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 3HD DH ClCH 2CH 3CH 2Cl CH 3HDDHCH 2ClCH 3CH 2D CH 3HClClH CH 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 3ClCH 2ClCHCH 2Cl5、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。
CH3CH2OH CH3H(1)CH3CLHC5(2)CH3H CLH BrCH3(3)CH3OH HCLCH3H (4)答案:CH3OH C2H5H(1)Cl HCH3C2H5Cl 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)CH3ClEtHHCl H ClHClCH3EtHEtH3CClClHCH3HHClCl反叠式顺叠式CH3HCH3PhOHHHO HPhCH3HCH3(2)PhCH3H3CHHHOCH3OHPhHHH3C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:HHCOOH HH****HOOCCOOHHOOCH HCOOH**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 HCH 3H 3HKMnO 4MnO C OCOOH 3CCH 3H 2O16、完成下列反应式,产物以够形式表示之。
CH 3HOClH ClOH CH 3CH 3OH Cl H(1)(2) H 3CCCCH 3HClCC Cl CH 3H 3C H Br 2Cl Br CH 3BrHCH 3BrCl CH 3H BrCH 3CH 3稀,冷KMnO 4溶液OH 3H HOHCH 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)COOHCOOH(2)NOPh2CH 3CH 3(3)INO COOH(4)(5)COOHH H COOHHOOC(6)(7)H OH CHO H OHOH H2OHCCCCl ClBr 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)HCl3)2CHCH 2(2)HOH 2OHCHO(3)H OH CH 3HCl3(4)OH H HH CH 3H 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 3HPhHPh 3CH 3Ph H CH 3PhH(1)C 2H 5HH 2NHNH 23C 2H 5NH 2HCH 3NH 2H(2)COOHClHHOOC H COOH H HOOC ClHCl(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 2BrCH 3H2H 5(2S,3R)和(2R,3R)H Br CH 2Br CH 3H2H 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 BrHOHOOCBrOH21、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 CCHCH 2CH 332,CCl4CC2CH 3BrBr H CH 3(1)HC CCHCH 2CH 33H CH 2CH(2)Lindlar Pd CHCH 2CH 3CH 3HC CCHCH 2CH 33(3)2CH 3CH 3NaNH 23CC CH 322、写出下列反应的立体构型(1)CCCH 2CH 3HCH 3H Br 2(CCl 4)Br H CH 3Br H2H 5HBr CH 3H Br2H 5(1)(2)CCHCH 2CH 3CH 3H (2)H 2O 24OH H CH 3OH H2H 5HOH CH 3H HO2H 5(3)H 3C(1)(2) B 2H 6H 2O 2,OHH OHCH 3HHOH CH 3H23、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:HCCH3CCCH 323H 2Pd/BaSO 4CCCH 3H H 3C H 2CCl4H Cl CH 3HCl3Cl HCH 3ClH3(1)HCCH3CH 2C CCH 32(2)CH 3CH 2ICCCH 2CH 3HH CH 3CH CCl 4H Br CH 2CH 3Br H2CH 3Na液氨Br 2(2)CH 3CH 2CHCOOH3**SOCl 2NH 3NaOBr CH 3CH 2CHNH 23(3)C 6H 13CHCH 3**PCl 3NaCNH 2,PdC 6H 13CHCH 32NH 2(R) (R)HOClPCl 3H Cl HCl (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)COOHAC C CHCOOHCH3HBCOOHCCH3CH2CH2CH2COOHD(2)CCH3CH2HACCH2CH3H*CH3CH2CHCH2CH2CH3BHCH2CH3OHOHH2CH3C。