立体化学基础
第五章 立体化学基础（手性分子）
一、选择题
1．下列化合物具有旋光性的是( )。
CH 2OH
HO H
2OH
3
H
A ．
B ．
C ．
D ．
3
3COOH
H
2．3-氯-2,5-二溴己烷可能有的对映体的个数是( )。 A ．3对 B ．1对 C ．4对 D ．2对
3．下列羧酸最稳定的构象是( )。
COOH
CH 3H 3C H 3C
COOH
CH 3A ．B ．
C ．
D ．
4．下列化合物构型为S 型的是( )。
A ．
B ．
C ．
D ．CH 3
Br
H
2
CH 3
HO
H 2CH 3
CH 2OH
Cl
H COOH
HO
H 2OH
5．具有手性碳原子，但无旋光活性的是( )。
A.E-1,2-二甲基环丁烷
B.Z-1,2-二甲基环丁烷
C.1,2-二氯丁烷
D.1,3-二氯丁烷
E.1,4-二氯丁烷 6．下列化合物的绝对构型为( )。
COOH H OH
2CH 3
A ．
B ．
C ．
D ．D-L-R-S-型
型型型
7．下列化合物构型为S 型的是( )。
A ．
B ．
C ．
D ．CH 3
Br
H
2
CH 3
HO
H 2CH 3
CH 2OH
Cl
H COOH
HO
H 2OH
8．下列互为对映体的是( )。
H HO COOH H OH COOH
H OH
H COOH H
HOOC
OH H HO COOH OH
H COOH HO
COOH (1)(3)
(4)
(2)(1)(3)(4)(2)(1)(3)(2)和和和和(3)A ．
B ．
C ．
D ．
9．3R ，4R-3，4-二苯基戊酸的最稳定构象是( )。
A ．
B ．
C ．
D ．
3
C 6H 5
6H 5
HOOCH 2
3
C 6H
6H 5
3
C 6H H C 6H
65
H 3H C 6H
10．下列分子没有手性的是( )。
A ．顺-1-甲基-3-乙基环戊烷
B ．反-1-甲基-3-乙基环戊烷
C ．顺-1-甲基-2-乙基环丙烷
D ．反-1-甲基-3-乙基环丁烷 11．下列化合物的Newman 式对应的费歇尔投影式为( )。
CH 2Cl H OH 2Cl
H OH
A
．B ．C ．D ．2ClH 2CH 2Cl
HO
H 2Cl
HO
H CH 2Cl
HO H
2Cl H OH
CH 2Cl
H OH 2Cl
HO H
12．下列化合物的立体异构体数目为( )。
CH 2CH=CHCH 3
H OH 3H
OH
A ．4
B ．8
C ．16
D ．32 二、 是非题
1．凡是有其镜像的分子都是手性分子。 ( ) 2．对映异构体的比旋光度应大小相等、旋光方向相反。 ( ) 3．手性分子中必定含有手性碳原子。 ( ) 4．含有一个手性碳的分子一定是手性分子。 ( ) 5．含有两个手性碳原子的分子也一定是手性分子。 ( ) 6．手性分子与其镜像互为对映异构体。 ( ) 7．没有手性碳原子的的分子一定是非手性分子，必定无旋光性。 ( ) 8．光学异构体的构型与旋光方向无直接关系。 ( ) 9．对映异构体可通过单键旋转而相互重合。 ( ) 10．如果一个化合物没有对称面，它必然是手性的。 ( ) 三、推导结构
某链状化合物A 的分子式为C 5H 9Cl ，有旋光性，经催化加氢后得到B ，B 仍有旋光性。试写出A 和B 的可能的结构式。
四、计算题
20。C时，用钠光灯光源测得1L含50克果糖的水溶液的旋光度为-4.64。，计算其比旋光度。
(李兆楼编)
立体化学基础
第五章 立体化学基础（手性分子） 一、选择题 1．下列化合物具有旋光性的是( )。 CH 2OH HO H 2OH 3 H A ． B ． C ． D ． 3 3COOH H 2．3-氯-2,5-二溴己烷可能有的对映体的个数是( )。 A ．3对 B ．1对 C ．4对 D ．2对 3．下列羧酸最稳定的构象是( )。 COOH CH 3H 3C H 3C COOH CH 3A ．B ． C ． D ． 4．下列化合物构型为S 型的是( )。 A ． B ． C ． D ．CH 3 Br H 2 CH 3 HO H 2CH 3 CH 2OH Cl H COOH HO H 2OH 5．具有手性碳原子，但无旋光活性的是( )。 A.E-1,2-二甲基环丁烷 B.Z-1,2-二甲基环丁烷 C.1,2-二氯丁烷 D.1,3-二氯丁烷 E.1,4-二氯丁烷 6．下列化合物的绝对构型为( )。 COOH H OH 2CH 3 A ． B ． C ． D ．D-L-R-S-型 型型型 7．下列化合物构型为S 型的是( )。 A ． B ． C ． D ．CH 3 Br H 2 CH 3 HO H 2CH 3 CH 2OH Cl H COOH HO H 2OH 8．下列互为对映体的是( )。 H HO COOH H OH COOH H OH H COOH H HOOC OH H HO COOH OH H COOH HO COOH (1)(3) (4) (2)(1)(3)(4)(2)(1)(3)(2)和和和和(3)A ． B ． C ． D ． 9．3R ，4R-3，4-二苯基戊酸的最稳定构象是( )。
3立体化学参考答案.
