有机化合物的同分异构现象 同分异构是有机物分子之间普遍存在的一种现象，有构造异构和立体异构两种。总结 下： 碳链（碳架)异构 官能团位置异构 构造异构。 官能团异构 互变异构 同分异构 顺反异构 ( 构型异构 立体异构 光学异构（对映异构） 构象异构 本章以立体异构为重点全面讨论一下有机化合物的同分异构现象。 §1构造异构 有机化合物中原子之间的连接方式和次序称为构造，构造异构是指山于有机分子中原子 之间连接次序不同而产生的异构现象。 这甲只简单介绍碳链（碳架）异构的正确书与方法并举例说明几种常见的构造异构现 象。 一、碳链异构（碳胳异构） 以CeH:为例： 1.首先写出最长的直链 CHCH,CH,CH,CH,CH,CH3 2.其次再写出减少一个碳原子的最长碳链 CH.CHCH,CH,CH3 CHCH,CHCH,CH3 CH3 CH3 3.进一步写出减少两个碳原子的最长碳链 CHs CH3 CHCHCHCH3 CH CCH2CH3 CH3 CHa 二、官能团位置异构
三、官能团异构 四、互变异构 例1乙酰乙酸乙脂 0 0 OH 0 CH3 CH2 -C—0C2H5=CH3—C=CH2— 0C2H5 酮式92.5%) 烯醇式(7.5%) 例2胞嘧啶 NHb NH OH H 4-氨基-2-羟基嘧啶 4-氨基-2-氧嘧啶 胞嘧啶(C) §2立体异构 一、顺反异构 1.产尘顺反异构的条件 (1)有机分子中必须有限制σ键旋转的因素，碳碳双键或碳环等。 (2)每一个不能旋转的碳原子（或共它原子）上各连有两个不同的原子或基团。 2.顺反异构体的命名方法： (1)顺/反标记法： 相同的原子或基团位于双键（或环平面）的同侧为“顺式”：否则为“反式”。 CH3 C-CCH.CH CH、 H H H C-C CH:CHs 顺-2-戊烯 反-2-戊烯 (2)Z/E标记法： 该法是1968年IUPAC规定的系统命名法。 原则：首先根据“次序规则”将每个双键碳原子上所连接的两个原子或基团排出大 小，大者称为“较优”基团，当两个较优基团位于双键的同一侧时，称为Z式(Z是德文 Zusammen的字首，同侧之意)，当两个较优基团位于双键的异侧时，称为E式(E是德文 Entgegen的宁首，相反之意)。然后将Z或E加括号放在烯烃名称之前，同时用半宁线与 烯烃名称相连。 Z、E命名法举例下： 1 C-c.c Br >CH3- CHg C>H(E)1-氯-2溴丙烯
CHg。CH2CH2CHs CH3CH2->CH3- 2° C=C CH3CH2 CHCH3 (CH3)2CH->CH3CH2CH2- CH3 (Z)-3-甲基4-异丙基庚烷 3° Br>Cl C=C CI>H (Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯 从例3°可以说明，顺反命名和命名Z、E是不能一一对应的。应引起注意。 H CH3 4° H3C、 C=C C=C、 CH2CH3(Z),(Z)2,5-=甲基-2,4快二烯 H 3.环状化合物的顺反异构 环烷烃中山于环的存在限制了C-Co键的自山旋转，果有两个或两个以上的环碳原子 连有不同取代基时，就会得到不同构型，产生顺反异构。例1,2-二甲基环丙烷就有两种 异构体。取代基在环平面同侧的称为顺式，在异侧的称为反式。 顺1-1,2-甲基环丙烷 反-1,2一甲基环丙烷 二、对映异构 1.有机分子的旋光性 当在某一半面上振动的偏振光通过某些物质（如水、乙醇、氯仿）时，其振动平面不 发生改变，而当通过另一些物质（如乳酸、甘油醛、2-氯丁烷）时，其振动平面会发生旋转。 物质的这种能使偏振光的振动平面发尘旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光 性物质，也称光学活性物质。因此对映异构也称为旋光异构。 2.对映异构与有机分子结构的关系 (1)手征性与手征性分子 为什么有的物质没有旋光性，而有的物质却有呢？物质的性质是与其结构紧密相关的， 所以，物质的旋光性必定是山于其分子的特殊结构引起的。那么，具有怎样结构的分子才具 有旋光性呢？ 实验证明，！果某种分子不能与其镜影完全重叠，这种分子就具有旋光性。分子这种实 物与其镜影不能完全重叠的特殊性质叫做分子的手征性，简称手性，就像人的左右手互为实 物和镜影的关系，但二者不能完全重叠一样。 左右手互为实物和镜影的关系，但二者不能完全重叠
