课堂笔记
一、对映异构与手性分子★★
1．对映异构体与手性 互为镜像而不能重合的2种化合物彼此互称对映异构体。这种对映而不能重合的化合物就像左、右手一样，因此这种性质常被称为手性。具有手性的分子也称为手性分子。
含有1个手性碳原子的化合物一定具有手性，但含有2个或2个以上手性碳原子的化合物则不一定具有手性。有手性的化合物也不一定含有手性碳原子。
2．分子的对称性与手性 一个分子中有对称中心，则分子没有手性。一个分子中存在对称面，则分子没有手性。
二、对映异构体的表示与构型标示★★
1．对映异构体的表示方法 表示对映异构体的最常用方式是费歇尔投影式。在费歇尔投影式中，竖向排列的原子或基团指向平面的后方，横向排列的原子或基团指向平面的前方，即“横前竖后”。
2．对映异构体构型的标示
（1）D、L标示法：D、L标示法是以甘油醛为标准，将甘油醛的碳链垂直放置，氧化态高的碳原子位于上方，氧化态低的碳原子位于下方，羟基位于碳链右侧的甘油醛为D型，羟基位于碳链左侧的甘油醛为L型。其他对映异构体通过与甘油醛进行直接或间接比较来确定其构型。现在主要用于标示糖类和氨基酸类化合物的构型。
（2）R、S构型标示法：首先根据次序规则将连接在手性原子上的原子或基团（a、b、c、d）按照次序先后排列，假定这些基团由优先到不优先的次序为a＞b＞c＞d；然后将次序最低（最不优先）的原子或基团d远离观察者，观察其他三个原子或基团的位置关系。若按照a→b→c的次序依顺时针排列，则此手性原子为R构型；若依逆时针排列，则为S构型。
3．次序规则 次序规则内容主要有3条。
（1）比较直接与手性中心相连的原子的原子序数，原子序数高的次序优先。
（2）如果直接与手性中心连接的原子相同，则比较与它相连的其他原子，按原子序数高低顺序，先比较原子序数高的；如果仍相同，再比较下一个次序高的原子，依此类推，直至不同。
（3）以双键连接某个原子，视同连接2个某原子；以三键连接某原子，视同连接3个某原子。
4．直接对费歇尔投影式进行构型标示 在对费歇尔投影式的构型进行标示时，可以按照以下规则进行：若次序最低的原子或基团位于垂直方向上，其他原子或基团按照次序先后为顺时针方向排列的是R构型，逆时针方向排列的是S构型。
若次序最低的原子或基团位于水平方向上，其他原子或基团按照次序先后为顺时针方向排列的是S构型，逆时针方向排列的是R构型。
三、对映异构体与旋光性★
1．旋光性 使平面偏振光的振动平面发生旋转的性质就称为光学活性或旋光性。旋转的角度称为旋光度，用α表示。旋光度的大小和方向可以用旋光仪来检测。从面对偏振光的传播方向观察，有的物质使偏振光的振动平面向右旋转，称为右旋体，用符号“＋”表示；有的物质使偏振光的振动平面向左旋转的，称为左旋体，用符号“-”表示。
2．对映异构体的物理性质 一对对映异构体之间呈现实物与镜像的关系，它们的物理性质几乎完全相同，拥有相同的熔点、相同的沸点等，它们的比旋光度的大小也相同，唯一的差别是旋光方向相反。
3．外消旋体 只有1个手性碳原子的化合物一定具有手性，有旋光性，存在一对对映体。一对对映异构体等量的混合物，则旋光性消失，称为外消旋体。外消旋体无旋光性，一般用符号（±）或dl表示。
四、含有2个手性碳原子的化合物★★
1．含有2个不相同的手性碳的化合物 所谓不相同，是指2个手性碳上所连接的原子或基团不具有一一对应的关系。此时化合物有4种异构体（两对对映体），两对对映体之间互称非对映异构体。
4种异构体中，（Ⅰ）和（Ⅱ），（Ⅲ）和（Ⅳ）互为实物与镜像关系，各构成一对对映异构体。而（Ⅰ）和（Ⅲ）或（Ⅳ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）或（Ⅳ）均不是实物与镜像关系，互为非对映异构体。
2．非对映体 具有相同构造，但又不具有对映关系的异构体称为非对映异构体。非对映异构体之间的理化性质（包括旋光性）、生理活性都很不相同。
