酸。因构型和旋光方向是两个不同的概念。构型是表示手性碳原子上四个不同的原子或原子团在空间的排列方式，而旋光方向是指旋光物质使偏振光振动方向旋转的方向。
3、含两个手性碳原子的化合物 （1）含两个不相同手性碳原子的化合物
2，3，4 – 三羟基丁醛，分子中具有两个不相同的手性碳原子。2号位手性碳原子连接的4个原子或基团分别是–OH、–CHO、–CH（OH）CH2OH、–H，而3号位手性碳原子连接的4个原子或基团分别是–OH、–CH（OH）CHO、–CH2OH、–H。这是两个不同的手性碳原子。由于每一个手性碳原子有两种构型，因此该化合物应有4种构型。它们的4个光学异构体的费歇尔投影式表示如下：
D-（－）-赤藓糖 L-（+）-赤藓糖 D-（－）-苏阿糖 L-（+）-苏阿糖 （2R，3R）-赤藓糖 （2S，3S）-赤藓糖 （2S，3R）-苏阿糖 （2R，3S）-苏阿糖
由上可知，含一个手性碳原子的化合物，有两个光学异构体；含两个不相同手性碳原子的化合物，有4个光学异构体。依此类推，含有n个不相同手性碳原子化合物的光学异构体的数目应为2 n个，组成对映体的数目则有2 n
－1
CHO H H OH OH CH2OH
HO HO CHO
H H CH2OH
HO H CHO
H OH CH2OH
H HO CHO
OH H CH2OH
对。
含两个手性碳原子的光学异构的构型，通常是用R、S构型标示方法，分别表示出手性碳原子的构型。对于费歇尔投影式，可直接按a→b→c划圆方向，标示手性碳原子的R、S构型。例如：
COOH H Cl COOH
COOH Cl H
COOH Cl H
H COOH
Cl COOH
HO H OH HO H H OH H
2R，3S 2S，3R 2S，3S 2R，3R
（2）含两个相同手性碳原子的化合物
2，3 – 二羟基丁二酸（洒石酸），因第三碳原子和第二碳原子上连接的4个原子或基团，都是–OH、–COOH、–CH（OH）COOH、–H，，所以洒石酸是含两个相同手性碳原子的化合物。它和含两个不相同手性碳原子的四碳糖不同，只有三种构型。因其中赤型特征的分子，有对称面和对称中心，这两个手性碳原子所连接基团相同，但构型正好相反，因而它们引起的旋光度大小相等，方向相反，恰好在分子内部抵消，所以不显旋光性。 COOH COOH COOH
HO H H OH COOH
H HO OH H
H H OH OH COOH
COOH
COOH
COOH
D –（－）– 酒石酸 L –（+）– 酒石酸 meso – 酒石酸 2S，3S 2R，3R 2R，3S
像这种分子中虽有手性碳原子，但因有对称因素而使旋光性在内部抵消，成为不旋光的物质，称为内消旋体。内消旋体和对映体的纯左旋体或右旋体互为非对映体，所以内消旋体和左旋体或右旋体，除旋光性不同外，其它物理性质和化学性质都不相同。
由此可见，分子中有无手性碳原子不是判断分子有无旋光性的绝对依据。分子有旋光性的绝对依据是其具有手性。有些化合物，虽然不含有手性碳原子，但由于它有手性，也可以是光学活性物质。
内消旋体和外消旋体是两个不同的概念。虽然两者都不显旋光性，但前者是纯净化合物，后者是等量对映体的混合物，它可以用化学方法或其它方法分离成纯净的左旋体和右旋体。
（三）构象异构
由于原子或基团绕键轴旋转，引起碳原子上所结合的不同原子或基团的相对位置发生改变而产生若干种不同的空间排列方式，称为构象。描述构象，一般用纽曼投影式表示。它是选取分子中两个相连的原子，通过其连线对分子进行投影所得的。如乙烷的典型构象有：
这两种构象中，交叉式的位能比重叠式低11.7 kJ/mol。
正丁烷分子中，有三个C—C σ 键可以旋转，若选择C2—C3单键旋转，可产生四个极限构象：
四种极限构象的稳定性次序为：全交叉式 ＞ 斜交叉式 ＞ 部分交叉式 ＞ 全重叠式。
但它们之间的位能相差不大，常温时可以相互转变，达到动态平衡。
