主要内容

一、旋光异构中的一些基本概念

1.平面偏振光与旋光性

通过尼科尔（Nicol）棱镜，能够获得只在一个平面上振动的光，这样的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。若把偏振光透过一些物质，能使偏光的振动平面旋转一定的角度。这种能使偏光振动平面旋转的性质称为物质旋光性。具有旋光性的物质称为旋光物质或光学活性物质。能使偏光振动平面向右旋转的物质称为右旋体，反之为左旋体；旋转的角度称为旋光度，通常用α表示。

2.手性与手性分子

在左旋和右旋异构体分子中，原子在空间排列的方式是不对称的，它们彼此互为镜像，不能重叠。就像一个人的两只手，看起来完全一样，但却不能完全重合在一起。如果把一个人的左手看成一件实物，它的右手就像是左手的镜像，因此，人们把某些物质具有其实物和镜像不能完全重合的特性叫做手征性或简称手性。具有手性的分子称为手性分子。如乳酸分子：

这两种乳酸具有实物与镜像的关系，它们是对映异构关系，属于构型异构中的一种。乳酸分子的中心碳原子与四个不同的原子或基团相连接是不对称碳原子，通常用星号（*）标出。由于含一个不对称碳原子的化合物具有手性与其特征的中心碳原子有关，因此，把这个特征碳原子称为手性中心，而把不对称碳原子称为手性碳原子。

3.外消旋体与内消旋体

等量的左旋和右旋对映异构体混合在一起，它们的旋光度相等但方向相反，旋光相抵消而导致旋光性消失，形成了外消旋体。如果一个分子中含有两个相同手性碳原子，但构型相反，即相反的旋光方向，分子的两个半部互为实物与镜像的关系，从而使分子内部旋光性互相抵消的光学非活性化合物称为内消旋体，用meso表示。

二、对映异构体的表示方法

1.楔形透视式

楔形透视式表示法是将手性碳原子置于纸面，两条细实线表示处于纸面，一条楔形实线表示伸向纸面前方，一条楔形虚线表示伸向纸面后方。

2.费歇尔投影式

费歇尔（Fischer）投影式是一种用平面形式来表示具有手性碳原子分子的立体模型的式子，是表达立体构型常用的一种方法，是一种人为规定的投影书写方式，它的书写规则如下：

①画出十字交叉线，十字交叉线的中心交点表示手性碳原子；

②将碳链放在竖直方向，其他支链和取代基写在横向上；

③竖直的键表示指向纸平面的后方，横键表示指向纸平面的前方。

以乳酸为例：

三、对映异构体构型的标记方法（R/S构型标记法）

R/S构型标记法（命名法）不用任何参照物便可以用来标记所有手性碳原子的构型，所以也被称为绝对构型标记法。该标记法的要点如下：

①根据“次序规则”，将连在手性碳原子上的4个原子或基团按由大到小的顺序排列；

②观察者将最小编号的原子或基团放在距离视线最远处，沿着手性碳原子和最小的原子或基团的键轴方向观察；

③余下的3个原子或基团由大到小若按顺时针排列，该手性碳原子为R构型；若逆时针排列，则是S构型。例如：

4个基团由大到小的顺序是：a>b>c>d，将d放在最远处，沿着C—d键轴方向观察，其余的3个基团由a→b→c，是顺时针顺序排列，则Ⅰ是R型；而Ⅱ中，a→b→c是逆时针顺序排列，则是S型。

这里应指出，R和S只代表构型，与旋光方向无关，即R构型不一定是右旋的，同样，S构型不一定是左旋的。

四、不含手性碳原子化合物的对映异构

1.丙二烯型化合物和螺环化合物

丙二烯是累积二烯烃，中间碳原子是sp杂化，两个π键互相垂直，因此C1和C3上连着的4个基团两两在相互垂直的平面上。当丙二烯两端碳原子上连接两个不同的基团时，分子就没有对称面和对称中心，就具有手性。

当丙二烯分子的任何一端或两端的碳原子上连有相同的取代基时，这些化合物就存在对称面，因此就不具有旋光性了。

与取代丙二烯相类似，化合物分子中含有互相垂直的平面骨架，当其两端分别连有不同基团时，就可能形成手性分子而有对映异构体。如螺环化合物，

2.单键旋转受阻的联苯型化合物

联苯的4个α-位上引入体积较大的取代基时，两个苯环围绕中间单键的旋转受到阻碍，限制了它们处在同一平面上，而必须有一定的角度；再加上同环的2个α-位上的取代基不相同时，分子就没有对称面和对称中心，就可能有手性。