3．苏型和赤型 若2个手性碳原子上含有1个相同的原子或基团，习惯上也常将其与丁醛糖的4个异构体作比较来表示其构型。丁醛糖的4个异构体的费歇尔投影式及名称如下：
因此，在其他有2个手性碳的化合物中，也常习惯地将2个相同的原子或基团在同侧的称为赤藓糖型，简称赤型；两个相同的原子或基团在异侧的称为苏阿糖型，简称苏型。
4．含有2个相同的手性碳的化合物 所谓相同，是指2个手性碳上所连接的原子或基团具有一一对映的关系。此时化合物只有3种异构体，其中2个互称对映体，另一个与这一对对映体呈现非对映状态，是非对映异构体。
其中，Ⅰ和Ⅱ为一对对映异构体，Ⅲ和Ⅳ实际上为同一化合物。Ⅲ或Ⅳ的分子中存在一个对称平面或对称中心，2个手性碳中的一个为R构型，另一个为S构型，它们所引起旋光度相同而方向相反，恰好抵消，因此没有旋光性。
5．内消旋体 含有手性碳原子而没有旋光性的物质称为内消旋体，如上例中的Ⅲ或Ⅳ。内消旋体通常用“meso”表示。内消旋体与左旋体、右旋体为非对映异构体，它们的性质有很大的不同。
五、二取代脂环烃的立体异构★
顺反异构和对映异构 二取代脂环烃当2个取代基处于不同位置时，就存在顺反异构。如1，2-二甲基环己烷就有顺-1，2-二甲基环己烷和反-1，2-二甲基环己烷。
其中，甲基所连接的碳原子是手性碳，这就相当于含有2个相同手性碳的化合物，有3个立体异构体。顺式的是内消旋化合物，反式的为一对对映体。
若1、2位取代基不相同，则相当于含有2个不同手性碳的化合物，有两对对映异构体，示例如下。
重点难点提示
1．手性、手性碳、对映体、非对映体、旋光性、旋光方向、外消旋、内消旋的概念。
2．次序规则的内容。
3．对映异构体的表示，费歇尔投影式。
4．用R、S标示构型。
5．对映体的物理性质。
测试及考研
1．指出下列各对化合物之间的关系（同一化合物、构造异构体、对映异构体、非对映异构体）
本题考点：构造异构。
本题考点：化合物手性与非手性的判别。
（3）
本题考点：对映体的判别。
（4）
本题考点：对映体与非对映体的判别。
（5）
本题考点：对映体与非对映体的判别。
2．下列阐述哪些是正确的，哪些是错误的？
（1）一对对映异构体总有实物和镜像的关系。
本题考点：对映体的实质。
（2）所有手性分子都有非对映异构体。
本题考点：非对映体存在的条件。
（3）如果一个化合物没有对称面，它必然是手性的。
本题考点：对称因素与手性的关系。
（4）对映异构体可以通过单键旋转互相转化。
本题考点：对映体的性质。
（5）所有具有手性碳原子的化合物都是手性分子。
本题考点：手性碳与手性的关系。
（6）由一种构型转变为其对映体，必须断裂与手性碳相连的键。
本题考点：对映体的转化。
（7）具有R构型的手性化合物必定是右旋的。
本题考点：构型与旋光性的关系。
（8）有对映异构体的分子必然有手性。
本题考点：手性与对映体异构的关系。
（9）所有的手性分子都不含对称平面。
本题考点：对称因素与手性的关系。
3．标示出下列化合物的构型
（1）
本题考点：从纽曼投影式确定构型。
（2） 
本题考点：用费歇尔投影式标示构型。
（3）
本题考点：从投影式确定构型。
（4）
本题考点：2个手性碳化合物标示构型。
4．指出1，3二甲基环己烷有几个立体异构体，它们的手性情况及相互关系。
本题考点：有2个手性碳脂环化合物的立体异构。
答案：
1．（1）构造异构体；（2）同一化合物；（3）对映异构体；（4）非对映体；（5）非对映体。
2．（1）√；（2）×；（3）×；（4）×；（5）×；（6）√；（7）×；（8）√；（9）√。
3．（1）R；（2）S；（3）R；（4）2R，3S。
4．共有3个立体异构体，分别表示如下
其中，Ⅰ是内消旋化合物，没有手性。Ⅱ和Ⅲ为一对对映体，分别都具有手性。Ⅰ与Ⅱ、Ⅰ与Ⅲ互称非对映体。
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