第五章 旋 光 异 构
本章要点：
1.掌握旋光异构、内消旋体、外消旋体等概念
2.熟练掌握费歇尔投影式
3.熟练掌握 D,L及 R,S构型命名法
一、物质的旋光性
异 构 体
构 造 异 构 体
（ 平 面 ）
碳 架 异 构
位 置
官 能 团
构 型 异 构
顺 反 异 构
旋 光 异 构
对 映 异 构
非 对 映 异 构
构 象 异 构
旋光仪原理示意图
旋光性物质 右旋物质,+”
左旋物质,-”
偏振光
旋光性 旋光度 α
比旋光度 α
λ
t = α
C, L
α
自 然 光 起 偏 镜 偏 振 光 盛 液 管 检 偏 镜
二、旋光性和分子结构的关系
无 对 称 因 素
无 对 称 面
无 对 称 中 心
1,对称面
C l
C
H
C
C l
H
C
H
H
C l
C l
旋光性 手征性分子（不对称分子）
2,对称中心
H
H O O C
C H
2
H
C O O H
H
H
H
2
C
对 称 中 心
CH3 CH
3
H COOH
COOH
HH
H
手征性分子,当一个分子不存在对称因素时，该分
子的实物和镜象不能重合。简称 不对称分子。
不对称碳原子 (手性碳原子 )：
C
a
d
c
b a ≠ b ≠ c ≠ dC *
三、含一个不对称碳原子的旋光异构体
1,对映异构体和外消旋体
返回
C
H
H 3 C
O H
C O O H
乳酸
H
C O O H
O H
C H
3
C O O H
H
H O
C H
3
乳 酸 的 两 种 构 型
互相呈实物与镜像的关系，它们的熔点相同，酸性
相同，一般化学性质相同，比旋光度数也相同，只是
旋光方向相反。这样的异构体叫 光学对映体。
（ +） -乳酸 （ -） -乳酸
等量的光学对映体混合时，左旋体所具有的旋光度，
恰好被其右旋体抵销，因此失去了旋光性。这种特
殊的混合物，称为 外消旋体 。
（ ± ）表示外消旋体。
2,费歇尔（ Fisher）投影式
旋光异构现象,
投影原则是,把与手性碳原子结合的左右横向的两个
键伸向手性碳原子的前面,即伸向观察者；把上下
竖立的两个键伸向手性碳原子的后面。
常称为,横前竖后”,即横键朝前，竖键朝后的意思。
标准写法 是把碳链写在上下竖立的位置，并把氧化态
较高的基团放在碳链的上端，把其它的原子或基团放
在左右横向位置。
C O HH
C O O H
C H 3
C O HH
C O O H
C H
3
H
H O
C H
3
C O O H C H
H
O
C O O H
C H
3
H O
H
C H
3
C O O H
费歇尔投影式写法注意点：
1,投影式不能离开纸面旋转。
2,投影式在纸面旋转 180o和 360o，结构保持不变。
3,投影式在纸面旋转 90o和 270o，结构变成它的对映体。
4,固定一个基团，其他三个基团依次旋转，构型不变。
要求,1.给出费歇尔投影式能想象出立体结构。
2.立体结构能用费歇尔投影式表示。
3,构型及其表示方法
⑴ Ｄ,Ｌ构型 (相对构型 )表示法
绝对构型,原子或基团在空间的真实排列。
C
C H O
H
C H 2 O H
O H
D - ( + ) - 甘 油 醛
C
C H O
H O
C H 2 O H
H
L - ( - ) - 甘 油 醛
C
C H O
H
C H 2 O H
O H
D
- ( + )
-
甘 油 醛
[ O ]
C
C O O H
H
C H 2 O H
O H
D - ( - ) - 甘 油 酸
C
C O O H
H
C H 3
O H
[ H ]
D
- ( - )
- 乳 酸
Ｄ构型不一定是右旋，也不一定是左旋。
构型与旋光方向之间没有简单的联系 。
⑵ Ｒ,Ｓ构型表示法
这种方法根据化合物的实际模型或投影式就能判定构型。
命名原则,它先按顺序规则将与手性碳原子所连的
四个原子或基团确定一个从大到小的优先次序
