1
第七章 旋光异构
2/35
本章重点讲授,
?1.立体化学中的几个基本概念 ——理解
?2.旋光性与分子结构的关系 ——理解
?3.手性分子的分类及情况分析 ——掌握
?4.旋光异构体的性质 与不对称合成 —— 理解
3/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
7.1.1 立体异构 构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同 。
几 何 异 构 因 共 价 键 旋 转 受 阻 而 产 生 的 立 体 异 构 。
构 象 异 构 因 单 键, 自 由, 旋 转 而 产 生 的 立 体 异 构 。
C H
3
H
H
C H
3
H
H
H
C H
3
HH
H
C H
3
C H
3
C H
3
旋 光 异 构 因 分 子 中 手 性 因 素 而 产 生 的 立 体 异 构 。
C H
3
C C
2
H
5
B r
C l
C
C H
3
C l
C
2
H
5
B r
C
C H
3
C l
B r
H
5
C
2
立
体
异
构
4/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
光 源
光 束 先 进 方 向1,偏振光与比旋光度
光波振动方向与光束前进方向关系示意图 普通光
N i c o l p r i s m
普 通 光
平 面 偏 振 光
7.1.2 物质的旋光性
平面偏振光：
通过 Nicol棱镜，仅在
一个平面上振动的光。
5/35
7.1 立体化学中的几个基本概念 a a
目 镜
检 偏 镜盛 液 管起 偏 镜
单 色 光 源
2,旋光仪、旋光度、比旋光度
旋光性,使偏振光偏振面旋转的能力。
旋光度,使偏振光偏振面旋转的角度。用 ?表示。
旋光方向,右旋（ +）,d-/ D-; 左旋（ -）,l-/ L-
比旋光度 [?]?t = C ( g / m l ) l ( d m )a
6/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
7.1.3 对映异构体和手性
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,。
7/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
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。实物与镜像相应部位与镜面具
有相等的距离。实物与镜像的关系叫 对映关系 。
8/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
具有对映而不能重合关系的立体异构体，互称为 对映
异构体 （简称对映体 enantiomers），如乳酸 。
9/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
有对映异构体的分子称为 手性分子 （ Chiral molecule），或称分子
具有 手性 (chirality),乙醇没有对映体，因此是 非手性分子 。
CH3
HH
OH
C
OHH
3C
H
CO2H
C*
CH3
H
HO
CO2H
C*
非手性分子 手性分子
与 4个不同基团相连的碳原子称为 手性碳原子 (常用 *C表示 ),正是这种碳
原子使乳酸分子产生了手性。 *C只是手性原子 (又称 手性中心 )的一种。
10/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
7.2.1 手性与对称性
要判断一个分子是否具有手性可以从考察这个分子有无 对称
因素 （ symmetry of elements）入手。 如果分子中没有 对称
面 或 对称中心,则该分子是 手性分子,存在 对映异构体 。
1、对称面 (m) 假如有一个平面可以把分
子切开成两部分，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。 具有对称面的分子 与
其镜像能够重合，因而 无
手性 。
丙酸分子
的对称面
11/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
2.对称中心
若分子中有一点 P，通过 P点画任何直线，如果在离 P
点等距离的直线两端有相同的原子或基团，则点 P称为分
子的 对称中心,简称为 对称心 。
Cl
F
F
H
HH
H
Cl
P
具有 对称心 的化合物和它的镜
象能够重合，因此 不具有手性,
12/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
下列化合物哪些有对称面,哪些有对称心？
CH3
CH3
Br
H
H
H
H
2
Cl
F
F
H
HH
H
Cl
3
1