第六章 立体化学 （参考第三章立体化学基础） 6.2 下列化合物中，哪个有旋光异构？标出手性碳，写出可能有的旋光异构体的投影式，用R ，S 标记法命名，并注明内消旋体或外消旋体。 a. 2－溴代－1－丁醇 b. α,β－二溴代丁二酸 c. α,β－二溴代丁酸 d. 2－甲基－2－丁烯酸 参考答案： a.CH 2CH 2CH 2CH 3 OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b.HOOCCH CH Br COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S )( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br a.CH 2CH 2CH 2CH 3 OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b.HOOCCH CH COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S ) ( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br a.CH 2CH 2CH 2CH 3OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3 ( R ) ( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b. HOOCCH CH Br COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S )( 2R,3R ) COOH Br H CH 3H Br d. CH 3C=CHCOOH CH 3 ( 无 ) 6.3 可待因是有镇咳作用的药物，但有成瘾性，其结构式如下，用*标出分子中的手性碳原子，理论上它可有多少旋光异构体？ 参考答案：有5个手性碳原子 O HO OCH 3 N CH 3 * * * ** 理论上它可有25=32个旋光异构体 6.5 分子式是C 5H 10O 2的酸，有旋光性，写出它的一对对映体的投影式，并用R,S 标记法命名。 参考答案： COOH H CH 3 CH 2CH 3 ( R ) COOH H 3C H CH 2CH 3( S ) C 5H 10O 2
高中化学竞赛第16讲立体化学基础
a b c a b c a b c a d c a b c c d c H H C = CH CH C 顺 – 2 – 丁烯 H CH C = CH H C 反 – 2 – 丁烯 第16讲 立体化学基础 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。手性异构。endo -和exo -。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同。 如： 顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有 两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。 如： 系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； （2）同位素质量数大的优先，如D ＞H ； （3）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； （4）重键，如： 分别可看作： （5）当取代基的结构完全相同，只是构型不同时，则R ＞S ，Z ＞E 。 常见基团排序如下： –I ＞–Br ＞–Cl ＞–SO 2R ＞–SOR ＞–SR ＞–SH ＞–F ＞RCOO –＞–OR ＞–OH ＞–NO 2＞NR 2＞–NHCOR ＞–NHR ＞–NH 2＞–CCl 3＞–COCl ＞–COOR ＞–COOH ＞RCO –＞–CHO ＞–CR 2OH ＞–CHROH ＞–CH 2OH ＞–C 6H 5＞ –C ≡CH ＞–CR 3＞–CH=CH 2＞–CHR 2＞–CH 2R ＞–CH 3＞–D ＞–H ＞未公用电子对 按次序规则可以对下列化合物进行标记： (2Z ，4E) – 庚二烯 对于环状化合物，由于环的存在阻止了碳碳单键的 自由旋转，所以也有顺反异构体。 （二）对映异构 1、分子的对称性、手性与旋光性 （1）分子的对称因素：对称因素可以是一个点、 一个轴或一个面。 对称面：把分子分成互为实物和镜像关系两半的假想平面，称为对称面。 对称中心：分子中任意原子或原子团与P 点连线的延长线上等距离处，仍是相同的原子或原子团时， H 3C CH 2C H C = 3) C H H C = 3 C 2 3 1 H C = CH 2CH 3 C 425 7 CH 3 CH 3 H H 顺 –1，4 – 二甲基环乙烷 CH 3 H CH 3 H 反 –1，4 – 二甲基环乙烷
【高中化学奥林匹克竞赛辅导资料】第十七章 立体化学基础
1 第十七章 立体化学基础 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。手性异构。endo -和exo -。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个 原子所连二基团或原子不同。 如： a b c a b c a b c a d c a b c c c
