第七章
问题7.1 由手册查得葡萄糖水溶液的比旋光度为[α]D =+52.5O (H2O) 在同样条件下测得以未知浓度的葡萄糖水溶液的旋光度为+3.4O ,求其浓度。 答案:
c=α/([α]D *l)=0.065 g/mL
问题7.2 以化合物的氯仿溶液的旋光度为+10O ,如果把溶液稀释1倍,其旋光度是多少? 答案: +5 O
问题7.3 用星号标出下列化合物中的手性碳原子。
20
20
CH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 3
3
CH 3CH 2CHCH 3
CH 3CHCOOH
2
C 6H 5CHDCH 3
答案:
问题7.4 下列构型式哪些是相同的,哪些是对映体?
COOH
COOH (3)HO 2OH
CH 3(4)H 3C
OH COOH
H
(1)H OH 2OH
(2)H
答案: (1)(3)(4)相同,与(2)是对映体。
问题7.5 L-(-)-甘油醛经温和养化得到相应的右旋的甘油酸,它的名称应是:
(a) D -(+)-甘油酸 (b )L —(+)-甘油酸 (c)D-(-)-甘油酸
(d)L-(-)-甘油酸 答案: (b )
问题7.6用R/S标定下列化合物的构型:
OH
(1)
H 3CH 2CH CH
2(2)
H 3CH 2
OH
H 3(3)
C 65
COOH
(4)H 3C
(5)HOH 2C
CHO
(6)
H OH CH 2OH
答案:
(1)S (2)S (3)S (4)R (5)S (6)R
问题7.7 写出2-氯-3-羟基丁二酸HOOC
CH COOH 的立体异构体的费歇
*
*
尔投影式,用R/S标记每一个手性碳原子的构型。并说明哪些互为对映体,哪些互为非对映体,哪些属于赤式,哪些属于苏式。 答案:
问题7.8 写出2,3-二溴丁烷CH 3CHBrCHBrCH 3
立体异构体的费歇尔投影式并说明哪些式对映体,哪些式内消旋体,哪些属于赤式,哪些属于苏式。 答案:
问题7.9 设+A 与—A 为对映体,填充下表的空白处。
化合物
熔点(℃)
[α]D (乙腈)
20
溶解度(g/100g丙酮) 密度(g/mL,20℃)
+A -A ±A 106 106 ? +43 -43 0 94.5 94.5
126.7 1.140 1.140 1.080
问题7.10 写出1,3-二甲基-2,4-二苯基环丁烷的顺反异构体(五种),并指出哪些异构体有对称面。 答案:
问题7.11写出下列化合物的费歇尔投影式并标记手性碳原子的R/S构型。如有非手性分子,指出对称因素。
(1)
3
答案
问题7.12 判断下列化合物是否有手性:
CH 3
C H
C
C
CH 3
3
(1)
H
(3)H 3CH 2C
(4)
3CH 3
答案: (1)、(2)、(4)有手性
问题7.13 纯(R )-2-溴辛烷的比旋光度[α]D =-34.6°,测得(R )-2-溴辛烷样品比旋光度[α]D =-17.3°。该样品中(R )-(-)-2-溴辛烷和(S )-(+)-2-溴辛烷各占多少(假设样品中不含其它杂质)? 答案:
(R )-(-)-2-溴辛烷占75%,(S )-(+)-2-溴辛烷占25%。
问题7.14 烯烃被稀冷高锰酸钾氧化为临位二醇的反应是顺式加成,试写出下列反应的立体异构产物:
25
25
(1)
H 3C
H H 3C
C H
C C
CH 3H H 3
KMnO 4(稀,冷)
(2)
KMnO (稀,冷)
答案:
(1)赤式,内消旋体。(2)苏式、外消旋体。
习题
1. 解释下列名次和符号:
构造、构型、构象、手性、对映异构、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体、R 、S 、D 、L 、d 、l 、(+)、(-)、(±)、meso -。 答案:
构造:分子中原子之间相互连接的次序和方式; 构型:分子中原子在空间的排列方式;
构象:通过单键旋转引起的分子中原子或基团在空间的排列方式; 手性:互为镜像但是不能重叠的性质;
对映异构:构造相同而构型不同的手性分子之间的异构现象; 对映体:互为镜像关系的两个手性分子之间互为对映体; 非对映体:在具有两个手性中心的化合物中,构型相同而且不互为镜像关系的化合物之间互为非对映体;
外消旋体:等量对映体的混合物;
内消旋体:具有对称面和手性中心的化合物;
R 、S :将与手性碳原子相连接的原子或原子团按照次序规则排列,较优基团在前,观察者从最后基团对面观察,其余三个基团顺时针为R ,逆时针为S;
D 、L :以D ,L 甘油醛为基准,能通过化学反映得到的或可以转化为甘油醛的以相应构型表示;
d 、l :同上;
(+)、(-):旋光度值的正负; (±):外消旋体; meso -:内消旋体。
2. 下列说法哪些式正确的?哪些式错误的?为什么?