CH3 CH3
C C
H H
4
Br
13/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
CH3
Cl
H
H
CH3
Cl
H
H
CH3 Cl
HH
CH3Cl
H H
哪些分子是手性分子？
CH3 H
CH3H
CH3H
CH3 H
CH3
Cl
CH3 Cl
1 2 3 4
5 6 7
14/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
7.2.2 对映异构体结构的表示方法
1、立体结构式
COOH
CH3 OH
H
COOH
CH3HO
H
COOH
CH3
OHH
COOH
CH3
HHO
或：
锲形式
15/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
2,Fischer投影式 C
C O O H
H 3 C
H
O H
C
C O O H
C H 3
HH O H O H
C O O H
C H 3
（ 前 ）（ 前 ）
（ 后 ）
（ 后 ）
交 叉 点 手 性 碳 （ 位 于 纸 平 面 上 ）
[规定 ] 投影时，与手性碳相连横向两个键朝前，竖向两个
键向后 （“横前竖后”）,交叉点为 手性碳 。一般将主碳链
放在竖直线上，把命名时编号最小的碳原子放在上端。
16/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
C OH
CHO
H
CH2OH
Fischer
投 影 式
CHO
H
CH
HO
2OH
(+)-甘油醛
COOH
H
HH O
OH
HOOC
Fischer
投 影 式
CO2H
CO2H
OH
HO H
H (+)-酒石酸
17/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
比较投影式时必须遵守下列规则：
1,Fischer投
影式不能离开纸
面进行翻转 。
2,若要知道两
个投影式是否能
重合, 只能使它
在 纸 面 上 转 动
180°,而不能旋
转 90° 或 270° 。
18/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
3,Fischer式中 *C上所连原子或基团可以两 -两交换偶数次。
若交换奇数次，将会使构型变为它的对映体。
4、三基团轮换操作，不改变其构型。
H
NH2
CO2H
CH3
CO2H
NH2
H CH3 CO2H
NH2
H
CH3
CO2H
NH2 H
CH3
H O H
C O O H
C H 3
对 调 一 次 H O H
C O O H
C H 3
再 对 调 一 次
H O H
C H 3
C O O H
旋 转 1 8 0 o
在 纸 平 面 上
H O H
C O O H
C H 3
R S R R
19/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
下列 Fischer式是否表示同一化合物？
COOH CH2OH
H OH HO H
CH2OH COOH
1 2
COOH OH
HO H HOCH2 COOH
CH2OH H
3 4
20/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
7.2.3 对映异构体构型的命名
1、构型的 D/L命名法
选择甘油醛作为标准，并人为地规定它的构型。
甘 油 醛
H O H
C H O
C H 2 O H
H O H
C H O
C H 2 O H
D - ( + ) - 甘 油 醛L - ( - ) -
H 2 N H
C O O H
R
L - 氨 基 酸
规则,在严格的 Fischer投影式中,C*上取代基处
于右侧为 D-构型；处于左侧为 L-构型。
21/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
2、构型的 R/S命名法（ IUPAC命名法 ）
方法：次序规则排次序，方向盘上定构型。
(1) 把手性碳上所连的四个原子或基团 根据顺序规则排出大、中、小、
最小 。 (2) 把最小的基放在方向盘的连杆上，其它三个基就在方向盘上。
(3) 再观察这三个基的大、中、小走向,顺时针为 R,反时针为 S。
22/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
a－ >b－ >c顺时针,
R构型
a－ >b－ >c反时针：
S构型
C
O H
H O O C C H 3
H C
C O O H
C H 3 O H
H C
C O O H
H O C H 3
H
C
C O O H
C H 3
H O
H
( S ) - ( S ) - ( R ) - ( R ) -
23/35
7.2 旋光性与分子结构的关系 C H 3
C
H O C H
