7 对映异构问题参考答案
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有机化学返回上一级单选题(共30题,每题2分)1 .下列化合物最容易发生亲电取代反应的是()。
•A.苯••B.硝基苯••C.甲苯••D.氯苯•2 .丙烯CH3CH=CH2中双键碳原子的杂化轨道类型是()。
•A.sp3杂化••B.sp2杂化••C.sp杂化••D.无杂化•3 .1828年维勒(F.Wohler)合成尿素时,他用的是()•A.••B.醋酸铵••C.草酸铵••D.氰酸铵•4 .下列化合物在水中的溶解度顺序是:正丁烷甲乙醚正丁醇甘油•A.c>d>b>a••B.d>b>c>a••C.d>a>b>c••D.d>c>b>a•5 .当氨基酸处于pH<pI的溶液中时,氨基酸主要存在形式为(B)。
•A.负离子••B.正离子••C.••D.两性离子•6 .下列类型的电子能级跃迁引起物质对光的吸收波长最小的是:•A.n�s*••B.s�s*••C.p�p*••D.p�s*•7 .有关对映异构现象,叙述正确的是()•A.含有手性原子的分子必定具有手性。
••B.不具有对称面的分子必定是手性分子。
••C.有对称面而没有对称中心的分子一定是手性分子。
••D.具有手性的分子必定有旋光性,一定有对映体存在。
•8 .乙醇的沸点(78.3℃)与相对分子质量相等的甲醚沸点(-23.4℃)相比高的多,是由于()。
•A.乙醇与水能形成氢键,甲醚则不能••B.乙醇能形成分子间氢键,甲醚则不能••C.甲醚能形成分子间氢键,乙醇则不能••D.甲醚与水能形成氢键,乙醇则不能•9 .下列羧酸衍生物,发生水解反应时,速率最快的是()•A.CH3—COOC2H5••B.CH3CONH2••C.CH3COCl••D.CH3COOCOCH3•10 .下列哪个试剂能够还原醛为伯醇()•A.NaBH4•CH3MgBr••C.PCC••D.H2CrO4•11 .下列化合物中,哪个能够发生自身羟醛缩合反应?•A.甲醛••B.乙醛••C.苯甲醛••D.二苯甲酮•12 .在室温时,下列化合物哪一个平衡体系中烯醇式的比例最高?•A.丁二酸二乙酯••B.3-羰基丁酸乙酯••C.2,4-戊二酮•3-甲基2,4-戊二酮•13 .巴比妥酸是指下列哪个化合物?•A.草酰脲••B.丙二酰脲••C.丁二酰脲••D.以上都是错的•14 .有机物的结构特点之一就是多数有机物都以()•A.共价键结合••B.配价键结合••C.离子键结合••D.氢键结合•15 .根据当代的观点,有机物应该是()•A.指含碳氢化合物及其衍生物••B.来自动植物的化合物••C.人工合成的化合物••D.来自于自然界的化合物•16 .试推测下列各对化合物中,哪一种具有最高的沸点?•A.戊醛••B.2-戊酮••C.戊醇••D.2-戊烯•17 .下列C—X键中,极化度最小的是()。
有机化学对映异构练习(总7页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除一、单项选择题1.对映异构是()。
A.碳链异构 B.顺反异构 C.互变异构 D.构型异构2.偏振光指的是在()个方向上振动的光。
A.0 B.1 C.2 D.43.让普通光通过()后,就可以产生偏振光。
A.凸镜 B.凹镜 C.棱镜 D.平面镜4.旋光性物质使平面偏振光的振动方向旋转的角度称为()。
A.旋光度 B.比旋光度 C.折光度 D.衍射度5.旋光度可以用()表示。
A.α B.β C.[α] D.[β]6.手性碳指的是与C原子直接相连的()个原子或原子团完全不同。
A.1 B.2 C.3 D.47.下列物质中,哪个是不对称分子()。
A.甲醇 B.乙醇 C.甘油 D.正丙醇8.2-丁醇分子中有()个手性碳。
A.1 B.2 C.3 D.49.酒石酸分子中有()个手性碳。
