第六章对映异构习题答案

第六章对映异构

1、说明下列各名词的意义：

⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对应异构体：

⑷非对应异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体：

答案：

（1）旋光性：能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。

（2）比旋光度：通常规定1mol含1 g旋光性物质的溶液，放在1 dm (10cm)长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。

（3）对应异构体：构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。

（4）非对应异构体：构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。

（5）外消旋体：一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。

（6）内消旋体：分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。

2、下列化合物中有无手性C（用*表示手性C）

（1）（2）（3）（4）

答案：

（1）*

（2）无手性碳原子

（3）*

*（4）

3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性用投影式表示它们的对应异构体。

答案：

解：分子式为C3H6DCl的化合物共有5个构造异构体，其中3个有对应异构体。

（手性）：

（无手性）

Cl CH 2CH 3

H

D D

H Cl

CH 2CH 3

CH 2Cl CH 3

H

D

D

H

CH

2Cl

CH

3

CH 2D CH 3

H

Cl

Cl

H

CH 2D

CH 3

4、 ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6Cl 2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵ 从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C 3H 5C l3）的数目已由气相色谱法确定。从A 得出一个三氯化物，B 给出两个， C 和D 各给出三个，试推出A ，B 的结构。⑶通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C ，那么C 的构造式是什么D 的构造式是怎样的⑷有旋光的C 氯化时，所得到的三氯丙烷化合物中有一个E 是有旋光性的，另两个无旋光性，它们的构造式怎样

答案：(1)

Cl 2CHCH 2CH 3(1) CH 3CCl 2CH 3(2) ClCH 2CHClCH 3(3) ClCH 2CH 2CH 2Cl (4)

(2) 解：A 的构造式：CH 3CCl 2CH 3 B 的构造式：ClCH 2CH 2CH 2Cl (3)

(4)

另两个无旋光性的为：CH 2ClCCl 2CH 3 ClCH 2ClCHCH 2Cl

5、指出下列构型式是R 或S 。

答案：

R 型 S 型 S 型 S 型

6、画出下列各化合物所有可能的光学异构体的构型式，标明成对的对映体和内消旋体，以R，S标定它们的构型。

答案：

R 型 S型是一对对应体

（5

）

7

、写出下列各化合物的费歇尔投影式。

CH 3CH

2

OH CH 3

H (1)

CH 3

CL

H C H 5

CL (2)

CH 3H CL

H Br

CH 3

(3)

CH 3

OH

H

CL

CH 3H

(4)

答案：

CH 3OH C 2H 5

H

(1)

Cl H CH 3

C 2H 5

Cl

H (2)

8、画出下列化合物的构型。

答案：

（4）

9、用费歇尔投影式画出下列化合物的构型式：

⑴ (R）-2-丁醇⑵ 2-氯-(4S)-4-溴-(E)-2-戊烯

⑶内消旋-3，4-二硝基己烷

答案：

（1）（2）（3）

10、⑴指出下列化合物的构型是R还是S构型

⑵在下列各构型式中那些是与上述化合物的构型相同那些是它的对映体

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

答案：

（1）是S构型

（2）(a)与(1)是对映体(R构型)； (b)与⑴为相同化合物；

(c)与⑴为相同化合物； (d)与⑴为相同化合物；

(e)与⑴是对映体； (f)与(1)是对映体。

11、将下列化合物的费歇尔投影式画成扭曼投影式(顺叠和反叠),

并画出它们的对映体的相应式子.

答案：

(1)

CH3

Cl

Et

H

H

Cl H Cl

H

Et

Cl

CH3Et

H

Et

H3C

Cl

Cl

H

CH3

H

H

Cl

Cl

反叠式顺叠式

CH3

H

CH3

Ph

OH

H

HO H

Ph

CH3

H

CH3

(2)

Ph

CH3

H3C

H

H

HO

CH3

OH

Ph

H

H

H3C

反叠式顺叠式

12、画出下列化合物可能有的异构体的构型.

