含两个不相同手性
碳原子的化合物从上面的讨论已知，含一个手性碳原子的化合物有一对对映体，那么含有两个手性碳原子的化合物有多少个对映异构体呢？第30页，共62页，星期日，2025年，2月5日一、含两个不同手性碳原子的化合物这类化合物中两个手性碳原子所连的四个基团不完全相同。例如第31页，共62页，星期日，2025年，2月5日我们以氯代苹果酸为例来讨论1、对映异构体的数目:其Fischer投影式如下：第32页，共62页，星期日，2025年，2月5日含n个不同手性碳原子的化合物，对映体的数目有2n个，外消旋体的数目2n-1个。2．非对映体不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。分子中有两个以上手性中心时，就有非对映异构现象。非对映异构体的特征：1°物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。2°比旋光度不同。3°旋光方向可能相同也可能不同。4°化学性质相似，但反应速度有差异。第33页，共62页，星期日，2025年，2月5日二、含两个相同手性碳原子的化合物酒石酸、2，3-二氯丁烷等分子中含有两个相同的手性碳原子。同上讨论，酒石酸也可以写出四种对映异构体：第34页，共62页，星期日，2025年，2月5日（3）、（4）为同一物质，因将（3）在纸平面旋转180°即为（4）。因此，含两个相同手性碳原子的化合物只有三个立体异构体，少于2n个，外消旋体数目也少于2n-1个。第35页，共62页，星期日，2025年，2月5日内消旋体与外消旋体的异同相同点：都不旋光不同点：内消旋体是一种纯物质，外消旋体是两个对映体的等量混合物，可拆分开来。酒石酸的三种异构体和外消旋体的物理常数见表.从内消旋酒石酸可以看出，含个手性碳原子的化合物，分子不一定是手性的。故不能说含手性碳原子的分子一定有手性。第36页，共62页，星期日，2025年，2月5日构型的标记:用D、L表示构型明确地描述一个化合物的构型很重要，但在乳酸的二个对映体中，究竟哪一个代表（－）－乳酸，哪一个代表（+）－乳酸的构型曾是一个困难的问题。早年，要测定分子中原子（基团）在空间的排列情况是很困难的。为此，化学家们人为地选定一个简单的旋光性化合物为标准，并假定它的构型。其它化合物用联系法或其它方面与标准物相关联而确定其构型。第37页，共62页，星期日，2025年，2月5日人们选定的标准物质是（+）－甘油醛，用OH在右边的投影式代表（+）－甘油醛。并人为地指定它的构型为D－型。用OH在左边的投影式代表（－）－甘油醛。并人为地指定它的构型为L－型。第38页，共62页，星期日，2025年，2月5日由（+）－甘油醛转变而成的物质或转变为D－（+）－甘油醛的化合物都属D－型。但这种转变不能涉及手性碳原子，否则转变为反应历程必须是已知的。例如D－（+）－甘油醛氧化后转变为（－）－甘油酸。这个甘油酸属D－型。D－（－）－甘油酸CH2OH上的－OH被还原为H后该（－）－乳酸也是D－型。第39页，共62页，星期日，2025年，2月5日因此，左旋的乳酸、左旋的甘油酸和右旋的甘油醛的空间构型是相同的，都是D－型。但旋光方向却有（+）、（－），这说明具有相同构型的化合物，不一定有相同的旋光方向。由于用D、L表示构型是以人为标准为基础的，不一定与真实构型相符，因此称为相对构型。直到1951年，J.M.Bijvoet用一种x－衍射线的方法研究酒石酸铷钠，才确定了酒石酸二种对映体的真实构型，即绝对构型。结果与人们原先的假设相吻合。即（+）－甘油醛的绝对构型就是代表羟基在右边的，即相对构型和绝对构型恰好一致！第40页，共62页，星期日，2025年，2月5日构型的标记——R、S命名规则1970年国际上根据IUPAC的建议，构型的命名采用R、S法，这种命名法根据化合物的实际构型或投影式就可命名。R、S命名规则：1．按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。2．把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置，观察其余三个基团由大→中→小的顺序，若是顺时针方向，则其构型为R（R是拉丁文Rectus的字头，是右的意思），若是反时针方向，则构型为S（Sinister,左的意思）。第41页，共62