当前课程知识点：有机化学（上） > 第五章 立体化学 > 5.4 构型的表示和标记方法 > 5.4 构型的表示和标记方法
同学们好
分子的构型最好用分子模型
或立体结构式表示
但书写时相当不方便
这小节我们学习
对映异构体构型的表示和标记方法
对映异构一般用费歇尔投影式表示
我们把乳酸分子投影到纸面上
投影规则如下
将手性碳原子投影到纸面上
把分子模型中指向平面前方的两个原子
或原子团投影到横线上
把指向平面后方的两个原子
或原子团投影到竖线上
手性碳原子可略去不写
一般将分子中含有碳原子的基团
放在竖线相连的位置上
把命名时编号最小的碳原子放在上端
费歇尔投影式中
以横线和手性碳原子相连的左右两个基团
位于纸平面的前方
以竖线和手性碳原子相连的上 下两个原子
或原子团位于纸平面的后方
也就是常说的 横前竖后
我手中这个2,3-二羟基丁二酸分子模型
在投影的时候先旋转到全重叠式
投影后的费歇尔投影式
氢和羟基在横键上
羧基在竖键上
它的伞形式 锯架式 纽曼投影式分别如下
我们先看D L标记法
在1951年前
还没有实验方法测定分子的构型
因而选择一个简单的对映异构体
人为规定它的构型
费歇尔选择了 + 甘油醛作为标准
其投影式为三个碳原子在竖线上
醛基位于上方
羟甲基位于下方
+ 甘油醛的羟基在右边
定为D构型
其对映体 - 甘油醛的羟基在左边
定为L构型
然后将其它分子的对映异构体与标准甘油醛
通过各种直接或间接的方式相联系
来确定其构型
如 下列化合物酒石酸
阿拉伯糖都是D构型
1951年毕育特J.M.Bijvoet
用 X 射线法测定了酒石酸铷钾的绝对构型
证明人们早期约定的相对构型
与其真实构型恰好吻合
注意 D L标记法
只是反映旋光异构体的构型
即反映手性碳原子上的基团之间的相互关系
而与其旋光方向无关
旋光方向是用旋光仪测出来的
一个D型的化合物
可以是左旋的
也可以是右旋的
D L-标记法有一定的局限性
因为有些化合物不易同甘油醛联系
也因为有时采用不同的转化方法
同一个化合物可以是D型
也可以是L型
为了克服这个缺点
现通常采用
R S 标记法来代替D L标记法
但目前在糖 氨基酸和肽类等
仍然采用D L标记法
R S构型标示的方法
这种方法是1970年
由国际纯粹和应用化学联合会建议采用的
它是基于手性碳原子的实际构型进行标示
因此是绝对构型
R S 标记法
首先要确定与手性碳原子
相连的四个原子
或基团的优先排列的次序
排列的次序与 Z E 标记法的规定相同
例如 用R S标记法来命名
2 丁醇的对映体
与手性碳原子相连的四个原子
或基的排列次序是羟基 乙基 甲基 氢
然后把排列次序最小的 这里是氢
放在距观察者最远的位置
再看其它三个基排列的位置
如果由大到小是按顺时针方向则是R型
如果是逆时针方向则是S型
如果一个化合物是用投影式表示的
它的构型并不需要改画成模型
或透视式才能识别
如果投影式中次序最小的基在竖线上
而其它三个基是按顺时针方向
由大到小递减的 则为R型
反之 其它三个基是按逆时针方向
由大到小递减的 则为S型
在图中 氢在竖键上
氯 乙基 甲基逆时针排列
所以是一个S型
如果投影式中次序最小的基在横线上
而其它三个基是按顺时针方向
由大到小递减的 则为S型
反之 其它三个基
是按逆时针方向
由大到小递减的 则为R型
还应强调指出
D L和R S是两种不同的构型标记方法
它们之间也没有必然的联系
R S标记法是由分子的几何形状
按次序规则确定的
它只与手性碳原子上的原子和基团有关
而D L标记法则是由分子
与参比物相联系而确定的
例如 D 甘油醛和 D 2-溴甘油醛
如用R S标示法
前者为R构型
后者却为S构型
此外 化合物的构型和旋光方向
也没有内在的联系
例如D + 甘油醛和D - 乳酸
D构型 旋光方向不同
因构型和旋光方向是两个不同的概念
构型是表示手性碳原子上
四个不同的原子或原子团在空间的排列方式
而旋光方向
是指旋光物质使偏振光振动方向旋转的方向
由于同一个分子模型摆放位置可以是多种多样
所以投影后得到的费歇尔投影式也有多个
下列费歇尔投影式是同一种物质吗
在第一个费歇尔投影式中
氢在竖键上 羟基 羧基 甲基逆时针排列
所以是一个S型
其余的同学们自行判断一下
我们一起来看看他们的构型
相同的为同一种化合物
观察上述费歇尔投影式
我们发现遵守下述规律
才能保持构型不变
投影式中
手性碳原子上任何两个原子或原子团的位置
经过两次或偶数次交换后构型不变
S 乳酸中氢和羧基交换一次变为 R 乳酸
然后甲基和羧基交换一次
转变为 S 乳酸
如投影式不离开纸平面旋转180度
则构型不变
投影式中一个基团不动
其余三个基团按顺时针或逆时针方向旋转
构型不变
图中 S 乳酸甲基不动
羧基 羟基 氢顺时针旋转
构型仍为S
反之 如基团随意变动位置
则构型可能发生变化
这节课我们学习的是构型的标记方法
下一小节我们讨论含手性碳化合物的立体异构
-1.1 课程概要
--课程概要
--课程概要
--课程概要
-1.2 结构理论
--结构理论
--结构理论
--结构理论