答案：

(1)有三个立体构型：

H

H

COOH

H

H

**

*

*HOOC COOH HOOC

H H COOH

**HOOC

(内消旋体)

（2）有三个C *,应有23=8,即有8个对映体:(未补齐原子的为H 原子）

13、下列各队化合物那些属于对映体,非对映体,顺反异构体,构造异构体或同一化合物.

答案：

（1）非对映体（2）对映体（3）对映体（4）非对映体

（5）顺反异构体（6）非对映体（7）同一化合物（有对称面）

（8）构造异构体

14、下列化合物的构型式中那些是相同的那些是对映体那些是内消旋体

答案：

(Ⅰ)与（Ⅱ），(Ⅲ）与(Ⅴ),(Ⅳ)与（Ⅵ），（Ⅶ）与（Ⅷ）是相同的;

(Ⅰ）与（Ⅱ），（Ⅶ）与(Ⅷ)是内消旋体;

(Ⅲ)与(Ⅴ)，(Ⅶ)与(Ⅵ)为对映体。

15、用KMnO4与顺-2-丁烯反应，得到一个熔点为32℃的邻二醇，而与反-2-丁烯反应得到的为19℃的邻二醇。

两个邻二醇都是无旋光的，将熔点为19℃的进行拆分，可以得到两个旋光度绝对值相同，方向相反的一对对映体。

（1）试推测熔点为19℃的及熔点为32的邻二醇各是什么构型。

（2）用KMnO4羟基化的立体化学是怎样的

答案：按题意，熔点为19℃的邻二醇可拆分为一对对映体，已知等量混合物构成无旋光性的外消旋体，其构型如下：

熔点为32℃的邻二醇则是无旋光性的内消旋体，其构型如下：

(2)KMnO4羟基反应是一种经过五元环中间体的顺式加成过程，其立体化学过程如下：

CH 3

H 3KMnO 4

Mn

O C O

O

O

H 3CH 3

H 2O

16、完成下列反应式，产物以够形式表示之。

CH

3

HOCl

H Cl

OH CH 3CH 3OH Cl H

(1)

(2) H 3C

C

C

CH 3

HCl

C

C Cl CH 3

H 3C H Br 2

Cl Br CH 3

Br

H

CH

3

Br Cl CH 3

H Br

CH 3

CH 3

稀，冷KMnO 4溶液

OH 3

H H OH

CH 3HO

(3)

17、下列化合物哪些有旋光性哪些没有并简要说明之。

H OH COOH H OH OH H

（1）

COOH

COOH

（2）

N

O

Ph

2CH 3

CH 3

（3）

I

NO COOH

（4）

（5）

COOH

H H COOH

HOOC

（6）

（7）H OH CHO H OH

OH H 2OH

C

C

C

Cl Cl

Br Br

（8）

解：（1）、（5）、（8）无旋光性，（2）、（3）、（4）、（6）、（7）有旋光性。

18、用R 、S 标出下列化合物中手性碳原子的构型，并命名。

(1)

H

Cl

3)2

CH

CH 2

(2)

H

OH 2OH

CHO

(3)

H OH CH 3

H

Cl

3

(4)OH H H

H CH 3

H 5C 2

解：

（1）（3R ）—4—甲基—3—氯—1—戊烯 （2）（2R ）—2,3—二羟基丙醛 （3）（2S,3S ）—3—氯—2—丁醇

（4）（1R,2R,4S ）—2—甲基—4—乙基环己醇 19、画出下列化合物的纽曼式和透视式。

（1）(2R,3S ）—2,3—二苯基丁烷 （2）(2S,3R)—2,3—二氨基戊烷（3）（2R,3R ）—2,3—二氯琥珀酸

解:

CH 3

H

Ph

H

Ph 3CH 3

Ph H

CH 3

Ph

H

(1)

C 2H 5

H

H 2N

H

NH 23

C 2H 5

NH 2H

CH 3

NH 2

H

(2)

