内容正文:
第四章
立体异构
第一节 对映异构
1.乳酸的构造式
乳酸的一对对映体的费歇尔投影式
一、含一个手性碳原子的化合物的旋光异构
第一节 对映异构
2.书写费歇尔投影式时要注意:
费歇尔投影式是用平面式来表示分子的立体结构。与手性碳原子相连的两个横键是伸向纸前方的,两个竖键是伸向纸后方的。因此,表示某一个化合物的费歇尔投影式只能在纸平面上平移,也能在纸平面上旋转90°或其偶数倍,但不能在纸平面上旋转其奇数倍,也不能离开纸平面翻转,否则得到的费歇尔投影式就代表其对映体的构型。
(1)若将其中一个费歇尔投影式在纸平面上旋转180°后,得到的投影式和另一投影式相同,则这两个投影式表示同一构型。
3. 判断两个费歇尔投影式是否表示同一构型,有以下方法:
R构型 R构型
(2)若将两个费歇尔投影式中的其一在纸平面上旋转90°(顺时针或逆时针旋转均可)后,得到的投影式和另一投影式相同,则这两个投影式表示两种不同构型,二者是一对对映体:
R构型 S构型
(3)若将其中一个费歇尔投影式的手性碳原子上的任意两个原子或原子团交换偶数次后(或交换奇数次后),得到的投影式和另一投影式相同,则这两个投影式表示同一构型(表示两种不同构型,二者是一对对映体) 。
-H和-CH3交换 -OH和-C2H5交换
第一次交换 第二次交换
S构型 R构型 S构型
-H和-CH3交换 -H和-C2H5交换
第一次交换 第二次交换
-OH和-CH3交换
第三次交换
(4)在投影式中,固定任一基团不动,其余三个基团按顺时针或逆时针顺序依次交换位置,其构型不变。
4.构型的标记方法
D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛
(1)D、L标记法 按82年制订的新的命名原
则,即在 型的旋光异构体中,将其主链竖向
排列,以氧化态较高的碳原子(或命名中编号最小的碳原子)放在上方,写出费歇尔投影式。取代基 (X)在碳链右边的为D型,在左边的为L型。例如:
L -(+) -乳酸 D-(-)-乳酸
L-(+)2-氨基丙酸 D-(-)2-氨基丙酸
D、L标记法一般适用于含一个手性碳原子的化合物。在标记氨基酸和糖类化合物的构型时。仍普遍采用。
(2)R、S标记法
眼睛的位置
-Cl → -C2H5 → -CH3为顺 时针排列
R-2-氯丁烷
眼睛的位置
-Cl → -C2H5 → -CH3为逆时针排列
S-2-氯丁烷
R、S标记法的规则
① 按照次序规则,将手性碳原子上的四个原子或原子团按先后次序排列,较优的原子或原子团排在前面。
② 将排在最后的原子或原子团放在离眼睛最远的位置,其余三个原子或原子团放在离眼睛最近的平面上。
③按先后次序观察其余三个原子或原子团的排列走向,若为顺时针排列,叫做R-构型;若为逆时针排列,叫做S-构型 。
1
2
3
(S) - 2-甲基丁酸
(R) - 2-甲基丁酸
任意调换两个基团,构型相反
从右后方观察
从左后方观察
-OH → -COOH → -CH3为顺时针排列
R-乳酸
S-乳酸
-OH → -COOH → -CH3为逆时针排列
对费歇尔投影式,如果最小基团排在竖键上时,其他三个基团在纸面上若为顺时针方向排列,则为R构型;若为逆时针方向排列,则为S构型;如果最小基团排在横键上时,其他三个基团在纸面上若为顺时针方向排列,则为S构型;若为逆时针方向排列,则为R构型。
R-2-氯丁醛
S-2-氯丁醛
R-2-氯丁醛
值得注意的是: 旋光性化合物的构型(R、S或D、L)和其旋光方向(-或+)没有必然的联系。但是知道一个旋光性化合物的构型为R,其旋光