A.1 B.2 C.3 D.410.在实验室合成乳酸时,得到的是()的左旋体和右旋体混合物。
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:311.外消旋体指的是()比例的对映体混合物。
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:312.含1个手性碳的化合物有()个光学异构体。
A.1 B.2 C.3 D.413.含2个手性碳的化合物有()个光学异构体。
A.1 B.2 C.3 D.414.含2个相同手性碳的化合物有()个光学异构体。
A.1 B.2 C.3 D.415.不是Fischer投影试特点的是()。
A.横前竖后 B.实前虚后 C.十字叉代表手性碳 D.主链C在竖线上16.D/L命名法中的D是拉丁文()的意思。
A.上 B.下 C.左 D.右17.D/L命名法中的L是拉丁文()的意思。
A.上 B.下 C.左 D.右18.手性分子必然()。
A.有手性碳 B.有对称轴 C.有对称面 D.与镜像不能完全重叠19.只有1个手性碳的分子,不一定()。
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 3HD DH ClCH 2CH 3CH 2Cl CH 3HDDHCH 2ClCH 3CH 2D CH 3HClClHCH 2DCH 34、 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 3ClCH2ClCHCH2Cl5、指出下列构型式是R 或S 。
第七章 对映异构异构:1. 构造异构(分子中原子团连接次序不同) 碳干异构官能团异构官能团位置异构2.立体异构(构造相同分子中原子在空间排步不同) 构型异物 :顺反异构 对映异构 构象异构例:乳酸CH 3CHCOOHOHa —羟基丙酸 来源两种:1)肌肉乳酸 +3.802)乳酸发酵 —3.80都是乳酸,只是来源不同,分子式,构造式都相同。
一般的理化性质也都相同,不同的只是叫做旋光性的性质不同。
原因:二者的空间构型不同。
Cabcd a . b. c. d 不同的原子或原子团时(1) 二者不可能完全重合 (2)二者为镜物象关系 所以 二者的旋光性正好一左一右。
例: 左右手套为相互映像关系。
但二者并不等同,右手不能插入左手手套。
对应异构:构造相同,构型不同互成镜像对映关系的立体异构现象。
立体化学:从结构上说是分子中原子、原子团在空间排布,并这种排布对性质产生影响。
§ 1 物质的旋光性一.平面偏振光和旋光性:1. 光波及传播: 光波是电磁波,是横波。
其振动方向和前进方向垂直。
2. 光源研究物质旋光性用偏振光,不是在所有方向存在的光。
3. 平面偏振光(偏振光,偏光)尼科尔(Nicol )棱镜象一个栅栏,只允许和棱晶晶轴平行的光通过,其他平面上的光被挡住,剩下的只在一个平面上振动的光。
偏振光:只在一个平面上振动的光。
3.物质的旋光性,旋光度(α)使偏光透过一些液体,有些物质对偏光不发生影响。
偏光仍维持原来的振动平面,但在有些物质就使偏光的振动平面旋转一定角度(α)旋光物质:能使偏振光的偏振面旋转一定角度的物质旋光性:旋转的性质叫旋光性旋光度:旋转的角度右旋体(+):向右旋转的物质左旋体(—);向左旋转的物质aË®¸î»Æ»«ÈéË®¸îÆÏÌÑÌÇ二. 旋光仪比旋光度atD1. 旋光仪:测物质旋光度的仪器光源起偏镜样品管检偏镜目镜2. 比旋光度:atDα随测定条件的变化而变化,与浓度,光,温度等都有关系atD不随条件变化,是物质的特征值,特有的物理常数。