COOH

Cl

H

HOOC H COOH H HOOC Cl

H

Cl

(3)

20、回答下列问题：

（1）（R ）—3—甲基—1—戊烯在CCl 4中与Br 2加成可得到几种产物，写出产物的构型。

（2）2—溴—4—羟基环己甲酸有多少可能的立体异构体画出其最稳定的对映体的构象。

解:

(1)可得两种产物：

Br H CH 2Br

CH 3H

2H 5(2S,3R)和

(2R,3R)

H Br CH 2Br CH 3H

2H 5

(2)因有3个C*，故有8个立体异构体，最稳定的对映体构象为：

COOH Br

HO

HOOC

Br

OH

21、写出3—甲基—1—戊炔分别与下列试剂反应得产物 （1）Br 2，CCl 4 （2）H 2,Lindlar Pd （3）NaNH 2,CH 3I

解：

HC C

CHCH 2CH 33

2，CCl

4

C

C

2CH 3Br

Br H CH 3

(1)

HC C

CHCH 2CH 33

H CH 2

CH

(2)

Lindlar Pd CHCH 2CH 3CH 3

HC C

CHCH 2CH 33

(3)

CHCH 2CH 3

CH 3

NaNH 23C

C

CH 3

22、写出下列反应的立体构型

(1)

C

C

CH 2CH 3H

CH 3H Br 2（CCl 4）

Br H CH 3

Br H

2H 5

H

Br CH 3H Br

2H 5

(1)(2)

C

C

H CH 2CH 3

CH 3H (2)H 2O 2

4OH H CH 3

OH H

2H 5

H

OH CH 3H HO

2H 5

(3）H 3C

(1)(2) B 2H 6

H 2O 2,OH

H OH

CH 3H

H

OH CH 3

H

23、从指定原料合成下列化合物（无机物任选）

(1)从乙炔出发合成苏式-CH 3CHClCHClCH 3和内消旋-3,4-二溴己烷；

(2)(S)—2—甲基丁酸(S)—2—氨基丁烷 (3)(R)—2—辛醇 (R) —2—甲基—1—氨基辛烷 (4) 环己烷顺式-1,2-二氯环己烷

解：

HC

CH

3C

CCH 3

(1)NaNH 23H 2Pd/BaSO 4

C

C

CH 3H H 3C H 2CCl

4

H Cl CH 3

H

Cl

3

Cl

H CH 3

Cl H

3

(1)

HC

CH

3CH 2C CCH 32

(2)CH 3CH 2I

C

C

CH 2CH 3H

H CH 3CH CCl 4

H Br CH 2CH 3

Br H

2CH 3

Na

液氨

Br 2

(2)

CH 3CH 2CHCOOH

3

*

*

SOCl 2NH 3

NaOBr CH 3CH 2CHNH 2

3

(3)

C 6H 13CHCH 3

**PCl 3

NaCN

H 2,Pd

C 6H 13CHCH 3

2NH 2

(R) (R)

HOCl

PCl 3

H Cl H

Cl (4)

24、推测结构：

（1）化合物A 和B 的分子式都为C 5H 6O 2,都有旋光性，他们与NaHCO 3反应放出CO 2，催化加氢A 得C(C 5H 8O 2),B 得D(C 5H 10O 2),C 和D 均无旋光性，是推测A 、B 、C 、D 的结构。

（2）分子式为C 6H 12的A 有使溴水褪色，无旋光性，用H 3PO 4催化加水后得一有旋光性的醇B(C 6H 14O),若将A 用KMnO 4氧化，得一内消旋的二元醇C(C 6H 14O 2),试推测A 、B 、C 、D 的结构。

解：

(1) COOH

A

C

C C

H COOH

CH 3H B

COOH

C

CH 3CH 2CH 2CH 2COOH

D

(2)

C CH 3CH 2

H A

C

CH 2CH 3H

*

CH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 3

B

H CH 2CH 3

OH OH H

2CH 3

C