H
C l
H
H
F
H
C l
F
H
1 8 0 o
与镜像重合含假手性碳的分子（ 了解）：
非手性分子 （有对称面） 手性分子 (为对映体 )
相同组成的手性碳优先顺序,R型 > S型假手性碳的构型（用 r/s表示）
C O O H
HH O
HH O
2
3
H O H
C O O H
4
C O O H
HH O
H O H
2
3
H O H
C O O H
4
C O O H
HH O
HH O
2
3
O HH
C O O H
4
C O O H
H O H
H O H
2
3
H O H
C O O H
4
S
R
r
S
R
s
S
S
R
R
4,一些不含手性碳的手性分子
连二烯型 （含有两个互相垂直的平面）
比较：
与镜像无法重合，是手性分子
C C C
H
C l
H
C l
CCC
H
C l
H
C l
C C C
H
C l
H
H
CCC
H
C l
H
H
有对称面，为非手性分子
C
H
C O O H
H
H O O C
C
H
H O O C
H
C O O H
螺环型与镜像无法重合，是手性分子
联苯型 (位阻型 )
大基团使单键旋转受阻
N O 2C O 2 H
N O 2 C O 2 H
N O 2 C O
2 H
N O 2C O 2 H
构象型（构象转换受阻）
反 -环辛烯
H
H
H
H
螺旋型四,手性分子的特性 —— 旋光性
1,立体异构体之间的一般物理、化学性质比较例,酒石酸 (tartaric acid),（ 2,3-二羟基丁二酸）
H O 2 C C H C H
O H
C O 2 H
O H
* *
有 2个组成相同的手性碳,有 3个立体异构体 C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
(R,R)-酒石酸 (S,S)-酒石酸 (R,S)-酒石酸一对对映体
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
熔 点,
比 重 （ 2 0
o
）
水 中 溶 解 度
p K
1
p K
2
1 7 1 - 1 7 4
o
C 1 7 1 - 1 7 4
o
C 1 4 6 - 1 4 8
o
C
1,7 6 g / c m
3
1,7 6 g / c m
3
1,6 6 g / c m
3
1 3 9 g / 1 0 0 m l 1 3 9 g / 1 0 0 m l 1 2 5 g / 1 0 0 m l
2,9 8
4,3 4 4,3 4 4,8 2
2,9 8 3,2 3
相同非对映体之间性质有明显差别
酒石酸立体异构体性质比较
2,对映体 之间的性质差别：
物理性质：对 偏振光 的作用不同 —— 有旋光性化学性质：对 手性试剂 的作用不同
手性化合物 对 偏振光 的作用 —— 旋光性 （或称光学活性）
入射偏振光石英样品管旋光度,a
（装有旋光性物质）
a
透射偏振光
（已偏转）
Opitically active
左旋和右旋一对对映体对偏振光的作用不同，一个使偏振光向顺时针方向偏转，另一个使偏振光向逆时针方向偏转,两者偏转数值相同 。
例：
右旋 (dextrorotatory)：使偏振光向 顺时针 方向偏转，表示为 (+)
左旋 (levorotatory),使偏振光向 逆时针 方向偏转，表示为 (–)
(R,R)?(+)?酒石酸
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
C O O H
H O H
(S,S)?(?)?酒石酸旋光异构体 （对映异构体）
左旋
aa
右旋入射光方向
手性分子旋光能力的表示方式 —— 比旋光 [a]t?