-1.3 反应历程
--反应历程
--反应历程
--反应历程
-1.4 电子效应
--电子效应
--电子效应
--电子效应
-1.5 酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
-2.1.1 烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
-2.1.2 烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和命构象
--烷烃的结构和构象
-2.1.3 烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
-2.1.4 烷烃的卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
-2.2.1 环烷烃分类和命名
--环烷烃的分类和命名
--环烷烃分类命名
-2.2.2 环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
-2.2.3 环烷烃的结构及构象
--环烷烃的结构和构象
--环烷烃的构象
-饱和烃
-3.1.1 烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
-3.1.2 烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
-3.1.3.1烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
-3.1.3.2烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
-3.1.3.3 烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
-3.1.3.4 烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
-3.1.3.5 烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
-3.1.4 烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
-3.2.1-3.2.2 炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名
-3.2.3 .1 炔烃的化学性质（一）
--炔烃的化学性质（一）
--炔烃的性质（一）
-3.2.3.2 炔烃的化学性质（二）
--炔烃的化学性质（二）
--炔烃的性质（二）
-3.3.1 二烯烃的分类和命名
--二烯烃的命名
-3.3.2 1，3-丁二烯的结构
--1,3-丁二烯的结构
-3.3.3 共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--二烯烃的性质
-3.3.4共振论
--共振论
--共振论
--共振论
-不饱和烃
-4.1芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃分类命名
-4.2 苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
-4.3.1 单环芳烃的化学性质（一）
--单环芳烃的化学性质（一）
-4.3.2 单环芳烃的化学性质（二）
--单环芳烃的化学性质（二）
-4.4.1亲电取代定位规律（一）
--亲电取代定位规律（一）
-4.4.2 亲电取代定位规律（二）
--亲电取代定位规律（二）
--定位规律2
-4.5 稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--萘
-4.6 非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
-芳香烃
-5.1 同分异构现象
--5.1 同分异构现象
-5.2 分子手性和对称因素
--分子手性和对称因素
-5.3 对映体与旋光性
--对映体与旋光性
-5.4 构型的表示和标记方法
--构型的表示和标记方法
-5.5 含手性碳化合物的立体异构
--含手性碳化合物的立体异构
-5.6 不含手性碳化合物的立体异构
--不含手性碳化合物的立体异构
-5.7 反应的立体化学
--反应的立体化学
-立体化学
-6.1 卤代烃的命名和制备方法
--卤代烃的命名和制备方法
-6.2 卤代烃的化学性质
--卤代烃的化学性质
-6.3 单分子亲核取代反应
--单分子亲核取代反应
-6.4 双分子亲核取代反应
--双分子亲核取代反应
-6.5 消除反应
--6.5 消除反应
--消除反应
-6.6 卤代烯烃和芳烃
--卤代烯烃和芳烃
-6.7 习题
--6.7 习题
--习题
-卤代烃
-有机化学（上）
