光学活性与对映异构体

有机化学

1. 物质使平面偏振光发生偏转，向左偏转的称为“左旋”，标记为“（-）”；向右偏转的称为“右旋”，标记为“（+）”。
2. 与其镜像不能互相重合的分子和这个镜像之间的关系称为互相对映关系；互相对映的两个化合物称为对映异构体；这类化合物分子称为手性分子。

分子的对称性

1. 对称轴：
   一个分子中若存在一条对称轴，使分子旋转角度为（2π/n）时，该分子形象不变，则把这条对称轴标记为C_n 。
2. 对称面：
   对称面是指能将分子分开成互为镜像的两半的平面。

手性碳原子与对映异构

1. sp³杂化的C原子是多数有机分子具有手性的结构基础。
2. 连有四个不同基团的sp³杂化的C称为手性碳原子。只有一个手性碳原子的分子必定存在两个不能重合的构型，互称为对映异构体。
3. 对映异构体的物理和化学性质相同，只是旋光活性方面存在差异。（一个使右旋，一个使左旋，比旋光度的绝对值相等。）
4. 将一对对映异构体等量混合后，最后测得的比旋光度为零。这种对映异构体的等量混合物称为外消旋体。

Fischer投影式

1. 将一个四面体碳原子置于纸平面上，用“十”字的交叉表示（不写出），“横”连接的两个基团表示在纸外，“竖”连接的两个基团表示在纸内。
2. 规定：将碳链的链头（0号位）置于Fischer投影式上方，链尾置于下方，氢原子置于横线方向。（竖内）

手性碳原子的R、S构型

1. 规定：对手性碳原子所连接的四个不同原子或基团按照持续规则排序，将排在④号的基团置于最远处，根据另三个基团的排列顺序——若为顺时针，则命名“R”构型；若为逆时针则命名“S”型结构。
2. 左右手法则：
   用拇指指向排序最后的基团，尝试将其他手指按另三个基团的顺序握拳。
   若左手能做到，则为S构型；
   若右手能做到，则为R构型。

3. 若分子以Fischer投影式形式给出，则利用纸面分析法判断：
   (1) 确定手性碳原子上的基团的排列次序；
   (2) 当④号基团在竖线时，根据另外三个基团——顺时针为R构型、逆时针为S构型；
   (3) 当④号基团在横线时，根据另外三个基团——顺时针为S构型、逆时针为R构型。
   记住：横逆R

4. 注：R、S构型和旋光性无特定关系。

含有两个及两个以上手性碳原子的手性分子

1. 含有n个手性碳原子的分子有2ⁿ个构型异构体。
2. 当含有两个或以上手性碳原子时，将出现“非对映异构体”，即指那些不互为镜像的立体异构体。
3. 当两个手性碳原子相同时，构型异构体数目将会减少。
4. 若分子中存在对称面，则不是手性分子，而是内消旋体（一个S构型C，一个R构型C）。
5. 若通过一个手性碳原子，有一个对称面，则称这个C为假手性碳原子。

环状化合物的构型异构问题

1. 多数情况下，二取代环烷烃存在顺反异构和旋光异构。
2. 手性碳原子可以通过通过该C将环上全部C均分成两半，看这两部分分子是否完全相同来判断。若相同，则不是手性碳原子。
3. 对于取代环烷烃，使用R、S构型来命名手性碳原子更合适，如果不是手性取代（对位取代可能不是），则使用顺式（cis-）或反式（trans-）。

不含手性碳原子的手性分子

1. 与碳相似，氮、磷、硫可以sp³杂化，如果将孤对电子看作一个取代基，也能形成手性氮原子、手性磷原子；虽然硫sp³杂化后有两对孤对电子，但硫可以利用3d轨道城建，从而形成高于+2价的手性分子。
2. 丙二烯分子中心的碳原子sp杂化，两个双键互相垂直，使得丙二烯头尾两端的四个取代基处于互相垂直的平面。如果同一端的取代基不相同，则该化合物成为手性分子。
   类似的还有螺环化合物，环外双键化合物，都是两对取代基处于相互垂直的平面上。
3. 二取代联萘一般都是手性分子，而联苯需要判断。

潜手性中心与潜手性面

1. 对于一些亚甲基碳原子，如果上面的一个氢原子被取代，得到一种构型的手性分子（S/R）；另一个氢原子被取代，得到其对映异构体（R/S），则称这样的亚甲基碳原子为潜手性中心，也称潜手性碳原子，与其相连的氢称为潜手性氢原子。若一个氢被取代得到R构型产物，记为H_R；反之，记为H_S。
2. 酶可以识别潜手性面和潜手性中心。
3. 羰基的上下两个面进行取代并非等价，称这样的平面为潜手性面。