[a]t? =
a t?
l? c
at?,实验观察到的选光度
l,样品管长度（ dm,分米）
c,样品浓度（ g / cm3）
t,测试时温度
,波长例：
C O O H
O HH
C O O H
H O H
(R,R)?(+)?酒石酸
[a]25D = +12o (水,20%)
( 钠光,D线,?=589nm)
specific rotation
3,外消旋体和内消旋体
外消旋体 —— 等量的左旋体和右旋体的混合物例：
（旋光性相互抵消 ——消旋）
B r 2
h v,
C H 3
H B r
C 2 H 5
C H 3
HB r
C 2 H 5
+C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
5 0 % 5 0 %
产物无旋光性外 消旋体性
(racemic mixture)
C H 3 C H C H 2 C H 3
B r（?） (?)?2?溴丁烷
外消旋体表示方式例：
内消旋体 ——有手性碳，但分子有对称面C O O H
O HH
C O O H
O HH
(R,S)?meso?酒石酸内消旋体表示方法分子有对称面，无旋光性。
一个手性碳的旋光性正好被分子内另一构型相反的手性碳所抵消内消旋体 (meso compounds)
熔 点,
比 重 （ 2 0
o
）
水 中 溶 解 度
p K
1
p K
2
C O O H
H O H
C O O H
O HH
1 7 1 - 1 7 4
o
C 2 1 0 - 2 1 2
o
C 1 4 6 - 1 4 8
o
C
1,7 6 g / c m
3
1,7 0 g / c m
3
1,6 6 g / c m
3
1 3 9 g / 1 0 0 m l 2 1 g / 1 0 0 m l 1 2 5 g / 1 0 0 m l
2,9 8
4,3 4 4,2 4 4,8 2
2,9 6 3,2 3
C O O H
O HH
C O O H
H O H
+ ± m e s o
C O O H
O HH
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较课后练习：
p94习题 3-6,习题 3-7（还要写十字式），
p98习题 3-8,3-9，
p102习题 3-12
本次课要求
掌握化合物立体结构之间的相互转换。
熟练掌握手性碳构型的命名，掌握手性分子的命名方式。
了解手性化合物的类型，熟练区分手性分子和非手性分子。
掌握 旋光性、旋光异构体、旋光度、比旋光，外消旋体和内消旋体等概念，掌握其表示方式。
主要内容
化合物立体结构式的变换方法
手性碳的构型 —— R型和 S型，手性分子的命名
手性化合物的特性 ——旋光性（旋光度 a、
比旋光，外消旋体和内消旋体）
复习
F
Br
Cl
H
F
Br
Cl
H
两者不能重合
手性分子和非手性分子、手性碳手性分子
F
C l
C l
H
F
Cl
Cl
H
两者可以重合手性碳非手性分子
对映异构体和非对映异构体
F
Br
Cl
H
F
Br
Cl
H
对映异构体 ——
互为镜像且不互相重合
C H 3
H O
H H
O H
C H 3
C H 3
H O
H O H
H
C H 3
C H 3
O H
HH O
H
C H 3I I I I I I
对映异构体非对映异构体 ——相互不为镜像
立体结构表达式
C H 3
C 2 H 5
H O
H
C H 3
C
C 2 H 5
O HH
C H 3
C 2 H 5
O HH
伞形式 Fischer 投影式 十字式
C H 3
O H
HH O
H
C H 3
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
3
2
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
键的方向？
一,立体结构式的变换两种常用的改变基团位置的方法：
交换基团法
旋转法问题 1,如何改变基团的位置而又不改变原有构型？
问题 2,如何判断两个结构式（如下图）是否为同一化合物？
C H 3
C 2 H 5
H O
H
H 3 C
C 2 H 5 O H
H
1,交换基团法
手性碳上的两个基团或原子交换 奇数次 得对映体,交换 偶数次 回到原来结构
C H
3
C
2
H
5
H O
H
C H
3
C
2
H
5
H O
H
交 换 C H
3
和 C
2
H
5
I 的 对 映 体交 换 C H
3
和 O H
H
3
C
C
2
H
5
O H
H
交 换 1 次 交 换 2 次交 换 3 次 H
3
C
C
2
H
5
O H
H
交 换 H 和 C
2
H
5
I
I I 的 对 映 体
2,旋转法
分子以 手性碳上化学键为轴 旋转，所得到的结构 结构不变,
仍为原来的分子（因为手性碳的构型未变化）
C H
3
C
2
H
5
H O
H
以 C? H 键 为 轴旋 转 6 0
o
C H
3
C
2
H
5
O H
H
以 C? C H
3
键 为 轴旋 转 6 0
o
C H
3
C
2
H
5
H O
H
以 C? O H 键 为 轴旋 转 6 0
o
… …
H
H
3
C
H O
C
2
H
5
C H O
C H 2 O H
H O
H
C H O
H O H 2 C
H
H O与
I I I
例 1,试说明化合物 I和 II是否为同一化合物?
