立體異構(Stereoisomerism),又稱空間異構,是一種化學現象,發生在具有相同構造的分子中,是指分子的構造相同、分子中各原子或原子團在空間的排列方式不同而造成的異構現象;立體異構涵蓋了構象異構、順反異構和對映異構等多種類型。立體異構也稱為旋光異構或光學異構,與化合物的旋光性具有密切關系。
立體異構的異構體中,分子中的原子或原子團雖然連接次序相同,但它們在空間的排列方式卻各有差異,從而導致了同分異構現象的產生。通常,我們將原子或原子團在三維空間中的特定排列方式稱為構型,值得注意的是,盡管立體異構體的分子式和結構式相同,但它們的構型卻各不相同。
根據排列方式的不同,立體異構一般可以分為三類:幾何異構(即順反異構)、旋光異構(也稱為光學異構或對映異構)以及構象異構。
概述
以前將立體異構劃分為幾何異構、旋光異構和構象異構三類,但較好的分類是將其分為對映異構和非對映異構兩類,其中非對映異構又包括順反異構(即幾何異構)和構象異構。
分類
立體異構分為幾何異構(順反異構)、旋光異構、構象異構三類。
幾何異構
在有雙鍵或小環結構(如環丙烷)的分子中,由于分子中雙鍵或環的原子間的鍵的自由旋轉受阻礙,存在不同的空間排列方式而產生的立體異構現象,又稱順反異構。
旋光異構
又稱為手性異構,任何一個不能和它的鏡像完全重疊的分子就叫做手性分子,它的一個物理性質就是能使偏振光的方向發生偏轉,具有旋光活性。
構造相同的分子,如使其一平面偏振光向右偏轉,另一側向左。則兩種互為光學異構體。(所謂光學異構體指分子結構完全相同,物理化學性質相近,但旋光性不同的物質)
構象異構
構造式相同的化合物由于單鍵的旋轉,使連接在碳上的原子或原子團在空間的排布位置隨之發生變化產生的立體異構現象。
能發生立體異構現象的化合物稱作立體異構體,包括幾何異構體、旋光異構體和構象異構體。幾何異構體和旋光異構體能分離開來,構象異構體可以通過單鍵旋轉而互變,通常無法分離,但當圍繞單鍵旋轉障礙很大時,這類異構體也是可以分離的。
廣義分類方法
近年來,國外的教科書和科技文獻、專著都提出了一個更新的分類方法。即把立體異構體簡單的分類為對映異構體和非對映異構體兩類。這是一個廣義的,比過去更為令人滿意的立體異構分類方法:
(1)對映異構體僅由手征產生,而非對映異構體則由手征和順反異構產生
(2)手征體系可屬于對映體也可屬于非對映體,而順反異構體則是非對映體,決不可能是對映體(除非也含有手征體系)
參考資料 >