 旋光性、旋光度、比旋光度的含义； 含有手性碳原子化合物的对映异构 ；  对映异构体构型表示、确定和命名方法；  不含手性碳原子化合物的立体异构；  立体化学在反应历程研究中的作用。

1. 旋光性、旋光度、比旋光度的含义； 含有手性碳原子化合物的对映异构； 对映异构体构型表示、确定和命名方法； 不含手性碳原子化合物的立体异构； 立体化学在反应历程研究中的作用。 对映异构和分子结构的关系，手性分子的判断； 对映体和外消旋体，费歇尔投影式的书写。

2. 构造异构：分子中原子互相联接的方式和次序不同而产生的异构现象。构造异构：分子中原子互相联接的方式和次序不同而产生的异构现象。 • 碳链异构： • 位置异构： • 官能团异构：

3. 立体异构：分子中原子互相连接的方式和次序相同，但在空间的排列方式不同而出现的异构现象。立体异构：分子中原子互相连接的方式和次序相同，但在空间的排列方式不同而出现的异构现象。 • 构象异构： • 顺反异构：

4. 对映异构：是分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。对映异构：是分子式、构造式相同，构型不同，互呈镜像对映关系的立体异构现象。 • 对映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向(旋光性能)不同。 • 研究对映异构的原因： • 天然有机化合物大多有旋光现象； • 对映异构体的生物活性差异很大，如左旋维生素C可治疗坏血病，而右旋的没有作用； • 在反应机理研究中有重要的应用价值。

5. 1 平面偏振光和旋光性 • 光是一种电磁波，它的电场或磁场振动的方向与光前进的方向垂直。 • 在普通光线里，光波可以在垂直于前进方向平面上的任何方向振动。

6. 将普通光线通过Nicol棱镜，它只允许与其晶轴平行的平面上振动的光线通过。将普通光线通过Nicol棱镜，它只允许与其晶轴平行的平面上振动的光线通过。 Nicol棱镜 • 平面偏振光：只在一个平面上振动的光，简称偏振光或偏光。

7. 不旋光物质：水、酒精等对偏振光不发生影响。不旋光物质：水、酒精等对偏振光不发生影响。 • 旋光物质：乳酸、葡萄糖等，能使偏振光的振动平面旋转一定的角度。 旋光物质 • 旋光性：能使偏振光振动平面旋转的性质。

8. 旋光物质的旋光方向： • 左旋体(-)，使偏振光振动平面按反时针方向旋转； • 右旋体(+)，使偏振光振动平面按顺时针方向旋转。 • 旋光度α： • 和溶液的浓度ρB、样品管的长度l、温度t、光的波长λ都有关系。 α= f (ρB ,l , t ,λ)

9. 2 旋光仪和比旋光度 • 旋光仪里装有两个Nicol棱镜，一个作起偏棱镜，固定不动的，另一个作检偏棱镜，和一个刻度盘相连。 检偏棱镜 起偏棱镜

10. WXG-4圆盘旋光仪：

11. 比旋光度 ： • 质量浓度ρB = 1g/ml的旋光物质溶液，放在l = 1dm长的盛液管中测得的旋光度为这个物质的比旋光度。 • 式中：t表示温度，λ表示所用光的波长。 • 若所测的旋光物质为纯液体，只要把ρB换成液体的密度ρ即可。

12. 旋光物质对平面偏振光振动平面的旋转，有左旋和右旋两种情况。旋光物质对平面偏振光振动平面的旋转，有左旋和右旋两种情况。 • 温度、所用光的波长、溶剂对旋光度都有影响，在表示比旋光度时，都应当注明。 • 比旋光度是旋光性物质特有的物理常数。 • 在水溶液中，温度为20℃，用钠光灯作光源，测得： • 葡萄糖的比旋光度： • 果糖的比旋光度： • 钠光的D线(黄色)，波长为589.3nm。

13. 已知葡萄糖的比旋光度 。 • 旋光物质的旋光度随溶液的浓度及液管的长度变化而变化，而比旋光度是不变的。 • 在制糖工业中，常用测量旋光度的方法来确定糖液的浓度。例如，葡萄糖水溶液放在1dm长的样品管中，在20℃时测得旋光度为+3.2º。 • 由此可求出糖溶液的浓度：

14. 左旋体 ，右旋体 。 1 对映异构体 • 对映异构体的比旋光度数值相等，方向相反。 • 乳酸的左旋体和右旋体是对映异构体，比旋光度为： • 乳酸分子中的一个碳原子C2连有四个不同的基团，这四个基团在空间有两种不同的排列方式。 *

15. 乳酸的左旋体和右旋体，互为镜像但不能叠合。 • 由于不能重叠，它们必然是两种不同的分子，差异仅在于基团在空间的排列次序不同。

16. 2 手性 • 手性：物质分子与自己的镜像不能重合的性质，是分子产生旋光性和对映异构现象的必要条件。 • 手性碳原子：连有四个不同的基团的sp3杂化碳原子，或称为不对称碳原子。 * * 乳酸 苹果酸

