文档介绍：6 旋光异构

Optical Isomerism

本章学习要求掌握比旋光度、手性分子、手性碳原子、对映体、非对映体、内消旋
体、外消旋体等概念和 Fischer 投影式的写法,以及旋光异构体构型的表示方法;了解旋
光仪的组成及其测定原理,外消旋体的拆分和某些有机反应中的立体化学。

在有机化学中,许多分子具有相同的分子式,但具有不同结构的化合物称为
异构体,异构体主要可以分为两大类:构造异构(structural isomerism)和立体
异构(stereo isomerism)。旋光异构是立体异构的一个重要方面。
构造异构其产生的原因是由于它们的原子相互连接的次序不同而引起的,结
构异构又分为:碳链异构;位置异构;官能团异构和互变异构。
立体异构是指具有相同的分子式,相同的原子连接顺序,不同的空间排列方
式引起的异构。换言之,立体异构是具有相同的构造,不同的构型的异构。立体
异构可分为:
碳链异构
位置异构
构造异构
官能团异构
同互变异构
分
异(丁烷型) 对位交叉,邻位交叉,部分重叠,全重叠。
构象异构
构环已烷椅式构象,船式构象,扭船式构象。
顺式
立体异构顺反异构(也可用Z/E表示法)
反式
右旋体(等量混合)
构型异构外消旋体
对映异构左旋体
分子内对映体内消旋体
旋光异构
差同异构体
非对映体端基异构体
其他

目前,旋光异构已成为研究有机立体化学的一个重要方面,它对天然有机物
结构和生理性能的阐明、有机反应历程的深入研究等都起着重要的作用。本章仅
对旋光异构的有关基本内容作一些讨论。

物质的旋光性 Optical Activities of Substances

在讨论旋光异构现象之前,先简述偏振光、旋光度、比旋光度等基本概念。

偏振光 Polarized Light

光是一种电磁波,它的振动方向与前进方向相垂直。普通光可在垂直于它的
传播方向的各个不同的平面上振动(如图 6-1)。图内的双箭头表示光可能的振动
方向,中心圆点表示光的前进方向。如果让普通光通过一个特制的 Nicol 棱镜或
人造偏振片,一部分光线被阻挡,只有在与棱镜晶轴平行的平面振动的光线才能
通过,这种通过 Nicol 棱镜后的光线称为平面偏振光(plane-polarized light), 简
称偏振光或偏光(如图 )。
偏振光
尼科尔棱镜
普通光线的普通光
振动平面
图普通光通过 Nicol 棱镜产生偏振光示意图

当偏振光通过某种介质时,有的介质对偏振光没有作用,即透过介质的偏振
光仍在原方向上振动,如水、乙醇、乙醚等物质对偏振光没有影响;而有的介质
却能使偏振光的振动方向发生旋转,如乳酸、苹果酸溶液等则对偏振光有影响,
能使偏振光向左或向右偏转一定角度( 如图 )。这种能使偏振光的振动平面偏
转一定角度的物质称为旋光性物质或光学活性(optical activity)物质。具有旋光
性的物质叫做旋光性物质或光学活性物质。
α
非旋光性物质旋光性物质

偏振光同向偏振光偏