对映异构例题一、判断是否手性分子,有无对映体?1、C 2H 5CHDCH 32、CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3CH 33、CHCl 34、ClCH=CHBr5、CH=CH 2HC 3CH 36、CH=CH 2HC 2H 5CH 37、CH 3CH=C=CHCH 3 8、(CH 3)2C=C=C(CH 3)2解:手性分子,具有对映体的是:1,2,6、7。
非手性分子,无对映体的是:3,4,5,8。
注:丙二烯型两端基团各不相同时才是手性分子。
二、判断D/L 或R/S 构型1、CH 3HOH解:(1)相对构型判断:上式是非标费式,先将其转换成标费:甲基与羧基互换一次后得COOHCH 3HOH , 后者是标费L 型,则原题是D 型;(2)绝对构型判断:①立体判断:费式应想象成立体图,羟基与氢凸出纸面,甲基与羧基在纸面背后,氢最小,从左侧观察,羟基到羧基到甲基为顺时针,是R 型;②平面判断:氢最小,在横向上,羟基到羧基到甲基为逆时针,是R 型(小左右反向)。
2、I ClBr HS3、C 2H 5CH 3Br HR ,L4、CH 23S ,D5、HHOCH 2OHCHO R ,D6、CH 3C 2H 5Cl H HCl2R,3R三、用R/S 命名1、H CH 3COOH NH 22、C 2H 5H CH 3Cl NH 2H 3、OH HCOOH H COOHO H4、C 25、25HCH 3 6、HClphCOCH 3 7、COOH HOH H CH 3OH 8、COOH HOH 2CH 3解:1、(R)-2-氨基丙酸 2、(2S,3R)-2-氨基-3-氯戊烷3、(2R ,3R)-2,3-二羟丁二酸(酒石酸)4、(R)-1-苯丙醇5、(R)-2-氯丁烷6、(R)-1-苯基-1-氯丙酮7、(2R, 3S)-2,3-二羟丁酸8、(R)-2-羟丁酸 (注:“命名”和“写结构式”双方都要掌握)四、选择1、产生顺反异构的原因是( ) d a 、双键不能自由旋转 b 、双键的相对位置不同 c 、双键碳是sp2杂化 d 、双键碳上连有不同基团2、属于手性分子的是( ) a a 、2,3-己二烯 b 、顺-2-丁烯 c 、间二氯苯 d 、顺-1-氯-1-丁烯3、2,4-二氯戊烷的旋光异构体有( )个? c a 、1 b 、2 c 、3 d 、44、既有顺反异构又有对映异构的是( ) ba 、CH 2=CHCH 3 b 、CH 3CHCH=CHCH 3c 、CH 2=CHCHCH 3d 、CH 3CH 2=CHCHCH 35、既有顺反异构,又有对映异构的是( ) cCH 3CH 2CH=CH 2CH 3CHCH=CHCH 3CH 3CHCH=CHCH 3CH 3CHCH=CH 2CH 3a b cd五、推断1、某旋光物质A(C 5H 9Cl),能被KMnO 4氧化,亦可加氢还原得到化合物B(C 5H 11Cl ) ,B 无旋光性。
对映异构一、命名下列化合物(S )-2-氨基丙酸二、选择题1、酒石酸分子中有两个手性碳原子, 其立体异构的数目为 B A. 2个,B.3个,C.4个,D.5个2、下列化合物没有旋光性的是 CA. B. C. 3、下列化合物有旋光性的是 BA. B.C.4、式表示这个化合物为 AA.(R)-型的,B.(S)-型的,C.左旋的,D.右旋的 5、下列说法正确的是 DA. 所有的顺式烯烃都是(E)式的,B. 所有(R)型化合物均是(+)型的,C. 有手性碳的化合物一定有手性,D. 以上说法均不正确 6、下列化合物无旋光性的是 B A. B. C. D.7、 与下列四个构型中的哪一个相同 BA. B. C. D.COOHH OHH COOHCOOH H OH COOH HO H H HO COOH H OHCOOH H OH HO COOHCOOH H OH HO H H HO COOH COOH H OH 2OH H 2C 2H CH 3HNO 2HO 2N CH 3H OHH OHCH 3CHCH 2CH 3CH 2OHHOHOHHOH 2C CHO HH OHC CH 2OHOHCHO HO H CH 2OHCH 2OHHO H CHO8、下列化合物具有手性的是 ( A )A. 9、一种平喘止咳的生物碱麻黄素的构型如左下:下面四种Fischer 投影式中,与左面的麻黄碱的构型相同的是 D10、下列化合物没有旋光性的是CA. B.C. D.