2 C H 3
H
C H 3
C
H O
C H 2 C H 3
H
C
C H 2 C H 3
H O C H
3
H
C
C O O H
H
C l
C H 3
C
C O O H
C l
C H 3
H
C l
C O O H
H
H 3 C S
S R R
将下列化合物改写成 Fischer投影式，并标出手性碳原子构型。
C O O H
C l
C H 3H S
24/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
C
H
C O O H
C H 3 C H 2
H 3 C
H 3 C C 2 H 5
H
C O O H
C 2 H 5 C O O H
H
C H 3
H C 2 H 5
A B C
H 3 C H
C O O H
C 2 H 5
H
C H 3
C O O H
H C H 3 H
3 C H
C 2 H 5
C O O H
H C H 3
D E F G H
C O O H
C H 3
C 2 H 5
C O O H
C 2 H 5
C 2 H 5
C O O H
s
试判断下列 Fischer投影式中与 (s)-2-甲基丁酸成对映关系的有哪几个？
25/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
直接根据 Fischer投影式命名的简便方法介绍：
COOH COOH
H OH HO H
CH3 CH3
CH2Cl H
HOCH2 Cl HOCH2 Cl
H CH2Cl
中
大
小
最小基在横
键上，纸面
走向与实际
走向相反,
中
大小
最小基在竖
键上，纸面
走向与实际
走向相同,S-2,3-二氯丙醇 R-2,3-二氯丙醇
R-(-)-乳酸 S-(+)-乳酸
26/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
D/L 法和 R/S 有什么联系吗？
COOH COOH
H NH2 H NH2
CH3 CH2SH
D-,R- D-,S-
D/L 法和 R/S 是两种不同的构型表示方法，二者间无直
接逻辑联系,D和 R以及 L和 S有时一致，有时不一致。
27/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
7.3.1 含一个手性碳原子的分子
含一个手性碳的分子是手性分子，具有一对对映体。
C
C O O H
C H 3 O H
H C
C O O H
C H 3H O
H
S - ( + ) - 乳 酸 R - ( - ) - 乳 酸
[?]D20= +3.8o(水 ) [?]D20= -3.8o(水 )
一对对映体中：
使平面偏振光向左旋的为 左旋体,用,（ –） -‖或,l-‖表示。
使平面偏振光向右旋的为 右旋体,用,（ +） -‖或,d-‖表示。
左旋体 与 右旋体,旋光度相同、旋光方向相反。
对
映
体
28/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
+ C H 3 C H C O O H
O H
C H 3 C H C O O H
O H
C H 3 C H C O O H
O H
( )( )( )+
外消旋体, 等量的左旋体与右旋体的混合物。无旋光性。
外消旋体用 (± ) 或 (RS) 或 (dl) 或 DL表示。
7.3.2 含两个手性碳原子的分子
1) 含两个不同手性碳原子的分子
H O H
C l H
C O O H
C O O H
C O O H
H O H
H C l
C O O H
H O H
H C l
C O O H
C O O H
H O H
C l H
C O O H
C O O H
2 R 3 R 2 S 3 S 2 R 3 S 2 S 3 R d l - d l -
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
29/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
H O O C - C H - C H - C O O H
O H O H
* *
酒 石 酸
对映关系,Ⅰ 与 Ⅱ ； Ⅲ 与 Ⅳ
非对映关系,Ⅰ 与 Ⅲ, Ⅰ 与 Ⅳ, Ⅱ 与 Ⅲ, Ⅱ 与 Ⅳ
非对映体,构造相同,构型不同,相互间不是实物与镜影关系
的立体异构体。
光活异构体数目 = 2n ; (n=不同手性碳原子数 )
外消旋体数目 = 2n-1
2）含两个相同手性碳原子的分子
O H C O O H C H C O O H H
O H
* C 2 * C 3,
30/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
H O H
H O H
C O O H
C O O H
H O H
H O H
C O O H
C O O H
H O H
H O H