用基团交换法甘油醛
C H O
C H
2
O H
H O
H
交 换 1 次
H 与 O H
C H O
C H
2
O H
H
H O
交 换 2 次
H 与 C H O
O H C
C H
2
O H
H
H O
交 换 3 次
C H
2
O H 与 C H O
C H O
H O H
2
C
H
H O
I
I I
I和 II为对映体例 2,判断 I和 II是否为同一化合物
用基团交换法 （ C2和 C3都要交换）
（接下页）
C H 3
HH O
C 2 H 5
O HH
O H
C H 3H
H
C 2 H 5H O
和
2
3
I I I
2
3
交 换 1 次 交 换 2 次
C 2 C H 3 与 O H C 2 C H 3 与 H
C H 3
HH O
C 2 H 5
O HH
2
3
I
O H
HH 3 C
C 2 H 5
O HH
2
3
I 的 非 对 映 异 构 体
（接上页）
O H
C H
3
H
C
2
H
5
O HH
2
3
I
交 换 1 次
C 3 C
2
H
5
与 O H
O H
C H
3
H
O H
C
2
H
5
H
2
3
I 的 非 对 映 异 构 体交 换 2 次
C 3 H 与 O H
O H
C H
3
H
H
C
2
H
5
H O
2
3
I
O H
C H 3H
H
C 2 H 5H O
I I
2
3
两者相同 I 和 II 为同一化合物
（ C2,C3均交换了偶数次）
二,手性碳构型的表示方法（手性碳的绝对构型）
1,手性碳的绝对构型 ——R/S 方法,手性化合物的命名例,2-丁醇
选择 优先顺序最小的原子或基团远离观察者，其余原子或基团依优先顺序排列
(S)?2?丁醇 (R)?2?丁醇
C H 3
C 2 H 5
H O
H
C H 3
C 2 H 5
O H
H
C H 3CHC 2 H 5
O H
* 有一个手性碳沿 C-H 方向
S型
（逆时针方向）
R型
（顺时针方向）
2,基团的优先顺序（ Cohn-Ingold-Prelog定序规则）
（第二章 p39）
（ 1） 原子序数大者优先，同位素质量大者优先如,I > Br > Cl > S > P > F
> O > N > C > D > H
（ 2） 基团的第一个原子相同时，比较与其相连的下一个原子如,-CH2CH3 > -CH3
-CH2Cl > -CH2F
-CH2OCH3 > -CH2OH
-CH(CH3)2 > -CH2CH(CH3)2
B r
C l
I
H
H 最 小
R 型
（ 3） 对不饱和基团，可认为与同一原子连接 2 或 3 次如：
例,
C H C H 2 C H C H 2
C C
C H O C H O
O C
C N C N
N
N C
C
C H O
C H 2 O H
H O
H
C H
C H 2 O H
H O
H
O
CO
1
2
3
( R ) - 甘 油 醛
（ 构 型？ ）
甘 油 醛例,比较以下基团的优先顺序
1
2
C H C H 2 C H C H 2
C C
C H C H 2 C H 2 C H 2 C H 3与
C H C H 2 C H 3
H
>
与 C
C H 3
C H 3
C H 3
C
C
C
C H 3
C H 3
C H 3>
例,2,3-丁二醇的三个立体异构体的命名
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
I I
C H 3
O HH
C H 3
H O H
2
3
I I I I
C H 3
O HH
C H 3
O HH
2
3
C H 3
O HH
C H 3
H O H
2
3
I
C H 3H O
H
H 3 C O H
H
2
3
C H 3H O
H
H 3 C O H
H
2
3
非手性分子
S型
S型
(2S,3S)-2,3-丁二醇
C H 3
H O H
C H 3
O HH
2
3
I I
C H 3
O HH
C H 3
H O H
2
3
I
R型
R型
S型
S型
III
C H 3