2 顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。如： 系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； （2）同位素质量数大的优先，如D ＞H ； （3）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； （4）重键，如： H H C = CH 3 CH 3 C 顺 – 2 – 丁烯 H CH 3 C = CH 3 H C 反 – 2 – 丁烯 H 3C CH 2CH 3 C = 3)2 C
北京市一零一中学高中化学竞赛 第16讲 立体化学基础
a b c a b c a b c a d c a b c c d c H H C = CH CH C 顺 – 2 – 丁烯 H CH C = CH H C 反 – 2 – 丁烯 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。手性异构。endo - 和exo -。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化 学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异 构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同。 如： 顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有 两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。 如： 系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； （2）同位素质量数大的优先，如D ＞H ； （3）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； （4）重键，如： 分别可看作： （5）当取代基的结构完全相同，只是构型不同时，则R ＞S ，Z ＞E 。 常见基团排序如下： –I ＞–Br ＞–Cl ＞–SO 2R ＞–SOR ＞–SR ＞–SH ＞–F ＞RCOO –＞–OR ＞–OH ＞–NO 2＞NR 2＞–NHCOR ＞–NHR ＞–NH 2＞–CCl 3＞–COCl ＞–COOR ＞–COOH ＞RCO –＞–CHO ＞–CR 2OH ＞–CHROH ＞–CH 2OH ＞–C 6H 5＞ –C ≡CH ＞–CR 3＞–CH=CH 2＞–CHR 2＞–CH 2R ＞–CH 3＞–D ＞–H ＞未公用电子对 按次序规则可以对下列化合物进行标记： (2Z ，4E) – 庚二烯 对于环状化合物，由于环的存在阻止了碳碳单键的 自由旋转，所以也有顺反异构体。 （二）对映异构 1、分子的对称性、手性与旋光性 （1）分子的对称因素：对称因素可以是一个点、 一个轴或一个面。 对称面：把分子分成互为实物和镜像关系两半的假想平面，称为对称面。 对称中心：分子中任意原子或原子团与P 点连线的延长线上等距离处，仍是相同的原子或原子团时， H 3C CH 2C H C = CH(CH 3) C H H C = 3 C 2 3 1 H C = CH 2CH 3 C 425 7 CH 3 CH 3 H 顺 –1，4 – 二甲基环乙烷 CH 3 H CH 3 反 –1，4 – 二甲基环乙烷
北京市一零一中学高中化学竞赛 立体化学基础
a b c a b c a b c a c a b c c d c H H CH 3 CH C 顺 – 2 – 丁烯 H C = CH 3 H C 反 – 2 – 丁烯 第１6讲 立体化学基础 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans —、cis —和Z —、E —构型）。手性异构。 endo —和exo —。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中 原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同。 如： 顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有 两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。 如： H 3 C CH 2C C H CH(CH 3 C
系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – ４ – 甲基 – ３ – 已基 – ２ – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （１）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； （２）同位素质量数大的优先，如D ＞H ； （３）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； （４）重键，如： 分别可看作： （５）当取代基的结构完全相同，只是构型不同时，则R ＞S ，Z ＞E 。 常见基团排序如下： –I ＞–Br ＞–Cl ＞–SO ２R ＞–SOR ＞–SR ＞–SH ＞–F ＞RCOO –＞–OR ＞–OH ＞–NO ２＞NR ２＞–NHCOR ＞–NHR ＞–NH ２＞–CCl ３＞–COCl ＞–COOR ＞–COOH ＞RCO –＞–CHO ＞–CR ２OH ＞–CHROH ＞–CH ２OH ＞–C 6H ５＞ –C ≡CH ＞–CR ３＞–CH=CH ２＞–CHR ２＞–CH ２R ＞–CH ３＞–D ＞–H ＞未公用电子对 按次序规则可以对下列化合物进行标记： （２Z ，４E ） – 庚二烯 对于环状化合物，由于环的存在阻止了碳碳单键的 自由旋转，所以也有顺反异构体。 （二）对映异构 １、分子的对称性、手性与旋光性 （１）分子的对称因素：对称因素可以是一个点、 H H C = CH 3 C 2 3 1 H C = H CH 2CH 3 C 4 5 67 CH 3 CH 3 顺 –1，4 – 二甲基环乙烷 CH 3 H 3 反 –1，4 – 二甲基环乙烷
