对映异构体的表示方法和标示方法在线视频

同学们好！

本节课我们讲解对映异构体的表示方法及标记方法

我们先来了解一下

对映体和外消旋体的概念及性质

凡是手性分子，必定有一个与之不能完全叠合的镜象

互为实物与镜象的两个构型异构体称为对映体

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

例如，乳酸是手性分子，就有一对对映体存在

再如，2-溴丁烷也是手性分子，也有一对对映体存在

一般情况下，对映异构体的物理性质和化学性质都相同

比旋光度的数值相等，仅旋光方向相反

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，生理作用不同等

外消旋体是指等量的左旋体和右旋体的混合物

一般用（±）来表示

外消旋体因为左旋和右旋相互抵消，没有旋光性

外消旋体的物理性质与左旋体或右旋体有不同

如：左旋或右旋乳酸的熔点是53℃

外消旋乳酸，也就是咱们平时喝的酸奶

它的熔点是18℃

不同构型的旋光异构体生理活性也不同

例如：右旋葡萄糖可被人或动物吸收，左旋葡萄糖不行

亮氨酸的一对对映体

一个有甜味，另一个有苦味

下面我们来学习对映异构体构型的表示方法

通常，对映异构体的空间结构用模型来表达是最直观的

但是，如何将模型表示在纸面上呢？

一般有，两种表示方法

透视式和Fisher投影式

透视式也称楔形式，从一定的角度观察模型

并投影到纸面上，以乳酸分子为例

手性碳是sp3杂化碳

碳上连接的基团在空间中呈四面体型

因此，投影时，将碳原子，氢原子

甲基构成的平面作为纸面

写在实线上，伸向纸平面外的基团羧基

写在实楔形上，伸向纸平面里面的羟基写在虚楔形上

这样就得到了透视式

透视式看起来比较直观

但书写麻烦，不适用于复杂化合物

为了便于书写和进行比较

对映体的构型常用Fisher投影式表示

模型投影或由透视式转化为Fisher投影式的一般原则为

1、横、竖两条直线的交叉点代表手性碳原子，位于纸平面

2、横线表示与手性C*相连的两个键

并指向纸平面的前面

竖线表示指向纸平面的后面，即“横前竖后”

3、将含有碳原子的基团写在竖线上

编号最小的碳原子写在竖线上端

如，乳酸分子中的一个对映体

从正前方观察模型或透视式

氢和羟基位与手性碳的前面

靠近观察者，分别写到横键上

甲基和羧基位于手性碳的后面

远离观察者，分别放到竖键上

这样就得到了Fisher投影式

Fisher投影式书写起来方便

适用于简单和复杂的化合物

依据投影原则

同学们要学会透视式和Fisher投影式之间的相互转化

下面，我们来学习构型的标记方法

对映体的标记方法有D/L标记法和R/S标记法

D/L标记法主要用于糖类和氨基酸的标记

我们将在第十四章碳水化合物中详细讲解

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

下面我们来看R/S标记法的具体内容

R/S标记法是根据手性碳原子上

所连的四个原子或原子团在空间的排列方式来标记的

通常，构型的表示方法不同

观察和判断基团的空间排列方式的方法也不一样

可归纳为以下三种方法

（1）远离最小基观察，适用于透视式

（2）左手定则，也适用于透视式

（3）快速判断法，适用于Fisher投影式

用R/S标记法的基本规定为

将手性碳上所连的四个原子

或基团按照次序规则进行排列

观察者远离最小基

其余三个基团若按大、中、小顺时针排列

就标记为R型，逆时针排列，就标记为S型

这里的大，中，小指的就是次序规则中优先顺序

如，下面这个化合物

（1），氢是最小基，并且在虚楔线上

正好远离观察者，用远离最小基观察法

其它三个基团按照次序规则大，中，小排列顺序为

Br>Cl>CH3>H

且顺时针排列，构型为R型

同样的方法标记化合物（2），构型为S型

（1）和（2）是一对对映体

第二种判断方法，左手定则

这种方法适用于最小基团不远离观察者

就是离观察者近的情况

手腕永远代表最小基

其他三个基团若按大，中，小顺时针排列则为R构型

若逆时针排列则为S构型

如例1，手腕代表氢

其它三个基团在空间中按次序规则排列的大，中，小排列

Br>Cl>COOH,顺时针方向，标记为R构型

这个分子完整的命名为(R)-2-氯-2-溴乙酸

同样的方法标记例2，并命名为 (s)-2-氯丙醇

对于Fisher投影式

可以用简便的方法，来快速判断构型

但要分两种情况

要分最小基在竖键上还是横键上

一种情况，当最小基团位于竖线时

若其余三个基团在平面中按大→中→小排列

为顺时针方向，则此投影式的构型为R，反之为S

如乳酸分子的一对对映体，氢在竖键上

利用快速判断的方法就很容易

判断出他们的构型分别为R和S

另一种情况，当最小基团位于横键时

若其余三个基团在平面中排列

按大→中→小排列，为顺时针方向

则此投影式的构型为S，反之为R

仍以乳酸的一对对映体为例

当氢在横键上时

判断方法与氢在竖键上的正好相反

这一点要注意

下面我们来看

含两个及两个以上C*化合物构型的标记方法

不论透视式还是投影式

也用同样方法对每一个C*分别进行R、S标记

然后注明所标记的手性碳的位次

例如：这个用透视式表示的构型式

其中，2号碳和3号碳为手性碳

标记2号碳时

把3号碳所在基团看成一个整体来比较大小

因为氢在外面，离观察者近

就利用左手定则来判断，手腕代表最小基

其他三个基团按次序规则排列

OH>1-氯乙基>甲基

且顺时针排列，因此2号碳为R型

标记3号碳时

把2号碳所在基团看成一个整体来比较大小

因为氢在里面，离观察者远

就利用远离最小基法来判断

根据其他三个基团的大小，3号碳标记为R型

这个化合物的完整的命名为

（2R，3R）-3-氯-2-丁醇

我们再看，用Fisher投影式表示的这个构型式

利用快速判断法，氢在横键上

分别标记两个手性碳原子时

其方法和一个手性碳的标记方法一样

最后得到这个Fisher投影式完整的命名为

（2S，3R）-2-氯-3-溴-丁烷

好，本节课就讲到这，谢谢大家！