17. 手性分子：具有手性的分子，有互为镜像但不能重叠的对映异构体存在。 • 注意：具有手性碳原子的分子不一定是手性分子，没有手性碳原子的分子不一定不是手性分子。 • 下面构型的酒石酸分子能和其镜像重叠，没有手性。 * 酒石酸(meso) *

18. 3 手性分子的判断 • 手性分子都具有对映异构体存在。 • 判断一个分子是不是手性分子，最直接的办法就是，看这个分子能否和它的镜像重合。 • 使用分子模型，或画出镜像分子，进行比较。 • 分子有无手性，也可以从它具有的对称因素来判定。 • 分子缺少某些对称因素，有可能造成它不能和它的镜像重合。

19. 对称面σ：一个平面能把分子分割成两部分，一部分正好是另一部分的镜像。对称面σ：一个平面能把分子分割成两部分，一部分正好是另一部分的镜像。 对称面

20. 相同 旋转180º • 有对称面的分子能和它的镜像重合，没有手性。

21. 对称中心 i：从分子中任何一个原子向i 引一条直线，再延长到对面等距的地方，总有一个相同的原子。 对称中心

22. 相同 旋转180º • 有对称中心的分子能和它的镜像重合，没有手性。

23. 对称轴Cn：当分子以某一直线为轴旋转360º/n时，与原来的分子重合，这条直线称为分子的n重对称轴。对称轴Cn：当分子以某一直线为轴旋转360º/n时，与原来的分子重合，这条直线称为分子的n重对称轴。 C3 • 氯甲烷分子中具有一个三重对称轴C3，但能和其镜像重合，没有手性。

24. 1,2-二氯环丙烷分子中有一个二重对称轴C2，但不能和其镜像重合，有一对对映体存在。1,2-二氯环丙烷分子中有一个二重对称轴C2，但不能和其镜像重合，有一对对映体存在。 C2 C2 • 有无对称轴，不能作为判断分子是否具有手性的条件。 • 手性分子：在结构上既无对称面，也无对称中心。

25. 1 对映体和外消旋体 • 互为镜像的异构体称为对映异构体，简称对映体。 • 含有一个手性碳的化合物没有对称面和对称中心，是手性分子，存在两个旋光的对映异构体。 * 2-甲基-1-丁醇

26. 对映体的性质，在非手性环境中完全相同，在手性条件下可能不同。对映体的性质，在非手性环境中完全相同，在手性条件下可能不同。 • 对映体的熔点、沸点、在非手性溶剂中的溶解度、和非手性试剂的反应速度等都相同。 • 2-甲基-1-丁醇的对映体：沸点、相对密度等完全相同； • 在浓H2SO4作用下脱水生成相同的烯烃，与乙酸发生酯化反应反应速度相同等等。 • 原因：对映体之间是镜像关系，分子中任何两个原子之间的距离是相同的，因此内能也是相同的。

27. 对映体的旋光性、在手性溶剂中的溶解度、与手性试剂或在手性催化剂作用下的反应速度等是不同的。对映体的旋光性、在手性溶剂中的溶解度、与手性试剂或在手性催化剂作用下的反应速度等是不同的。 • 生物体内的酶具有很高的手性，因此，对映体的生理作用有很大差别。 • 氯霉素的左旋体有疗效，它的对映体则无抗菌作用； • 左旋香芹酮与右旋香芹酮的香气不同； • 左旋尼古丁的毒性比右旋尼古丁大得多。 • 对映体在生物体内的代谢速率也不一样，青霉菌在酒石酸培养液中生长，右旋酒石酸被消耗掉。

28. 对映体的等量混合物叫做外消旋体，用(±)表示。对映体的等量混合物叫做外消旋体，用(±)表示。 • 外消旋体中对映体对偏振光的作用互相抵消，因此没有旋光性。 • 外消旋体和左旋体、右旋体相比，物理性质有所改变。 • 化学性质基本相同，对映体各自保持自己的生理活性。

29. 2 构型的表示方法 • 对映体的构造式相同，但空间的排列方式(构型)不同，所以需要用构型式来表示。 • 楔形透视式：手性碳原子放在平面上。 • 在平面上基团用实线相连，平面前方的基团用楔形实线和手性碳相连，后面的基团用虚线相连。