C O O H
C O O H
H O H
H O H
C O O H
C O O H
内消旋体 (meso)：分子内部形成对映两半的化合物。
(有平面对称因数 )。具有两个手性中心的内消旋结构
一定是（ RS）构型。
内消旋体 无旋光性 (两个相同取代、构型相反的手性
碳原子，处于同一分子中，旋光性抵消 )。
内消旋体 不能分离成光活性化合物 。
31/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
C H 3 H
C H 3 O H
O H
H
H C H 3
H O H
O H
C H 3
H C H 3
H O H
O H
C H 3
( A ) ( B ) ( C )
指出下列 (A)与 (B),(A)与 (C)的关系 (即对映体或非对映体关系 )。
32/35
7.4 旋光异构体的性质 与不对称合成
7.4.1 对映异构体的性质
1、物理性质 对映体, 旋光方向不同，其他物理性质
（熔点、沸点、溶解度、电离常数等）相同。
非对映体, 物理性质不同，包括旋光性（旋
光方向可相同可不同，内消旋体则无旋光性）。非对映体
之间可采用分步结晶、分馏等手段进行分离。
2、化学性质 对映体, 与 非手性试剂 反应时化学性质相同，
反应速度也相同；若与 手性试剂 反应，化学性质相似，但
反应速度有差异。
非对映体, 官能团相同，化学性质相似，但
反应速度存在差异。尤其是酶催化的反应，差别更大。
33/35
7.4 旋光异构体的性质 与不对称合成
NC H 3
C H 3
C H 2 C H 2 C H 3
O H
3、生物学性质
手性分子的立体结构与受体的立体结构 (受体靶位 )有互补关系时，其活
性部位才能进入受体的靶位，产生应有的生理作用。而一对对映体只
有其中一个适合进入一个特定受体靶位，产生生理效应。
如,(1R,2R)-(-)-氯霉素
有效，而其他 对映体几乎
无效，它们的抗菌活性为
100:0.4
1）旋光异构体具有不同的生物活性强度
d- 异构体 有强兴奋作用
l- 异构体 抗兴奋作用
2) 旋光异构体具
有完全相反的生
物活性。
C O O H
HH 3 C
( S ) - 萘 普 森
34/35
7.4 旋光异构体的性质 与不对称合成
3、生物学性质
3) 旋光异构体的毒性或严重副作用
H
C F 3
C H 3 C H 2 N H
减肥药 —(S)-(+)-氟苯丙胺
生物体内的酶和各种底物具手性。手性分子的对映
体进入生物体内手性环境后,引起不同的 分子识别,
使其生理活性相差很大。
35/35
作业
?P100 第 4题，第 5题，第 6题
第七章 旋光异构
2/35
本章重点讲授,
?1.立体化学中的几个基本概念 ——理解
?2.旋光性与分子结构的关系 ——理解
?3.手性分子的分类及情况分析 ——掌握
?4.旋光异构体的性质 与不对称合成 —— 理解
3/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
7.1.1 立体异构 构造相同,分子中原子或基团在空间的排列方式不同 。
几 何 异 构 因 共 价 键 旋 转 受 阻 而 产 生 的 立 体 异 构 。
构 象 异 构 因 单 键, 自 由, 旋 转 而 产 生 的 立 体 异 构 。
C H
3
H
H
C H
3
H
H
H
C H
3
HH
H
C H
3
C H
3
C H
3
旋 光 异 构 因 分 子 中 手 性 因 素 而 产 生 的 立 体 异 构 。
C H
3
C C
2
H
5
B r
C l
C
C H
3
C l
C
2
H
5
B r
C
C H
3
C l
B r
H
5
C
2
立
体
异
构
4/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
光 源
光 束 先 进 方 向1,偏振光与比旋光度
光波振动方向与光束前进方向关系示意图 普通光
N i c o l p r i s m
普 通 光
平 面 偏 振 光
7.1.2 物质的旋光性
平面偏振光：
通过 Nicol棱镜，仅在
一个平面上振动的光。
5/35
7.1 立体化学中的几个基本概念 a a
目 镜
检 偏 镜盛 液 管起 偏 镜
单 色 光 源
2,旋光仪、旋光度、比旋光度
旋光性,使偏振光偏振面旋转的能力。
旋光度,使偏振光偏振面旋转的角度。用 ?表示。
旋光方向,右旋（ +）,d-/ D-; 左旋（ -）,l-/ L-
比旋光度 [?]?t = C ( g / m l ) l ( d m )a
6/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
7.1.3 对映异构体和手性
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,。
7/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
