第6章　分子的手性和对映异构

立体化学是从三维空间的角度来研究分子的结构和性能。分子的手性和对映异构是立体化学中重要的研究对象。本章主要介绍立体化学的基础知识，学习如何判断旋光异构体的存在，掌握旋光异构体的构型表示方法、性质异同及分离方法，并简单了解自由基取代反应中涉及的立体化学。掌握手性和对映异构知识，对于研究有机化学反应的机理、阐明有机化合物的结构与其生理功能的关系等有重要意义。本章的内容将为今后学习和研究糖、氨基酸、蛋白质、酶以及核酸等有机分子的结构和功能奠定必要的立体化学基础。

同分异构是有机化学中极为普遍的现象。具有相同的分子式，但结构不同的化合物称为同分异构体，简称异构体。异构体大体上可分为构造异构和立体异构。

构造异构（constitutional isomerism）是指分子中原子或原子团的连接方式或顺序不同而产生的异构现象，包括碳链异构、位置异构、官能团异构和互变异构等。例如，正戊烷和新戊烷为构造异构中的碳架异构，乙醇和甲醚为官能团异构，异丙醇和正丙醇为官能团位置异构，1-丙烯-2-醇和丙酮为互变异构。以上所述异构现象均属于构造异构。

立体异构是指具有相同的分子式，原子的连接方式和次序也相同，但原子在空间排列方式不同所引起的异构现象。立体异构可分为构象异构和构型异构。构型异构又可进一步分为顺反异构和对映异构（也称为旋光异构）等。构型异构与构象异构的区别是：构型异构体的相互转化需要断裂化学键，室温下可以得到单一的构型异构体；而构象异构体的相互转化无须断裂化学键，仅仅通过旋转碳-碳单键即可完成，且室温下无法分离。在烷烃（第2章）和烯烃、炔烃和二烯（第4章）中已经介绍了构象异构和顺反异构的概念。构象异构是由于碳-碳单键的旋转而导致分子中原子或原子团在空间排列方式的不同所产生的异构现象，如乙烷分子的交叉式和重叠式构象。顺反异构是由于共价键（主要是双键）的旋转受到阻碍或者环的翻转受限所产生的异构现象，如顺-2-丁烯与反-2-丁烯以及顺-1，2-二甲基环丙烷与反-1，2-二甲基环丙烷。本章主要讨论对映异构现象。