化学竞赛-第十七章立体化学基础
第十七章 立体化学基础 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。手性异构。endo -和exo -。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同。 如： 顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。如： 系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； a b c a b c a b c a d c a b c c d c H H C = CH 3 CH 3 C 顺 – 2 – 丁烯 H CH 3 C = CH 3 H C 反 – 2 – 丁烯 H 3C CH 2CH 3 C = H CH(CH 3)2 C
立体化学习题及解答
第五章 立体化学 一、给出下列化合物名称 1．C CH H CH 3H 2 ； 2. CH 2Cl H 3 ； 3. Cl 3 C H CH 2Br (R)-3-甲基-1-戊烯； (R)-1-氯-2-溴丙烷； (R)-2-氯-1-溴丙烷 4. Cl 2H 5CH 3H ； 5. 3 H 5 ； 6. CH 3CHO H C 3H 7 (S)-2-氯丁烷； (S)-2-氨基丁烷； (R)-2-甲基戊醛 7. 3 ； 8. 9. COOH OH 3HO H H 反-2-甲基环己醇； 顺-1-氯-2-碘环戊烷； (2R,3S)-2,3-二羟基丁酸 10. Cl CH 3 Br C 2H 5H H ； 11. CH CH 2Br C 2H 5 H ； 12. C 2H (2S,3S)-2-氯-3-溴戊烷； (R)-3-溴-1-戊烯； (S)-2-氯丁酸 二、由名称写出结构式： 1．(S)-α-氯代乙苯； 2. (R)-3-甲基-1-戊炔； 3. (R)-2-溴丁烷 C 6H 5CH 3H Cl CH 3 CH C C 2H 5H CH 3Br 2H 5H 4．(S)-2-丁醇 ； 5. (S)-3-氯-1-戊烯； 6. (R)-2-甲基-1-溴丁烷 OH CH 3 2H 5H CH 2 CH CH 3 Cl C 2H 5 CH 2CH 3Br 2H 5H 7．(R)-2-羟基丙酸 ； 8. (2S,3R)-2-溴-3-碘丁烷 COOH OH CH 3 H CH 3CH 3 Br H H I 9．(2R,3R)-2,3-二氯丁烷； 10. (2S,3R)-2,3-二溴戊烷 Cl CH 3Cl CH 3 H H CH 3Br Br 2H 5H H
第五章 立体化学基础
第五章立体化学基础：手性分子 1．将1.5g的旋光物质溶解在乙醇中，配成50ml溶液：（1）假如该溶液在10 cm 旋光仪管中观察旋光度为+2.79°时，求出20℃时的钠光（D线）下的比旋光度；（2）假如上述溶液在5 cm 旋光管中测定，那么测得的旋光度是多少？（3）若将此溶液由50ml稀释到150ml 且在10cm管中进行测定，旋光度又是多少? 2．比旋光度是+40°的某物质，在1分米的旋光管中测得的旋光值为+10°。试问此物质溶液的百分浓度为多少？ 3．判断下列分子是否具有对称中心、对称轴或对称面？ （1）反1,2-二甲基环丙烷（2）环己烷的船式构象（3）乙烷的交叉式构象（4）丁烷的对位交叉式构象（5）乙烷的重叠式构象 4．(S)-(-)-1-氯-2-甲基丁烷二氯代后所得产物的分子式为C5H10Cl12 。试预测能有几种馏分，画出各馏分化合物的结构，各馏分有无旋光性？ 5．分别列举一对互为构造异构体，构象异构体和顺反异构体的实例（用结构式表示）。构象异构体通常能分离吗？ 6．下列分子哪些是手性分子？ 7．将（—）、（+）和内消旋酒石酸三者等量的混合物进行分步结晶，可得到两部分均无旋光性的结晶。哪两部分？ 8．解释下列概念 ⑴手性分子；⑵手性碳原子；⑶对映体；⑷非对映体； ⑸内消旋化合物；⑹外消旋体；⑺旋光性；⑻旋光性化合物。 9．化合物（+）-丙氨酸和（-）-丙氨酸在下述性质方面有哪些异同？ ⑴熔点；⑵密度；⑶折光率；⑷旋光性能；⑸水中溶解度。 10．若测得一蔗糖溶液，旋光度为+90°，怎么能确知它的旋光度不是-270°？ 11．下列化合物，各有几个手性碳原子？ 12．下列化合物中，哪些存在内消旋化合物？ ⑵，3-二溴戊烷 2 ⑶，4-二溴戊烷 ⑴，3-二溴丁烷 2 2 13．用R/S构型命名法标记下列分子构型
有机化学第五章旋光异构