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。实物与镜像相应部位与镜面具
有相等的距离。实物与镜像的关系叫 对映关系 。
8/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
具有对映而不能重合关系的立体异构体，互称为 对映
异构体 （简称对映体 enantiomers），如乳酸 。
9/35
7.1 立体化学中的几个基本概念
有对映异构体的分子称为 手性分子 （ Chiral molecule），或称分子
具有 手性 (chirality),乙醇没有对映体，因此是 非手性分子 。
CH3
HH
OH
C
OHH
3C
H
CO2H
C*
CH3
H
HO
CO2H
C*
非手性分子 手性分子
与 4个不同基团相连的碳原子称为 手性碳原子 (常用 *C表示 ),正是这种碳
原子使乳酸分子产生了手性。 *C只是手性原子 (又称 手性中心 )的一种。
10/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
7.2.1 手性与对称性
要判断一个分子是否具有手性可以从考察这个分子有无 对称
因素 （ symmetry of elements）入手。 如果分子中没有 对称
面 或 对称中心,则该分子是 手性分子,存在 对映异构体 。
1、对称面 (m) 假如有一个平面可以把分
子切开成两部分，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。 具有对称面的分子 与
其镜像能够重合，因而 无
手性 。
丙酸分子
的对称面
11/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
2.对称中心
若分子中有一点 P，通过 P点画任何直线，如果在离 P
点等距离的直线两端有相同的原子或基团，则点 P称为分
子的 对称中心,简称为 对称心 。
Cl
F
F
H
HH
H
Cl
P
具有 对称心 的化合物和它的镜
象能够重合，因此 不具有手性,
12/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
下列化合物哪些有对称面,哪些有对称心？
CH3
CH3
Br
H
H
H
H
2
Cl
F
F
H
HH
H
Cl
3
1
CH3 CH3
C C
H H
4
Br
13/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
CH3
Cl
H
H
CH3
Cl
H
H
CH3 Cl
HH
CH3Cl
H H
哪些分子是手性分子？
CH3 H
CH3H
CH3H
CH3 H
CH3
Cl
CH3 Cl
1 2 3 4
5 6 7
14/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
7.2.2 对映异构体结构的表示方法
1、立体结构式
COOH
CH3 OH
H
COOH
CH3HO
H
COOH
CH3
OHH
COOH
CH3
HHO
或：
锲形式
15/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
2,Fischer投影式 C
C O O H
H 3 C
H
O H
C
C O O H
C H 3
HH O H O H
C O O H
C H 3
（ 前 ）（ 前 ）
（ 后 ）
（ 后 ）
交 叉 点 手 性 碳 （ 位 于 纸 平 面 上 ）
[规定 ] 投影时，与手性碳相连横向两个键朝前，竖向两个
键向后 （“横前竖后”）,交叉点为 手性碳 。一般将主碳链
放在竖直线上，把命名时编号最小的碳原子放在上端。
16/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
C OH
CHO
H
CH2OH
Fischer
投 影 式
CHO
H
CH
HO
2OH
(+)-甘油醛
COOH
H
HH O
OH
HOOC
Fischer
投 影 式
CO2H
CO2H
OH
HO H
H (+)-酒石酸
17/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
比较投影式时必须遵守下列规则：
1,Fischer投
影式不能离开纸
面进行翻转 。
2,若要知道两
个投影式是否能
重合, 只能使它
在 纸 面 上 转 动
180°,而不能旋
转 90° 或 270° 。
18/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
3,Fischer式中 *C上所连原子或基团可以两 -两交换偶数次。
若交换奇数次，将会使构型变为它的对映体。
4、三基团轮换操作，不改变其构型。
H
NH2
