没有统一的公式.如果从数学上排列组合来说,
有一个手性碳原子就有两个立体异构体,N个手性碳原子的化合物立体异构体数目应该是2的N次方.但要注意内消旋体的情况.内消旋体是指如果分子中有两个相同的手性中心,而它们的旋光性正好相反,分子就没有立体异构体了.如图,(2R,3R)-酒石酸和(2S,3S)-酒石酸是一对立体异构体,
但(2R,3S)-酒石酸和(2S,3R)-酒石酸是同一化合物,即所谓的内消旋体.(不好意思,在家里网慢图片插不上去.去找一本有机化学书吧,都是这个例子.)因此,对于有不同手性中心的化合物,立体异构体数目应该是2的N次方.对于有相同手性中心的化合物,由于可能有内消旋体的存在,
立体异构体数目可能减少.至于是否真有内消旋体存在,以及内消旋体存在多少个,就要具体情况具体分析了.
扩展资料
由分子中原子在空间上排列方式不同所产生的异构体,它可分为顺反异构体,对映异构体和构象异构体三种,也可分为对映异构体和非对映异构体两大类。
立体异构体属于同分异构体的一种。分子中原子或原子团互相连接次序相同,但空间排列不同而引起的异构体称为立体异构体,有两类立体异构体。因键长、键角、分子内有双键、有环等原因引起的立体异构体称为构型异构体(configuration stereo-isomer)。
一般来讲,构型异构体之间不能或很难互相转换。仅由于单键的旋转而引起的立体异构体称为构象异构体(conformational stereo-isomer),有时也称为旋转异构体(rotamer)。由于旋转的角度可以是任意的,单键旋转360°可以产生无数个构象异构体,
通常以稳定的有限几种构象来代表它们。在书写同分异构体时,可以不写构象异构体。
参考资料来源:百度百科-立体异构体
1、同分异构体的种类
(1)碳架异构(指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构);(2)位置异构(指官能团或取代基在碳架上的位置不同而造成的异构);(3)类别异构(指有机物分子中的官能团不同或有机物类别不同而造成的异构,也叫官能团异构)。
2、几类同分异构体
(1)cnh2n:(n≥3)烯烃和环烷烃;(2)cnh2n-2:(n≥3)二烯烃和炔烃;(3)cnh2n+2o:(n≥2)饱和一元醇和饱和一元醚;(4)cnh2no:(n≥2)饱和一元醛、烯醇和环氧烷;(n≥3)饱和一元酮;(5)cnh2no2:(n≥2)饱和一元羧酸、饱和一元羧酸饱一元醇酯;(6)cnh2n+1o2n:(n≥2)氨基酸、硝基化合物和亚硝酸酯;(7)cnh2n-6o:(n≥7)酚、芳香醇和芳香醚。
3、几种特殊的同分异构体
(1)c8h8:苯乙烯和立方烷;(2)c8h10:乙苯和邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯;(3)c6h12o6:葡萄糖和果糖;(4)c11h22o11:蔗糖和麦芽糖;(5)ch4on2:尿素[co(nh2)2]和氰酸铵[nh4cno]
4、同分异构体书写规律
(1)烷烃(只可能存在碳链异构),书写时应注意全而不重。规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘两碳,乙基安;二甲基,同、邻、间;不重复,要写全。
(2)具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酮等,它们有官能团位置异构、类别异构、碳架异构,书写要按顺序考虑。一般情况是:位置异构→碳架异构→类别异构。
(3)芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。
5、判断同分异构体数目的常见方法和思路:
(1)基团连接法:将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。如:丁基有四种,丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种:戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基连接物)也分别有四种。再如:c9h12的芳香烃(可看作一价苯基跟丙基、二价苯基跟一个甲基和一个乙基、三价苯基跟三个甲基连接而得)共有8种。
(2)换位思考法:将有机物分子中的不同原子或基团换位进行思考。
如:乙烷分子中共有6个h原子,若有一个氢原子被cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的cl看作h原子,而h原子看成cl原子,其情况跟一氯乙烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。同理:二氯乙烷有二种结构,四氯乙烷也有二种结构。又如:二氯苯有三种,四氯苯也有三种。
(3)等效氢原子法(又称对称法):分子中等效氢原子有如下情况:①分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效。如新戊烷(可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得),其四个甲基等效,各甲基上的氢原子完全等效,也就是说新戊烷分子中的12个h原子是等效的。③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时,物与像的关系)上的氢原子是等效的。如
分子中的18个h原子是等效的。
旋光异构体又称对映异构体,对掌异构物、光学异构物、镜像异构物或对映异构体,不能与彼此立体异构体镜像完全重叠。
如果从数学上排列组合来说,有一个手性碳原子就有两个立体异构体,N个手性碳原子的化合物立体异构体数目应该是2的N次方.
但要注意内消旋体的情况.内消旋体是指如果分子中有两个相同的手性中心,而它们的旋光性正好相反,分子就没有立体异构体了.