三、回答下列问题1、判断下列化合物的关系是对映体、非对映体还是等同的化合物: 非对映体2、判断下列化合物的关系是对映体、非对映体还是等同的化合物非对映体3、下列化合物的关系是对映体、非对映体还是等同的化合物非对映体H H 3CCH3H OCH 3H Br H 3C H H 3CCH 2H 5CH 2CH 3A.B.C. D.33HH 3C H 3CHNC 6H 5OHH C 6H 5H OH CH 3HNHCH 3C 6H 5HO H HH 3CHNCH 3C 6H 5HOH NHCH 3HCH3C 6H 5H OH CH 3H 3CHNH A. B.C.D.C 6H 5H OH CH 3HNHCH 3HOH 3CHNC 6H 5H OH NHCH 3HCH 3C 6H 5H OH CH 3H 3CHNH A. B.C.D.CH 3CH 2CHICH 3COOH 3H OHOH HH OHCH 3CHCH 2CH 3CHO H OH CH 2OHHOH H HO CH 2OH CHOHOH OHBr FCl HCH 3ClFBr H H 3C OH4、下列化合物的关系是对映体、非对映体还是等同的化合物:对映体5、判断下列各对化合物的关系是对映体、非对映体还是等同的化合物:非对映体6、判断下列化合物的关系是对映体、非对映体还是等同的化合物:对映体四、推导结构式1. 化合物A ,分子式为C 8H 12,有光学活性,它在金属铂催化下加氢生成B ,B 的分子式为C 8H 18,无光学活性。
第7章 对映异构习题参考答案1. 解:(1)手性和手性碳: 实物与其镜像不能完全重合的特征称为手性;具有四面体结构(即sp 3)的碳原子,当连接有四个不同的原子或原子团时形成手性中心,这个碳原子称为手性碳原子。
(2)旋光度和比旋光度:偏振光通过旋光性物质时使偏振光的振动平面偏转了一定角度,这个角度叫旋光物质的旋光度,用α表示;旋光度与测定时的条件,如溶液的浓度、盛液管的长度、温度以及所用光的波长等因素有关。
1mL 含1g 旋光性物质的溶液,放在长1dm 的盛液管中测得的旋光度称为该物质的比旋光度。
比旋光度是旋光性物质特有的物理常数,通常用[]tλα表示。
(3)对映体和非对映体:互为实物与镜像关系且又不能重合的一对异构体称为对映体;构造式相同但空间关系不同而且不是物像关系的一对异构体叫非对映体。
(4)内消旋体和外消旋体:分子中含两个或偶数个相同的手性碳原子,它们对称地排列时,分子中存在对称面(可能还存在对称中心)使分子的上部与下部互为实物与镜像的关系,无旋光性,称为内消旋体,常用meso -表示;一对对映体的等量混合物称为外消旋体。
外消旋体用符号“±”或“dl ”表示。
内消旋体和外消旋体都没有旋光性,但它们的组成是不同的,内消旋体是单一化合物,外消旋体是混合物,可进行外消旋体的拆分。
(5)构型与构象:构型是表示原子或基团在空间的排列;构象是指分子由于可以绕σ单键键轴自由旋转,从而引起分子中的各原子或原子团在空间的不同排列形成特定的几何形状。
(6)左旋与右旋:旋光性物质使偏振光的振动平面顺时针旋转为右旋,用“+”或“d ”表示;逆时针旋转为左旋,用“-”或“l ”表示。
2.解:第一次观察:[]乙醇)(7.30.1.0.322.220 +=⨯ 05+=Dα ,第二次观察:[]乙醇)(7.35.0.0.311.120o D+=⨯05+=α。
两次观察的结果说明,同一化合物的比旋光度是一定的。