第五章 旋光异构 本章教学要求： 1、了解物质的旋光性及其有关概念（平面偏振光、旋光仪和比旋光度等） 2、掌握有机化合物对映异构与分子结构的关系 3、掌握含一个手性碳原子和两个手性碳原子化合物的对映异构情况 4、掌握有机化合物的R/S 命名 5、了解外消旋体的拆分 6、了解不含手性碳原子化合物的对映异构情况 7、掌握亲电加成反应的立体化学 教学重点： 1、有机化合物对映异构与分子结构的关系 2、含一个手性碳原子和两个手性碳原子化合物的对映异构情 3、有机化合物的R/S 命名 计划学时数：5学时 同分异构现象在有机化学中极为普遍。同分异构现象可以归纳如下： 第一节 物质的旋光性 一、平面偏振光和旋光性 光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。 同分异构 构造异构 碳干异构位置异构构型异构 光源 （1 ）光的前进方向与振动方向 C' （2）普通光的振动平面 图 6-1 光的传播
在光前进的方向上放一个（Nicol ）棱晶或人造偏振片，只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱晶，而在其它平面上振动的光线则被挡住。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 2．物质的旋光性 能使平面偏振光振动平面旋转的物质称为物质的旋光性，具有旋光性的物质称为旋 能使偏振光振动平面向右旋转的物质称右旋体，能使偏振光振动平面向左旋转的物质称左旋体，使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度，用α表示。 二、旋光仪和比旋光度 1.旋光仪 测定化合物的旋光度是用旋光仪，旋光仪主要部分是有两个尼可尔棱晶（起偏棱晶 和检偏棱晶），一个盛液管和一个刻度盘组织装而成。 若盛液管中为旋光性物质，当偏光透过该物质时会使偏光向左或右旋转一定的角度，如要使旋转一定的角度后的偏光能透过检偏镜光栅，则必须将检偏镜旋转一定的角度，目镜处视野才明亮，测其旋转的角度即为该物质的旋光度α。如下图所示 A'C 普通光 平面偏振光 晶轴 Nicol 棱晶 A' A' C
北京市一零一中学2013年高中化学竞赛 第16讲 立体化学基础
a b c a c a b c a c a b c c c H H C = C 顺 – 2 – 丁烯 H CH C 反 – 2 – 丁烯 第16讲 立体化学基础 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。手性异构。endo -和exo -。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同。 如： 顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有 两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。 如： 系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞ C ＞H ，未共用电子对为最小； （2）同位素质量数大的优先，如D ＞H ； （3）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； （4）重键，如： 分别可看作： （5）当取代基的结构完全相同，只是构型不同时，则R ＞S ，Z ＞E 。 常见基团排序如下： –I ＞–Br ＞–Cl ＞–SO 2R ＞–SOR ＞–SR ＞–SH ＞–F ＞RCOO –＞–OR ＞–OH ＞–NO 2＞NR 2＞–NHCOR ＞–NHR ＞–NH 2＞–CCl 3＞–COCl ＞–COOR ＞–COOH ＞RCO –＞–CHO ＞–CR 2OH ＞–CHROH ＞–CH 2OH ＞–C 6H 5＞ –C ≡CH ＞–CR 3＞–CH=CH 2＞–CHR 2＞–CH 2R ＞–CH 3＞–D ＞–H ＞未公用电子对 按次序规则可以对下列化合物进行标记： (2Z ，4E) – 庚二烯 对于环状化合物，由于环的存在阻止了碳碳单键的 自由旋转，所以也有顺反异构体。 （二）对映异构 1、分子的对称性、手性与旋光性 （1）分子的对称因素：对称因素可以是一个点、 一个轴或一个面。 对称面：把分子分成互为实物和镜像关系两半的假想平面，称为对称面。 H 3C CH 2C H C = 3) C H H C = 3 C 2 3 1 H C = CH 2CH 3 C 425 7 3 顺 –1，4 – 二甲基环乙烷 3 3 反 –1，4 – 二甲基环乙烷
第三章 立体化学
第三章立体化学 Stereochemistry Contents 3.1 对称性与对称因素(2) 1、平面对称因素 2、中心对称因素 3、简单轴对称因素 4、反射对称因素 3.2 旋光性与对映异构(4) 1、物质的旋光性 2、旋光性与分子手性 3.3 含手性碳原子化合物的立体化学 1、含一个手性碳原子的分子 2、含两个不同手性碳原子的分子 3、含两个相同手性碳原子的分子 4、含假不对称碳原子的分子 3.4 不含手性碳原子化合物的立体化学 1、丙二烯型化合物 2、联苯型化合物 3、含其它不对称原子的化合物 4、环状化合物的光活异构体 3.5 外消旋体的拆分 *3.6 反应中的立体化学 在有机化学中广泛存在着同分异构现象。1832年，柏采利里乌斯根据实验事实建议：把具有相同组成而具有不同性质和晶形的物质称同分异构物质。1861年，布特列洛夫的结构学说说明了产生同分异构的原因是由于化学结构的不同；1874年，范特荷夫和勒贝尔的碳四面体概念奠定了立体化学基础，说明了物质的旋光性。 构造异构（Constitution isomerism）：有机分子中，原子相互连接的次序不同而产生的异构现象。 立体异构（Stereoisomerism）：分子中原子的连接次序相同，但空间的排布方式不同而呈现的异构现象。 碳胳异构：碳链不同 构造异构—位置异构：官能团的位置不同 官能团异构：官能团不同 互变异构：不同官能团迅速互变达到平衡，如烯醇与 酮式结构的互变 同分异构—— 顺反异构：双键或环的存在使分子中某 些原子在空间排布不同 构型异构—对映异构：分子具有手性 立体异构—— 构象异构：由于C—C键旋转而使分子在空间中呈现 不同形象 立体异构涉及到分子的几何形象，而分子的几何形象对其物理性质和化学性质有时具有非常惊人的影响。如碳的不同同素异形体，无定形碳、石墨、金刚石、足球烯，具有完全不同的几何形象，其外观、物理和化学性质完全不同。分子几何形象的微少差别对自然界及生命现象都起着难以估计的影响，绝大多数生命及生理化