O HH
C H 3
O HH
2
3
(2S,3R)-2,3-丁二醇或
(2R,3S)-2,3-丁二醇
(2R,3R)-2,3-丁二醇非手性分子三,如何判断一个分子是否有手性
1,最直接法,画其对映体，看是否重合
2,观察有无手性碳：
若分子只含有一个手性碳，即为手性分子
分子含有二个以上手性碳，情况较为复杂手性碳与立体异构体数目的关系：
若分子有 n 个手性碳,理论上 有 2n个立体异构体
（ 2n / 2对 对映体。若手性碳组成相同，数目有所减少。
H 3 C C H C H C H 3
O H O H
H 3 C C H C H C 2 H 5
O H O H
* * * *
2,3?丁二醇 2,3?戊二醇有 4个立体异构体与理论数目相同例：
C H 3
H O H
C 2 H 5
O HH
2
3
C H 3
O HH
C 2 H 5
H O H
2
3
C H 3
O HH
C 2 H 5
O HH
2
3
( 2 S,3 S ) - 2,3 - 戊 二 醇 ( 2 R,3 R ) - 2,3 - 戊 二 醇 ( 2 S,3 R ) - 2,3 - 戊 二 醇
C H 3
H O H
C 2 H 5
H O H
2
3
( 2 R,3 S ) - 2,3 - 戊 二 醇手性碳组成相同只有 3个立体异构体
2,3?戊二醇的两对对映体
3,观察分子的有无对称性
（无手性碳） （有手性碳）
若分子含有 对称面 或 对称中心,为 非 手性分子
C H 3
O HH
C H 3
O HH
CH3
O HH
CH3
如,有对称面和对称中心的非手性分子
C l
H
H
F
H
C l
F
H
C l
H
H
F
H
C l
F
H
C l
H
H
F
H
C l
F
H
1 8 0 o
与镜像重合含假手性碳的分子（ 了解）：
非手性分子 （有对称面） 手性分子 (为对映体 )
相同组成的手性碳优先顺序,R型 > S型假手性碳的构型（用 r/s表示）
C O O H
HH O
HH O
2
3
H O H
C O O H
4
C O O H
HH O
H O H
2
3
H O H
C O O H
4
C O O H
HH O
HH O
2
3
O HH
C O O H
4
C O O H
H O H
H O H
2
3
H O H
C O O H
4
S
R
r
S
R
s
S
S
R
R
4,一些不含手性碳的手性分子
连二烯型 （含有两个互相垂直的平面）
比较：
与镜像无法重合，是手性分子
C C C
H
C l
H
C l
CCC
H
C l
H
C l
C C C
H
C l
H
H
CCC
H
C l
H
H
有对称面，为非手性分子
C
H
C O O H
H
H O O C
C
H
H O O C
H
C O O H
螺环型与镜像无法重合，是手性分子
联苯型 (位阻型 )
大基团使单键旋转受阻
N O 2C O 2 H
N O 2 C O 2 H
N O 2 C O
2 H
N O 2C O 2 H
构象型（构象转换受阻）
反 -环辛烯
H
H
H
H
螺旋型四,手性分子的特性 —— 旋光性
1,立体异构体之间的一般物理、化学性质比较例,酒石酸 (tartaric acid),（ 2,3-二羟基丁二酸）
H O 2 C C H C H
O H
C O 2 H
O H
* *
有 2个组成相同的手性碳,有 3个立体异构体 C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
(R,R)-酒石酸 (S,S)-酒石酸 (R,S)-酒石酸一对对映体
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
熔 点,
比 重 （ 2 0
o
）
水 中 溶 解 度
p K
1
p K
2
1 7 1 - 1 7 4
o
C 1 7 1 - 1 7 4
o
C 1 4 6 - 1 4 8
o
C
1,7 6 g / c m
3
1,7 6 g / c m
3
1,6 6 g / c m
