第五章 旋光异构 问题与思考解答问题与思考5-1 5.654g 蔗糖溶解在20mL 水中，在20℃时用10cm 长的盛液管测得其旋光度为+18.8°。
（1）计算蔗糖的比旋光度。
（2）用5cm 长的盛液管测定同样的溶液，预计其旋光度会是多少？（3）把10mL 此溶液稀释到20mL ，再用10cm 长的盛液管测定，预计其旋光度又会是多少？[解] （1）[α]20D = = = ＋︒5.66（水）（2）＋︒5.66 = ， α=＋︒4.9（盛液管长度减半，旋光度减半。
）（3）＋︒5.66 = ， α=＋︒4.9（溶液浓度减半，旋光度减半。
）问题与思考5-2 用旋光仪测得某纯物质的旋光度为+45°，怎样才能证明确实是+45°，而不是-315°？[解] 用一根较短或较长的盛液管重新测定。
例如，使用10cm 长的盛液管测定某纯物质的旋光度为+45°，若使用2.5cm 长的盛液管，在其他条件不变的情况下，则测定值应为+11.25°；若是-315°，则测定值应为-78.75°。
问题与思考5-3 判断下列各物体是否具有手性？（1）脚（2）耳朵（3）螺丝钉（4）剪刀（5）试管（6）烧杯（7）滴瓶（8）蛇形冷凝管 [解] （1）、（2）、（3）、（8）实物与其镜像不能完全重叠，所以有手性。
（4）、（5）、（6）、（7）实物与其镜像可以完全重叠，所以无手性。
问题与思考5-4 下列分子中哪些有对称因素？哪些是手性分子？ （1） （2）（3） （4）（5）（6）[解] （1）、（2）、（3）、（5）、（6）分子中均具有对称面或对称中心，所以无手性。
（4）无对称面，也无对称中心，所以有手性。
问题与思考5-5 下列各化合物中有手性碳原子吗？若有，用＊号标出：（1）（2） （3） （4）[解]（1）（2） （3） （4）CH 3CHCHCOOH F Br******CH 3H 3CClHCHCl 3BrBrCCHHCH 3CHCHCOOH F BrOHClOHCl**L C ⨯α1205.6548.18⨯︒+5.0205.654⨯α12205.654⨯⨯α问题与思考5-6 已知旋光纯的（+）-2-甲基-1-氯丁烷的比旋光度为+1.64°。
如果一个2-甲基-1-氯丁烷样品（不含其它物质）的比旋光度为+0.82°，（1）这个样品的旋光纯度是多少？（2）这个样品中左旋体和右旋体的百分比是多少？[解] （1）旋光纯度指测得的比旋光度与其最大值（纯物质的比旋光度）之比，所以为50％。
（2）左旋体占25％，右旋体占75％（即由50％的外消旋体和50％的右旋体组成）。
问题与思考5-7 将乳酸的一个费歇尔投影式离开纸平面翻转过来，按照费歇尔投影式的投影规则，它与翻转前的投影式是什么关系？若在纸平面上旋转90°，它与旋转前的投影式又是什么关系？[解]S －乳酸 R －乳酸 S －乳酸根据费歇尔投影式“横前竖后”的投影规则，无论是翻转还是在纸平面上旋转90°，得到的投影式与原投影式都是对映体的关系。
问题与思考5-8 判断（1）与其它投影式的关系。
（1） （2） （3） （4） （5）（6）[解]（1）与（5）相同，与（2）、（3）、（4）、（6）为对映体。
问题与思考5-9 用D 、L 标记法标记下列化合物的构型： （1） （2） （3） （4）[解] （1）D-构型 （2）L-构型 （3）D-构型 （4）L-构型问题与思考5-10 用R 、S 标记法标记下列化合物的构型，并命名：（1） （2）（3） （4）[解] （1）R-2-氯戊烷 （2）R-1-溴-1-碘乙烷 （3）R-3-溴-1-丁烯（4）S-1-溴-2-碘丁烷Br Cl 2H 5HC 2H 5H ClBrClH C 2H 5C 2H 5H ClBr C 2H 5HBrH CHOCl C 2H 5H 2OH Br COOH H COOHCH(CH 3)2H 2NH CH 2OHBr 3HC 2H 5IH HICH 3C 2H 5H H H Cl Br CH3HCH=CH 2C 2H 5Br Cl。
旋转90COOHHOHH 3CCOOHCH 3HOH COOHCH 3H HO翻转问题与思考5-11 在具有R-C(a,b)-C(a,c)-R ’或R-C(a,b)-A-C(a,c)-R ’结构的有机化合物中，当两个相同的原子或基团（a,a ）在费歇尔投影式的同侧时，这种构型叫做“赤型”或“赤式”，在异侧时叫做“苏型”或“苏式”。
据此指定下面化合物的构型。
