对映异构知识题目解析

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C 3H 6DCl 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。

CH3CH2

OH CH3

H

(1)

CH3

CL

H

C5

(2)

CH3

H CL

H Br

CH3

(3)

CH3

OH H

CL

CH3

H (4)

答案：

CH3

OH C

2

H5

H

(1)

Cl H

CH3

C

2

H5

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⑵2-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

Cl

CH3

Et

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KMnO 4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)KMnO 4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：

C C H

CH 3

H 3H

KMnO 4

Mn

O C O

C

O

O

H 3C

CH 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 3

CH 3

Ph H CH 3

Ph

H

(1)

C 2H 5

H

H 2N

H

NH 23C 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)

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 3CH 3H (2)H 2O 2

4

OH 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

23H 2Pd/BaSO 4

C

C

CH 3H H 3C H 2

CCl

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C5H6O2,都有旋光性，他们与NaHCO3反应放出CO2，催化加氢A得C(C5H8O2),B得D(C5H10O2),C 和D均无旋光性，是推测A、B、C、D的结构。

（2）分子式为C6H12的A有使溴水褪色，无旋光性，用H3PO4催化加水后得一有旋光性的醇B(C6H14O),若将A用KMnO4氧化，得一内消旋的二元醇C(C6H14O2),试推测A、B、C、D的结构。

解：

(1)

COOH

A

C C C

H

COOH

CH3

H

B

COOH

C

CH3CH2CH2CH2COOH

D

(2)

C

CH3CH2

H

A

C

CH2CH3

H

*

CH3CH2CHCH2CH2CH3

B

H

CH2CH3

OH

OH

H

2

CH3

C