7 对映异构问题参考答案问题1 某纯液体试样在10cm 的盛液管中测得其旋光度为+30°,怎样用实验确证它的旋光度是+30°而不是-330°,也不是+390°?讨论:通过旋光度测定实验,可以利用物质旋光度αλt 与该物质质量浓度ρB 或管长l 成正比的关系确定。
例如,物质质量浓度ρB 增大为原来的2倍,若测得其旋光度为+60°,则说明第1次测得的旋光度不是-330°。
再使物质质量浓度ρB 减小为原来的1/2,若测得其旋光度为+15°,则说明第1次测得的旋光度不是+390°。
因此最终确定测得其旋光度为+30°。
对于纯液体,则可通过2次改变旋光管的长度进行测试即可确定。
问题2 构型相同的旋光化合物,它们的旋光方向就一定相同吗?反之又如何?构型与旋光方向之间有什么关系?讨论:两化合物构型相同时,它们的旋光方向不一定相同,反之亦然。
手性化合物的旋光方向和构型是两个不同的概念。
因此,手性化合物在构型上的联系才是本质的联系。
构型的命名是人为规定的,但是不论按照什么命名系统规定,都是为了表示分子中的原子在空间的排布方式。
现在所涉及的问题都是绝对构型,实际上也就是分子的真实立体结构。
旋光方向和旋光度是它们显示出来的物理性质。
化合物的任何性质都是由它们的组成和结构决定的,这是化学思维中的一条最重要的基本原理。
因此,旋光度和旋光方向,必然是由化合物的结构决定的。
问题3 请用实例解释非对映异构现象,说明非对映异构与对映异构的异同。
讨论:以氯代苹果酸为例进行讨论,其Fischer 投影式如下:H OH HClHO H ClHH OH ClHHO H HClCOOHCOOH COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH(1)(2)(3)(4)对映体对映体m.p173℃173℃167℃167℃D20[α]-7.1°+7.1°-9.3°+9.3°(±)m.p 145℃m.p 157℃外消旋体外消旋体非对映体对映异构是指分子式、构造式相同,构型不同,互呈镜像对映关系的立体异构现象。
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 3HD DH ClCH 2CH 3CH 2Cl CH 3HDDHCH2ClCH3CH 2D CH 3HClClHCH 2DCH 34、 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 2Cl5、指出下列构型式是R 或S 。
对映异构体精选题及其解1.某化合物溶于乙醇,所得溶液为100 mL 溶液中含该化合物14克。
(1)取部分该溶液放在5 cm 长的盛液管中,在20 oC 用钠光作光源测得其旋光度为+2.1o,试计算该物质的比旋光度。
(2)把同样的溶液放在10 cm 长的盛液管中,预测其旋光度。
(3)如果把10 mL 上述溶液稀释到20 mL,然后放在5 cm 长的盛液管中, 预测其旋光度。
解 比旋光度是旋光物质特有的物理常数,用下式表示:t 为测定时的温度(一般为室温,15-30 oC );λ为测定时的波长(一般采用波长为589.3 nm 的钠光,用符号D表示),在此测定条件下得出的比旋光度用[α]D 表示亦可。
(1)将旋光度α=+2.1o 带入上式,得(2)旋光度为α=+2.1o *2=+4.1o(3)旋光度为α=+2.1o /2=+1.05o12.将一葡萄糖的水溶液放在10 cm 长的盛液管中,在20 0C 测得其旋光度为+3.20,求这个溶液的浓度。
已知葡萄糖在水中的比旋光度为[α]D = +52.50。
解3.某纯液体试样在10 cm 长的盛液管中测得其旋光度为+300,怎样用实验证明它的旋光度的确是+300而不是-3300,也不是+3900?解 将该液体试样在5 cm 长的盛液管中测定其旋光度,若测得的旋光度为+150,则证明它的旋光度的确是+300。