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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第16讲 立体化学基础 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。手性异构。endo -和exo -。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同。 如： 顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。如：a b c a c a b c a c a b c c c H H C = CH 3 CH 3 C 顺 – 2 – 丁烯 H CH 3 C = 3 C 反 – 2 – 丁烯 H 3C CH 2CH 3 C = 3)2 C
系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； （2）同位素质量数大的优先，如D ＞H ； （3）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； （4）重键，如： 分别可看作： （5）当取代基的结构完全相同，只是构型不同时，则R ＞S ，Z ＞E 。 常见基团排序如下： –I ＞–Br ＞–Cl ＞–SO 2R ＞–SOR ＞–SR ＞–SH ＞–F ＞RCOO –＞–OR ＞–OH ＞–NO 2＞NR 2＞–NHCOR ＞–NHR ＞–NH 2＞–CCl 3＞–COCl ＞–COOR ＞–COOH ＞RCO –＞–CHO ＞–CR 2OH ＞–CHROH ＞–CH 2OH ＞–C 6H 5＞–C ≡CH ＞–CR 3＞–CH=CH 2＞–CHR 2＞–CH 2R ＞–CH 3＞–D ＞–H ＞未公用电子对 按次序规则可以对下列化合物进行标记： (2Z ，4E) – 庚二烯 对于环状化合物，由于环的存在阻止了碳碳单键的自由旋转，所以也有顺反异构体。 H H C = 3 C 2 3 1 H C = CH 2CH 3 C 425 7 CH 3 CH 3 H 顺 –1， 4 – 二甲基环乙烷 CH 3 H CH 3 H 反 –1，4 – 二甲基环乙烷
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第16讲 立体化学基础
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第16讲 立体化学基础 【竞赛要求】 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。手性异构。endo -和exo -。D,L 构型。 【知识梳理】 从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。 一、异构体的分类 按结构不同，同分异构现象分为两大类。一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构，称为构造异构。构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构，称为立体异构。立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。 二、立体异构 （一）顺反异构 分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不 同。 如： a b c b c a b c d c a b c d c
顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。如： 但顺反异构体的两个双键碳原子上没有两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。如： 系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，反之称E 型。如上化合物按此规定应为E 型。命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。 所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。 （1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； （2）同位素质量数大的优先，如D ＞H ； （3）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； H H C = CH 3 CH 3 C 顺 – 2 – 丁烯 H CH 3 C = CH 3 H C 反 – 2 – 丁烯 H 3C CH 2 CH 3 C = H CH(CH 3)2 C