环已烷也存在椅式和船式两种构象。在环已烷的构象中，最稳定的构象是椅式构象，在椅式构象中，所有键角都接近正四面体键角，所有相邻两个碳原子上所连接的氢原子都处于交叉式构象。
环已烷的船式构象比椅式构象能量高。因为在船式构象中存在着全重叠式构象，氢原子之间斥力比较大。另外船式构象中船头两个氢原子相距较近，约183 pm，小于它们的范德华半径之和240 pm，所以非键斥力较大，造成船式能量高。
在环已烷的椅式构象中，12个碳氢键分为两种情况，一种是6个碳氢键与环已烷分子的对称轴平行，称为直键，简称a键。另一种是6个碳氢键与对称轴成109度的夹角，称为平键，简称e键。环已烷的6个a键中，3个向上3个向下交替排列，6个e键中，3个向上斜伸，3个向下斜伸交替排列。
H H
H H H H H H H H
H H
在环已烷分子中，每个碳原子上都有一个a键和一个e键。两个环已烷椅式构象相互转变时，a键和e键也同时转变，即a键变为e键，e键变为a键。
环已烷的一元取代物有两种可能构象，取代a键或是取代e键，由于取代a键所引起的非键斥力较大，分子内能较高，所以取代e键比较稳定。甲基环已烷的优势构象为：
当环已烷分子中有两个或两个以上氢原子被取代时，在进行构象分析时，还要考虑顺反构型问题。但就能量而言，不论两个取代基相对位置如何（1，2位、1，3位或1，4位），取代基连在e键上总是能量最低。二元取代物有反–1，2–，顺–1，3–和反1，4– 三种具有稳定
H
H H H H
H CH3 H H
H H H
H H
H H H H H H H H
H H
H
H H H H
H H H H
H H H
构象的顺、反异构体。二甲基环已烷各种异构体的优势构象为：
CH3 CH 3 CH CH 3 CH
33 CH3
根据构象分析得知，当环上有不同取代基时，基团最大的取代基连在e键上最稳定，这种构象属于优势构象。对多取代基的环已烷，e键上连的取代基越多越稳定 ，所以e键上取代基最多的构象是它的优势构象。
【典型例题】
例1、指出下列化合物哪些具有旋光性。
分析：分子的手性特征是其具有旋光性的充分和必要条件。此题主要是判断分子是否具
有手性。（1）含有一个C*。含有一个C*的化合物一定具有旋光性。（3）尽管不含C*，但每个苯环的邻位上有两个体积较大的基团存在，因而阻碍了连接两个苯环的单键的自由旋转，使整个分子没有对称面和对称中心，故是一个手性分子，具有旋光性。（5）、（6）中两个双键（或两个环）所在平面相互垂直，整个分子没有对称面和对称中心，因此是手性分子，具有旋光性。
解：（1）、（3）、（5）、（6）具有旋光性。
例2、写出下列化合物的立体异构，并指出异构体之间的关系（顺反异构、对映异构、非对映异构）。
（1）1，3 – 二甲基环已烷 （2）1，4 – 二甲基环已烷 （3）3 – 氯 – 1 – 戊烯 （4）4 – 氯 – 2 – 戊烯
分析：先写出顺反异构体，再判断各异构体是否具有手性，有手性的分子存在对映体。 解：（1）因顺式结构中存在对称面，所以分子不具有手性；而反式异构体不存在对称面或对称中心，所以具有手性，故它存在对映异构体，所以共可写出三个立体异构。其中①与②③是顺反异构，②与③是对映异构。
（2）①与②是顺反异构。顺、反异构体都存在对称面，故分子无手性，不存在对映体。
（3）①与②是对映异构。
（4）①与②、③与④是对映异构；①与③、②与④是顺反异构；①与④、②与③是非对映异构
1
COOH
H HO 2 例3、确定化合物 H 3 C 3 H 的名称。
分析：该化合物含两个手性碳原子（*C2与*C3），命名时需分别确定C2和C3的构型，因此可分成两部分考虑。
COOH
HO 2 H
CH3
4
COOH
*C2部分： CHCOOH
–OH＞–COOH＞–CHCOOH＞–H
优先次序：
CH 3
H不在下端用②法可确定 *C2构型为S型。
CH(OH)COOH
3 CH3 H