(提示:也可用稀释的方法加以验证。
)4.下列化合物中有无手性碳原子?若有,请用星号标出。
c ( g / mL )l (10 cm)=t[ ]λαα= + 15ol (10 cm ) c ( g / mL )100 / 14+ 2.1o=c ( 14g / 100 mL )+ 2.1o=ααD [ ]20=l (10 cm) c ( g / mL )= 0.06 g / mLol (10 cm)+ 3.2o=ααD[ ]20=l (10 cm)c ( g / mL )C 6H 5C H 2C HC H 2C 6H 5C H 3(3)C 6H 5C HDC H 3(2)C H 3C H 2C H 2C HC H 2C H 3C H 3(1)解 与四个不同的原子或基团相连结的碳原子称为手性碳原子(或不对称碳原子)。
7 对映异构问题参考答案
问题1 某纯液体试样在10cm 的盛液管中测得其旋光度为+30°,怎样用实验确证它的旋光度是+30°而不是-330°,也不是+390°?
讨论:通过旋光度测定实验,可以利用物质旋光度αλt 与该物质质量浓度ρB 或管长l 成正比的关系确定。
例如,物质质量浓度ρB 增大为原来的2倍,若测得其旋光度为+60°,则说明第1次测得的旋光度不是-330°。
再使物质质量浓度ρB 减小为原来的1/2,若测得其旋光度为+15°,则说明第1次测得的旋光度不是+390°。
因此最终确定测得其旋光度为+30°。
对于纯液体,则可通过2次改变旋光管的长度进行测试即可确定。
问题2 构型相同的旋光化合物,它们的旋光方向就一定相同吗?反之又如何?构型与旋光方向之间有什么关系?
讨论:两化合物构型相同时,它们的旋光方向不一定相同,反之亦然。
手性化合物的旋光方向和构型是两个不同的概念。
因此,手性化合物在构型上的联系才是本质的联系。
构型的命名是人为规定的,但是不论按照什么命名系统规定,都是为了表示分子中的原子在空间的排布方式。
现在所涉及的问题都是绝对构型,实际上也就是分子的真实立体结构。
旋光方向和旋光度是它们显示出来的物理性质。
化合物的任何性质都是由它们的组成和结构决定的,这是化学思维中的一条最重要的基本原理。
因此,旋光度和旋光方向,必然是由化合物的结构决定的。
问题3 请用实例解释非对映异构现象,说明非对映异构与对映异构的异同。
讨论:以氯代苹果酸为例进行讨论,其Fischer 投影式如下:
H OH H
Cl
HO H Cl
H
H OH Cl
H
HO H H
Cl
COOH
COOH COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
(1)(2)
(3)
(4)
对映体对映体m.p
173℃
173℃167℃167℃D
20[α]-7.1°+7.1°
-9.3°
+9.3°
(±)
m.p 145℃
m.p 157℃
外消旋体外消旋体非对映体
对映异构是指分子式、构造式相同,构型不同,互呈镜像对映关系的立体异构现象。
对
映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同,只是对平面偏振光的旋转方向(旋光性能)等不同。
不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。
或者符合如下3点就属于非对映体:⑴构造式相同,⑵不是物像关系,⑶空间关系不同。
例如分子中有两个以上手性中心时,就有非对映异构现象。
非对映异构体的特征:
1 物理性质不同(熔点、沸点、溶解度等)。
2 比旋光度不同。
3 旋光方向可能相同也可能不同。
4 化学性质相似,但反应速度有差异。
问题4 化合物CH 3(CH 2)13CH=CHCH(OH)CH(NH 2)CH 2CH 3有多少种构型异构体?化合物CH 3CH=CHCH(CH 3)CH=CHCH 3又有多少种构型异构体?