30. Fischer投影式：用四面体模型在平面上的投影表示化合物的构型。Fischer投影式：用四面体模型在平面上的投影表示化合物的构型。 • 把四面体模型前面的棱边横放，后面的棱边则在垂直的方向上，这样将模型投影在平面上。

31. Fischer投影式的书写原则： • 手性碳位于纸平面上，用横竖线的交叉点表示； • 以横线相连的原子或基团在纸面前方，以竖线相连的原子或基团在纸面后方； • 碳链竖放，编号小的碳在上。

32. 使用Fischer投影式应注意： • 在纸面上旋转180º仍为原来的构型； 旋转180º 旋转180º 相同

33. 离开纸面翻转过来，变为其对映体； 翻转 翻转 对映体

34. 在纸面上旋转90º，变为其对映体； 旋转90° 对映体 旋转90°

35. 在纸面上旋转270º，变为其对映体； 旋转270º 旋转270º 对映体

36. 甲基 羟基 氢 羟基 • 判断Fischer投影式是否相同： • 在纸面上平移或旋转180º，和原来的构型相同。 • 将任意两个基团对调，转变为其对映体。 • 四面体的四个顶点是等价的，任意对调结果相同。 • 对调偶数次构型不变，对调奇数次为原构型的对映体。

37. 固定任意一个基团不动，依此轮换其余三个基团的位置，得到的构型和原来相同。 • 这一转变可由两次任意对调两个基团得到。 • 也可以使用分子模型证明这一关系。

38. 1 构型的R、S命名方法 • 将与手性碳相连的四个基团按次序规则排列：a>b>c>d • 排在最后的基团d指向离开观察者的方向。 S型 R型

39. 2 次序规则 • 连接中心原子(手性碳或双键碳)上的原子或基团，按原子序数由大到小排列，同位素中质量数高的优先。 > > > —CH3 —H —NH2 —CH3 —D —H • 原子序数相同时，则依次比较第二个原子的原子序数，第二个相同时，再比较第三个，依此类推。 > —CH(CH3)2 —CH2CH2CH3

40. 双键或三键，当作两个或三个单键看待。 看作 > 看作 >

41. 在同等的情况下，有不饱和键的优先。 > • 重键上为其他原子时，同样处理。 > >

42. 3 由楔形透视式确定构型 • 乳酸手性碳上的四个基团：OH > COOH > CH3 > H。 R型 S型 R型 S型

43. 4 由Fischer投影式确定构型 • Fischer投影式为平面的构型式，应把它想象成立体形象来进行判断。 (R)-(-)-乳酸 (S)-(+)-乳酸 • 对映体的旋光方向(-)/(+)由实验测定，与构型R/S没有必然的联系。

44. 对映体的构型R/S由分子的实际构型判定，R的对映体必为S，反之亦然。对映体的构型R/S由分子的实际构型判定，R的对映体必为S，反之亦然。 (R)-(+)-甘油醛 (S)-(-)-甘油醛 • 对映体命名时，要写出构型R/S，有时要标出旋光方向(+)/(-)，最后再写出名称。

45. 验证：在Fischer投影式中，任意两个基团对调，变成对映体，三个基团轮换，分子构型保持不变。验证：在Fischer投影式中，任意两个基团对调，变成对映体，三个基团轮换，分子构型保持不变。 R型 R型 S型 • 这种变换仅对同一手性碳所连的四个基团有效。

46. 快速判断Fischer投影式构型的方法： • 当最小基团位于横线时，若其余三个基团由大→中→小为顺 时针方向，则此投影式的构型为S，反之为R。 • 当最小基团位于竖线时，若其余三个基团由大→中→小为顺 时针方向，则此投影式的构型为R，反之为S。 含两个以上C*化合物的构型或投影式，也用同样方法对每一个 C*进行R、S标记，然后注明各标记的是哪一个手性碳原子。

47. 写出可能存在的光学异构体的构型式，并命名。 (S)-3-溴己烷 (R)-3-溴己烷

48. 1 二个手性碳不同的分子 • 当化合物分子中含有两个不同的手性碳时，应有22 = 4种构型，若有n个不同的手性碳时，应有2n种构型。 • 两个手性碳不同：是指两个手性碳上所连的四个基团不完全相同。 • 2-羟基-3-氯丁二酸有两个不同的手性碳原子，应有4种不同的构型。 * *

49. R S S R R S R S 1 2 3 4 • 两个手性碳原子所连的基团优先次序为： • C2：—OH > —CHClCOOH > —COOH > —H； • C3： —Cl > —COOH > —CH(OH)COOH > —H。 • 1与2，3与4为对映异构体，1与3或4，2与3或4称为非对映异构体。

50. 非对映异构现象：当分子中有两个或两个以上手性中心时存在。非对映异构现象：当分子中有两个或两个以上手性中心时存在。 • 非对映体的比旋光度不同，熔点、沸点、溶解度、相对密度、折射率等物理性质都不相同。 • 非对映异构体具有相同的官能团，化学性质相似。 • 但它们分子中相应的原子之间距离不完全相同，内能不同，因此与同一试剂反应的速率有差异。 • 异构体的名称： R (2R,3R)-2-羟基-3-氯丁二酸 R