具有手性的分子叫做手征性分子，简称手性分子。要判断一个分子是香具有手性，最直 观和最靠得住的方法，是制作该分子的实物和镜影两个模型，观察它们是否能够完全重叠。 但这种方法不太方便，特别是当分子很大很复杂时史是此。常用的方法是研究分子的对称 性，根据分子的对称性来判断其是杏具有手性。 (2)手性和分子对称性、对称因素 在有机化学中，一般采用对称面和对称中心这两个对称因素来考察分子的对称性。如果 分子中存在对称面或对称中心，这样的分子就没有手性，也不具有旋光性。如！果分子中既无 对称面，又无对称中心，这样的分子就是手性的，也就具有旋光性。 所谓分子的对称面，就是能将分子分成互为实物和镜影关系两部分的一个平面。例如， 在1,1-二溴乙烷分子中，通过H-C一C2三个原子所构成的平面能将分子分成互为实物和镜 影关系的两部分，因此该平面就是它的对称面。又如，E-1-氯-2-溴乙烯分子是一个平面结 构的分子，分子所在的这个平面也能将分子分成互为实物和镜影关系的两“片”，所以该平 面也是它的对称面。 对称而 对称而 C H B Br (a)1,1-二漠乙烷的对称间 (b)E-1-氯-2-溴乙烯的对称前 分子的对称面 山于1,1-二溴乙烷和E-1-氯-2-溴乙烯的分子中都存在对称面，所以它们都是非手性 分子，都没有旋光性。 所谓分子的对称中心，就是假设分子中存在一个点，过该点作任一条直线，若在该点 等距离的两端有相同的原子或基团，则该点就是分子的对称中心。 对称中心 CH COOH COOH CH3 分子的对称中心 山于上述分子中存在对称中心，所以它是非手性分子，没有旋光性。 (3)手性碳原子（不对称性碳原子） 在绝大多数情况下，分子有无手性往往与分子中是否含有手性碳原子有关。所谓手性 碳原子，是指和四个个同的原子或基团连接的碳原子，常用“*”号予以标注，例： CH.CHCH2CH; CH.CHCHCH2CH; ac 一般来说，舍有一个手性碳原子的分子往往是手性的，不含手性碳原子的分子往往是 非手性的。需要指出的是，手性碳原子是引起分子具有手性的普遍因素，但不是唯一的因素。 含有手性碳原子的分子不一定都具有手性，而不含手性碳原子的分子不一定不具有手性。 3.含一个手性碳原子化合物的对映异构 (1)对映体
以乳酸CH:C'HOHCOOH为例来讨论。 乳酸有两种不同构型（空间排列） COOH COOH 透视式 H OH CH3 HaC OH+COOH→CH3 顺时针排列 反时针排列 对映体一互为物体与镜象关系的立体异构体。 含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子，含有两种个同的构型，是互为物体与镜 象关系的立体异构体，称为对映异构体（简称为对映体）。 对映异构体都有旋光性，其中一个是左旋的，一个是右旋的。所以对映异构体又称为 旋光异构体。 (2)对映体之间的异同点 1°物理性质和化学性质一般都相同，比旋光度的数值相等，仪旋光方向相反 2°在手性环境条件下，对映体会表现出某些不同的性质，如反应速度有差异，生理 作用的不同等。 (3)外消旋体 等量的左旋体和右旋体的混合物称为外消旋体，一般用（±）来表示。 外消旋体与对映体的比较（以乳酸为例）： 旋光性 物理性质 化学性质 生理作用 外消旋体 不旋光 mp18℃ 基本相同 各自发挥其左右 对映体 旋光 mp53℃ 基本相同 旋体的生理功能 4.构型的表示方法 对映体的构型可用立体结构（楔形式和透视式）和费歇尔(E·Fischer)投影式表示， (1)、立体结构式 COOH COOH COOH H OH ClOH H OH CH3 CH3 CH3 楔形式 透视式 乳酸 优点：形象牛动，·日了然 缺点： 书写不方便 (2)、Fischer投影式 为了便于书写和进行比较，对映体的构型常用费歇尔投影式表示： -COOH COOH COOH- OH Ho H .CH3 CH3 CH3-- 乳酸对映体的费歇尔投影式