CO2H
CH3
CO2H
NH2
H CH3 CO2H
NH2
H
CH3
CO2H
NH2 H
CH3
H O H
C O O H
C H 3
对 调 一 次 H O H
C O O H
C H 3
再 对 调 一 次
H O H
C H 3
C O O H
旋 转 1 8 0 o
在 纸 平 面 上
H O H
C O O H
C H 3
R S R R
19/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
下列 Fischer式是否表示同一化合物？
COOH CH2OH
H OH HO H
CH2OH COOH
1 2
COOH OH
HO H HOCH2 COOH
CH2OH H
3 4
20/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
7.2.3 对映异构体构型的命名
1、构型的 D/L命名法
选择甘油醛作为标准，并人为地规定它的构型。
甘 油 醛
H O H
C H O
C H 2 O H
H O H
C H O
C H 2 O H
D - ( + ) - 甘 油 醛L - ( - ) -
H 2 N H
C O O H
R
L - 氨 基 酸
规则,在严格的 Fischer投影式中,C*上取代基处
于右侧为 D-构型；处于左侧为 L-构型。
21/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
2、构型的 R/S命名法（ IUPAC命名法 ）
方法：次序规则排次序，方向盘上定构型。
(1) 把手性碳上所连的四个原子或基团 根据顺序规则排出大、中、小、
最小 。 (2) 把最小的基放在方向盘的连杆上，其它三个基就在方向盘上。
(3) 再观察这三个基的大、中、小走向,顺时针为 R,反时针为 S。
22/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
a－ >b－ >c顺时针,
R构型
a－ >b－ >c反时针：
S构型
C
O H
H O O C C H 3
H C
C O O H
C H 3 O H
H C
C O O H
H O C H 3
H
C
C O O H
C H 3
H O
H
( S ) - ( S ) - ( R ) - ( R ) -
23/35
7.2 旋光性与分子结构的关系 C H 3
C
H O C H
2 C H 3
H
C H 3
C
H O
C H 2 C H 3
H
C
C H 2 C H 3
H O C H
3
H
C
C O O H
H
C l
C H 3
C
C O O H
C l
C H 3
H
C l
C O O H
H
H 3 C S
S R R
将下列化合物改写成 Fischer投影式，并标出手性碳原子构型。
C O O H
C l
C H 3H S
24/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
C
H
C O O H
C H 3 C H 2
H 3 C
H 3 C C 2 H 5
H
C O O H
C 2 H 5 C O O H
H
C H 3
H C 2 H 5
A B C
H 3 C H
C O O H
C 2 H 5
H
C H 3
C O O H
H C H 3 H
3 C H
C 2 H 5
C O O H
H C H 3
D E F G H
C O O H
C H 3
C 2 H 5
C O O H
C 2 H 5
C 2 H 5
C O O H
s
试判断下列 Fischer投影式中与 (s)-2-甲基丁酸成对映关系的有哪几个？
25/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
直接根据 Fischer投影式命名的简便方法介绍：
COOH COOH
H OH HO H
CH3 CH3
CH2Cl H
HOCH2 Cl HOCH2 Cl
H CH2Cl
中
大
小
最小基在横
键上，纸面
走向与实际
走向相反,
中
大小
最小基在竖
键上，纸面
走向与实际
走向相同,S-2,3-二氯丙醇 R-2,3-二氯丙醇
R-(-)-乳酸 S-(+)-乳酸
26/35
7.2 旋光性与分子结构的关系
D/L 法和 R/S 有什么联系吗？
COOH COOH
H NH2 H NH2
CH3 CH2SH
D-,R- D-,S-
D/L 法和 R/S 是两种不同的构型表示方法，二者间无直
接逻辑联系,D和 R以及 L和 S有时一致，有时不一致。
27/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
7.3.1 含一个手性碳原子的分子
含一个手性碳的分子是手性分子，具有一对对映体。
C
C O O H
C H 3 O H
H C
C O O H
C H 3H O
H