（1） （2）[解] （1）赤型 （2）苏型 问题与思考5-11 药物氯霉素的分子式如下：（1）标出分子中的手性碳原子。
（2）氯霉素有几个旋光异构体？它们之间的关系怎样？（3）用Fischer 投影式画出它们的构型，并用R/S 分别标出手性碳原子的构型。
[解](1)(2) 氯霉素有4个旋光异构体。
其中Ⅰ与Ⅱ，Ⅲ与Ⅳ是对映体，Ⅰ与Ⅲ或Ⅳ，Ⅱ与Ⅲ或Ⅳ是非对映体。
(3)Ⅰ Ⅱ Ⅲ ⅣR,R S,S S,R R,S 问题与思考5-13 写出分子式为C 5H 10的环状化合物的所有同分异构体。
[解] C 5H 10的环状化合物共有7个同分异构体：问题与思考5-14 下列说法是否正确？（1）手性分子都含有手性碳原子，因此手性分子都有旋光性。
（2）含手性碳原子的分子必然有手性，因此含手性碳原子的分子都有旋光性。
[解]（1）错。
虽然手性分子都有旋光性，但手性分子不一定含有手性碳原子。
（2）错。
含手性碳原子的分子不一定有手性，所以也不一定有旋光性。
问题与思考5-15 下列化合物是否具有旋光性，为什么？ClClHHCl2H 5CH 3HCl HCH 32H 5H Cl HClCl CH 32H 5H Cl HCH 32H5**Cl2CHCNHCHCHCH 2OHNO 2OCl 2CH NHHCH 2OH OH2O H Cl 2CH C NHHCH 2OH OH2O H HOCH 2O HCl 2CH C NH H2O H HOCH 2O H Cl 2CH C NHH2O HCl 2CH NH CH CH 2OHOHNO 2O（1）（2）[解]（1）无旋光性。
因为两个苯环相互垂直，一个苯环上带有两个相同的羧基，分子中带有硝基的苯环所在的平面为一对称面，所以化合物无旋光性。
（2）无旋光性。
因为两个π键相互垂直，一个碳原子连有两个相同的氯原子，分子中Cl-C-Br 三个原子所在的平面为一对称面，所以化合物无旋光性。
问题与思考5-16 下列化合物属于季铵盐类。
判断其是否具有手性？[解]因为分子中无对称因素，所以有手性。
第五章 旋光异构 习题答案1．(1) 2个旋光异构体 (2) 无旋光异构体 (3) 3个旋光异构体 (4) 2个旋光异构体 (5) 2个旋光异构体 (6) 8个旋光异构体(1) (CH 3)2CHHHO 2H 5OH2H 5H (CH 3)2CH(S)(R)(2) CH=CH HCl 2Cl2H CH=CH (S)(R)2.CH 3H Cl Cl H非对映体(4)CH 3H Cl Cl HCH 3CH 3H Cl Cl H CH 3CH 3(S, S)(R, R)(S, R)内消旋体2ClBr C ClClC CCH 2CH H 3C2C 6H 56H 5CH 2ICH 3CHCH 2CH 3OHOHOH（）1356（）（）（）******OCH 3C 2H 5(3)CH 3H Cl Cl H HCl ClH CH 3C 2H 5(2S, 3R) (2R,3S )(2S, 3S) (2R, 3R)非对映体H ClCl H CH 3C 2H 5H ClCl H CH 3C 2H 54． （1）H325H 325对映体（2）2H 52OHH 32OH252OH3C 2H 32OH相同分子（3）333325对映体(4)对映体(5)HHO (3) HCl H (4)CH 33. (1)CH 32H 5Br CH 2OH (2)H 2NCOOHH 2OHCHO OH H CH 2OHHO H OH H 3(5)(6)COOH HCOOH(CH 3)2CHH333对映体(6)255 3对映体(7)3非对映体(8)2H5H3255H3CH3H HCOOHH3C Br对映体5．共有3个旋光异构体，即一对对映体，一个内消旋体。
6． A． B． C． D．7．8．CH3CCH3ClCH2CH2CH2CH3CH2CHCl2CH3CHCH2Cl HHCOOHOHOHCOOCH3A B（）（）CH2 = CH C CH2CH3CH3CH2 C CH2CH3ClHClH*9． （A ）有旋光活性。
10． （1）产物的比旋光度是+8.22°（2）旋光性产物的旋光纯度降低（3）按S N 2历程水解的产物是S-构型，按S N 1历程水解的旋光性产物是S-构型和R-构型CH 3CH 3A B （ ）（ ）CH 3CH 2 C CHO HCH 3CH 2 CH CH = CH 2**。