（如ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ），然后让次序最小的原子或基团
（ｄ）远离观察者（向最小基团方向观察）若ａ → ｂ → ｃ
的排列次序是 顺时针排列就称为Ｒ型,相反 反时针排列
的就称为Ｓ型。
C O HH
C O O H
C H 3
R-乳 酸
R-乳 酸
C O O H
H
C H 3
O H≡
C
*
C O O H
C H 3
O HH
观 察 方 向 观 察 方 向
透视式
C O O H
H O
C H 3
H≡
C
*
H O O C
H 3 C
HH O
观 察 方 向
观 察 方 向
S-乳 酸
C
C H O
H
C H 2 O H
O H C
C H O
H O
C H 2 O H
H
R-甘油醛 S-甘油醛
H
C H 3
C l
C 2 H 5
H C l
（ 2 S, 3 R ） — 2, 3 — 二 氯 戊 烷
⑶ R/S 与 D/L比较
① 均表示构型,R/S绝对构型,D/L相对构型
②含有多个不对称碳原子时,D/L以最后一个不对称碳
原子的构型来定,R/S每一个都需标明 。
③ D/L表示法与Ｒ /Ｓ表示法没有对应关系
四,含有两个不对称碳原子的旋光异构体
1,含两个不相同的不对称碳原子
H O C H 2 C * H - C * H C H O
O H O H
23
3
C * H O C H 2 - - C H C H O - H- O H
O H
2
C * C H O - - C H C H 2 O H - H- O H
O H
H
C H O
O H
C H 2 O H
H O H
H O
C H O
H
C H 2 O H
H O H
H O
C H O
H
C H 2 O H
H O H
H
C H O
O H
C H 2 O H
H O H
Ⅰ Ⅱ
III Ⅳ
(2R,3R)-(-)-赤藓糖
D-(-)-赤藓糖
(2S,3S)-(+)-赤藓糖
L-(+)-
(2S,3R)-(-)-苏阿糖
D-(-)-
(2R,3s)-(+)-苏阿糖
L-(+)-
Ⅰ 和 Ⅱ ； Ⅲ 和 Ⅳ 是对映体
Ⅰ 和 Ⅲ 或 Ⅳ ； Ⅱ 和或 Ⅲ Ⅳ 是非对映体
非对映体,不仅旋光性不同，其它物理性质不同，
化学性质也不完全相同。
差向异构体：
若含有 n个不相同 的不对称碳原子,则有 2n个旋光异构体
a
R
b
R `
a d
赤 型
b
R
a
R `
a d
苏 型
2,含两个相同的不对称碳原子
H O O C - C H - C H - C O O H
O H O H
酒石酸
H
C O O H
O H
C O O H
H O H
Ⅰ
H O
C O O H
H
C O O H
H O H
Ⅱ
H O
C O O H
H
C O O H
H O H
Ⅲ
H
C O O H
O H
C O O H
H O H
Ⅳ
(2R,3S) (2S,3R)
(2S,3S) (2R,3R)
Ⅰ 和 Ⅱ 是相同化合物
Ⅲ 和 Ⅳ 是对映体
内消旋体, 含有不对称碳原子的非手性分子，
用 i或 meso表示。
五、含有不对称碳原子的环状化合物 H
H
b
b
a
H
*
H
H
a
H
b
b
*
Ⅰ
Ⅱ
H
H
b
H
a
H
* * *
H
H
a
H
b
H
*
Ⅲ Ⅳ
H
H
a
H
H
b
**
*
H
H
H
b
a
H
*
H
H
H
a
a
H
* *
H
H
a
H
H
a
**
H
H
a
H
a
H
六、不含不对称碳原子化合物的旋光异构
有少数旋光物质的结构中并不含不对称碳原子，
但整个分子是手性分子，也具有旋光性。
1.取代的丙二烯型化合物
C C C
a
b
d
c
C C C
b
a d
e
C C C
d
a
e b
2.取代的联苯型化合物
N O 2
C O O H
N O 2
C O O H
N O 2
C O O H
N O 2
C O O H