3
1 3 9 g / 1 0 0 m l 1 3 9 g / 1 0 0 m l 1 2 5 g / 1 0 0 m l
2,9 8
4,3 4 4,3 4 4,8 2
2,9 8 3,2 3
相同非对映体之间性质有明显差别
酒石酸立体异构体性质比较
2,对映体 之间的性质差别：
物理性质：对 偏振光 的作用不同 —— 有旋光性化学性质：对 手性试剂 的作用不同
手性化合物 对 偏振光 的作用 —— 旋光性 （或称光学活性）
入射偏振光石英样品管旋光度,a
（装有旋光性物质）
a
透射偏振光
（已偏转）
Opitically active
左旋和右旋一对对映体对偏振光的作用不同，一个使偏振光向顺时针方向偏转，另一个使偏振光向逆时针方向偏转,两者偏转数值相同 。
例：
右旋 (dextrorotatory)：使偏振光向 顺时针 方向偏转，表示为 (+)
左旋 (levorotatory),使偏振光向 逆时针 方向偏转，表示为 (–)
(R,R)?(+)?酒石酸
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
C O O H
H O H
(S,S)?(?)?酒石酸旋光异构体 （对映异构体）
左旋
aa
右旋入射光方向
手性分子旋光能力的表示方式 —— 比旋光 [a]t?
[a]t? =
a t?
l? c
at?,实验观察到的选光度
l,样品管长度（ dm,分米）
c,样品浓度（ g / cm3）
t,测试时温度
,波长例：
C O O H
O HH
C O O H
H O H
(R,R)?(+)?酒石酸
[a]25D = +12o (水,20%)
( 钠光,D线,?=589nm)
specific rotation
3,外消旋体和内消旋体
外消旋体 —— 等量的左旋体和右旋体的混合物例：
（旋光性相互抵消 ——消旋）
B r 2
h v,
C H 3
H B r
C 2 H 5
C H 3
HB r
C 2 H 5
+C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
5 0 % 5 0 %
产物无旋光性外 消旋体性
(racemic mixture)
C H 3 C H C H 2 C H 3
B r（?） (?)?2?溴丁烷
外消旋体表示方式例：
内消旋体 ——有手性碳，但分子有对称面C O O H
O HH
C O O H
O HH
(R,S)?meso?酒石酸内消旋体表示方法分子有对称面，无旋光性。
一个手性碳的旋光性正好被分子内另一构型相反的手性碳所抵消内消旋体 (meso compounds)
熔 点,
比 重 （ 2 0
o
）
水 中 溶 解 度
p K
1
p K
2
C O O H
H O H
C O O H
O HH
1 7 1 - 1 7 4
o
C 2 1 0 - 2 1 2
o
C 1 4 6 - 1 4 8
o
C
1,7 6 g / c m
3
1,7 0 g / c m
3
1,6 6 g / c m
3
1 3 9 g / 1 0 0 m l 2 1 g / 1 0 0 m l 1 2 5 g / 1 0 0 m l
2,9 8
4,3 4 4,2 4 4,8 2
2,9 6 3,2 3
C O O H
O HH
C O O H
H O H
+ ± m e s o
C O O H
O HH
C O O H
H O H
C O O H
O HH
C O O H
O HH
旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较课后练习：
p94习题 3-6,习题 3-7（还要写十字式），
p98习题 3-8,3-9，
p102习题 3-12
本次课要求
掌握化合物立体结构之间的相互转换。
熟练掌握手性碳构型的命名，掌握手性分子的命名方式。
了解手性化合物的类型，熟练区分手性分子和非手性分子。
掌握 旋光性、旋光异构体、旋光度、比旋光，外消旋体和内消旋体等概念，掌握其表示方式。