S - ( + ) - 乳 酸 R - ( - ) - 乳 酸
[?]D20= +3.8o(水 ) [?]D20= -3.8o(水 )
一对对映体中：
使平面偏振光向左旋的为 左旋体,用,（ –） -‖或,l-‖表示。
使平面偏振光向右旋的为 右旋体,用,（ +） -‖或,d-‖表示。
左旋体 与 右旋体,旋光度相同、旋光方向相反。
对
映
体
28/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
+ C H 3 C H C O O H
O H
C H 3 C H C O O H
O H
C H 3 C H C O O H
O H
( )( )( )+
外消旋体, 等量的左旋体与右旋体的混合物。无旋光性。
外消旋体用 (± ) 或 (RS) 或 (dl) 或 DL表示。
7.3.2 含两个手性碳原子的分子
1) 含两个不同手性碳原子的分子
H O H
C l H
C O O H
C O O H
C O O H
H O H
H C l
C O O H
H O H
H C l
C O O H
C O O H
H O H
C l H
C O O H
C O O H
2 R 3 R 2 S 3 S 2 R 3 S 2 S 3 R d l - d l -
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
29/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
H O O C - C H - C H - C O O H
O H O H
* *
酒 石 酸
对映关系,Ⅰ 与 Ⅱ ； Ⅲ 与 Ⅳ
非对映关系,Ⅰ 与 Ⅲ, Ⅰ 与 Ⅳ, Ⅱ 与 Ⅲ, Ⅱ 与 Ⅳ
非对映体,构造相同,构型不同,相互间不是实物与镜影关系
的立体异构体。
光活异构体数目 = 2n ; (n=不同手性碳原子数 )
外消旋体数目 = 2n-1
2）含两个相同手性碳原子的分子
O H C O O H C H C O O H H
O H
* C 2 * C 3,
30/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
H O H
H O H
C O O H
C O O H
H O H
H O H
C O O H
C O O H
H O H
H O H
C O O H
C O O H
H O H
H O H
C O O H
C O O H
内消旋体 (meso)：分子内部形成对映两半的化合物。
(有平面对称因数 )。具有两个手性中心的内消旋结构
一定是（ RS）构型。
内消旋体 无旋光性 (两个相同取代、构型相反的手性
碳原子，处于同一分子中，旋光性抵消 )。
内消旋体 不能分离成光活性化合物 。
31/35
7.3 手性分子的分类及情况分析
C H 3 H
C H 3 O H
O H
H
H C H 3
H O H
O H
C H 3
H C H 3
H O H
O H
C H 3
( A ) ( B ) ( C )
指出下列 (A)与 (B),(A)与 (C)的关系 (即对映体或非对映体关系 )。
32/35
7.4 旋光异构体的性质 与不对称合成
7.4.1 对映异构体的性质
1、物理性质 对映体, 旋光方向不同，其他物理性质
（熔点、沸点、溶解度、电离常数等）相同。
非对映体, 物理性质不同，包括旋光性（旋
光方向可相同可不同，内消旋体则无旋光性）。非对映体
之间可采用分步结晶、分馏等手段进行分离。
2、化学性质 对映体, 与 非手性试剂 反应时化学性质相同，
反应速度也相同；若与 手性试剂 反应，化学性质相似，但
反应速度有差异。
非对映体, 官能团相同，化学性质相似，但
反应速度存在差异。尤其是酶催化的反应，差别更大。
33/35
7.4 旋光异构体的性质 与不对称合成
NC H 3
C H 3
C H 2 C H 2 C H 3
O H
3、生物学性质
手性分子的立体结构与受体的立体结构 (受体靶位 )有互补关系时，其活
性部位才能进入受体的靶位，产生应有的生理作用。而一对对映体只
有其中一个适合进入一个特定受体靶位，产生生理效应。
如,(1R,2R)-(-)-氯霉素
有效，而其他 对映体几乎
无效，它们的抗菌活性为
100:0.4
1）旋光异构体具有不同的生物活性强度
d- 异构体 有强兴奋作用
l- 异构体 抗兴奋作用
2) 旋光异构体具
有完全相反的生
物活性。
C O O H
HH 3 C
( S ) - 萘 普 森
34/35
7.4 旋光异构体的性质 与不对称合成
3、生物学性质
3) 旋光异构体的毒性或严重副作用
H
C F 3
C H 3 C H 2 N H
减肥药 —(S)-(+)-氟苯丙胺
生物体内的酶和各种底物具手性。手性分子的对映
体进入生物体内手性环境后,引起不同的 分子识别,
使其生理活性相差很大。
35/35
作业
?P100 第 4题，第 5题，第 6题