讨论:化合物CH 3(CH 2)13CH=CHCH(OH)CH(NH 2)CH 2CH 3有八种构型异构体,如下:
H OH C 2H 5
H
NH 2
H
(CH 2)13CH 3
H OH C 2H 5
H
NH 2
(CH 2)13CH 3
H
HO H C 2H 5
H 2N
H H
(CH 2)13CH 3
HO H C 2H 5
H 2N
H
(CH 2)13CH 3
H
HO H C 2H 5
H
NH 2H
(CH 2)13CH 3
H OH C 2H 5
H 2N
H
H
(CH 2)13CH 3HO H C 2H 5
H
NH 2
(CH 2)13CH 3
H
H OH C 2H 5
H 2N
H (CH 2)13CH 3
H (a)(b)
(c)
(d)
(e)(f)
(g)
(h)
化合物CH 3CH=CHCH(CH 3)CH=CHCH 3有四种构型异构体,如下:
H 3C
H
H CH 3
H
CH 3
H H
H
CH 3
H CH 3
H H
H 3C H
(a)
(b)
H 3C H
H H
H CH 3
H CH 3
*
H H 3C
H H
CH 3H
H CH 3
*
(c)
(d)
对映体
问题5 2,3,4,5-四羟基己二酸共有多少种构型异构体?为什么? 讨论:共有十个构型异构体:
COOH HO H HO H H OH H
OH COOH
COOH
H OH H OH HO H HO
H COOH
(a)
(b)
对映体
COOH
HO H H OH HO H H
OH COOH
COOH
H OH HO H H OH HO
H COOH
(c)
(d)
对映体
COOH
H OH HO H H OH H
OH COOH
COOH
HO H H OH HO H HO
H COOH
(e)
(f)
对映体
COOH HO H HO H HO H
H
OH COOH
COOH
H OH H OH H OH HO
H COOH
(g)
(h)
对映体
COOH H OH H OH H OH H
OH COOH
COOH H
OH HO H HO H H
OH COOH
(i)-meso
(j)-meso
这十种构型异构体中,C 2和C 5、C 3和C 4是相象的不对称碳原子。
(a )、(b )、(c )和(d )中C 2和C 5、C 3和C 4的构型也是相同的;(e )、(f )、(g )和(h )的C 2和C 5、C 3和C 4的构型不相同;(i )和(j )中,C 2和C 5、C 3和C 4的构型不仅不相同而且相反,分子内含有平面对称因素。
问题6 手性碳原子是否是分子产生手性的充要条件?为什么? 请通过实例解释之。
讨论:手性碳原子只是使分子产生手性的因素之一,既不是充分条件也不是必要条件。
例如,邻位四取代联苯类化合物:
H
HO
OH
HO
COOH
NO 2
NO 2COOH
COOH
NO 2
NO 2
COOH
又例如,丙二烯型化合物:
C C C
H 3
C
H
CH 3H C C
C
H 3C H
CH 3H
对映体
此两类化合物都无对称因素,也无手性碳原子。
C H 3C
H
CO NH
NH
C O
C H CH 3
二酮吡嗪
该分子中有两个手性碳原子,但有对称中心,因此该分子没有手性。
内消旋酒石酸也是如此。
问题7 Br 2与(S )-3-溴-1-丁烯的加成反应产物能收集到多少种馏分?是否有旋光性?写出各组分化合物的构型式,标明R 、S 构型。
讨论:
H
H
H C*HBrCH 3
CH 3H Br CH 2Br
Br
H
CH 3H Br CH 2Br H
Br
R
S S
S 非对映异构体
能收集到两种馏分,而且都具有旋光性。