(1) 有手性的化合物一定能被测出旋光度。
(2) R -构型的手性化合物必定有右旋的旋光方向。 (3) 具有手性碳原子的化合物一定具有手性。 (4) 旋光性化合物分子中一定有手性碳原子。 (5) 旋光性化合物一定是手性分子。
(6) 内消旋体和外消旋体都没有旋光性,所以都是非手性分子。 (7) 如果一个化合物有对称轴(C n ),它必然无旋光性。 答案:
(1,×)旋光度可以随着温度或溶剂变化,甚至旋光知的正负也能转变; (2,×)构型和旋光方向没有必然的联系; (3,×)内消旋体;
(4,×)除了碳手性,还可以有硫手性、磷手性等,另外还可以是轴手性或者面手性; (5,√)
(6,×)外消旋体是混合物,每个对映体都是手性分子; (7,×)存在对称轴不是判断无手性的依据。
3. 写出下列化合物的Fischer 投影式:
(1)L-2-氨基丙酸 (2)(2R ,3S )-2-氯-3-溴己烷 (3)R -3-溴-1-丁烯
(4)4-S -(2Z ,5E )-4-甲基-2,5-辛二烯 答案:
H
CH 3
H 3C
Br
(1)
H 3C
3
H
Br H
(2)
Cl
Cl H
CH 3CH 3CH 3
(3)
Cl
3
H
(4)
H
答案:
4. 写出甲基环戊烷可能的一氯代产物的构型式,指出哪些式对映体,哪些是非对映体,哪
些没有手性。 答案提示:
5. 写出1,3-二氯环己烷立体异构体的构型式及相应的稳定的构象。 答案:
6. 顺反异构体的胜利活性也往往存在很大差别。(E )-己烯雌酚具有激素性质,有很强的
生理活性,可以供要用,而(Z )-己烯雌酚生理活性很小,无药用价值。试写出它们的系统名称。 HO
(E)-己烯雌酚
(Z)-己烯雌酚
答案:
(E )-3,4-二对羟基苯基-3-己烯 (Z )-3,4-二对羟基苯基-3-己烯
7. 写出下列化合物所有的立体异构体:
3
HO
OH
(1)
CH(CH3) 2
(2)
OH
薄荷醇
六羟基环己烷
(3)C 6H 5CH(OH)CH(NHCH3)CH 3 麻黄素
(4)CH 3(CH2) 5CH(OH)CH2CH=CH(CH2) 7COOH 蓖麻酸 (5)CH 3CH=C=C(COOH)CH2CH(CH3)CH 2CH 3 答案:
8. 化合物A 、B 、和C 的分子式都是C6H12。当催化加氢时都可以吸收一分子氢生成3-
甲基戊烷。A 具有顺反异构而B 和C 不存在顺反异构。A 、B 分别与HBr 加成主要得到同一化合物D ,D 是非手性分子,而C 与HBr 加成得到外消旋体E 。根据以上事实写出A 、B 、C 、D 、E 的结构式。 答案:
9. 用稀冷的高锰酸钾溶液与(Z )-2-丁烯反应得到熔点为32℃的邻二醇,与(E )-2
-丁烯反应,得到熔点为19℃的邻二醇,两个邻二醇均无光学活性,前者不能被拆分,二后者能被拆分得到比旋光度相等的旋光方向相反的一对对映体,试推测熔点为19℃和32℃的邻二醇的构型。 答案:
10. 将环氧化合物水解的到邻二醇,写出(Z )-2-丁烯和(E )-2-丁烯分别环氧化后水
解的立体异构产物。 答案:
第七章
问题7.1 由手册查得葡萄糖水溶液的比旋光度为[α]D =+52.5O (H2O) 在同样条件下测得以未知浓度的葡萄糖水溶液的旋光度为+3.4O ,求其浓度。 答案:
c=α/([α]D *l)=0.065 g/mL
问题7.2 以化合物的氯仿溶液的旋光度为+10O ,如果把溶液稀释1倍,其旋光度是多少? 答案: +5 O
问题7.3 用星号标出下列化合物中的手性碳原子。
20
20
CH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 3
3
CH 3CH 2CHCH 3
CH 3CHCOOH
2
C 6H 5CHDCH 3
答案:
问题7.4 下列构型式哪些是相同的,哪些是对映体?
COOH
COOH (3)HO 2OH
CH 3(4)H 3C
OH COOH
H
(1)H OH 2OH
(2)H
答案: (1)(3)(4)相同,与(2)是对映体。
问题7.5 L-(-)-甘油醛经温和养化得到相应的右旋的甘油酸,它的名称应是:
(a) D -(+)-甘油酸 (b )L —(+)-甘油酸 (c)D-(-)-甘油酸
(d)L-(-)-甘油酸 答案: (b )
问题7.6用R/S标定下列化合物的构型:
OH
(1)
H 3CH 2CH CH
2(2)
H 3CH 2
OH
H 3(3)
C 65
COOH
(4)H 3C
(5)HOH 2C
CHO
(6)
H OH CH 2OH
答案:
(1)S (2)S (3)S (4)R (5)S (6)R
问题7.7 写出2-氯-3-羟基丁二酸HOOC
CH COOH 的立体异构体的费歇
*
*
尔投影式,用R/S标记每一个手性碳原子的构型。并说明哪些互为对映体,哪些互为非对映体,哪些属于赤式,哪些属于苏式。 答案:
问题7.8 写出2,3-二溴丁烷CH 3CHBrCHBrCH 3
立体异构体的费歇尔投影式并说明哪些式对映体,哪些式内消旋体,哪些属于赤式,哪些属于苏式。 答案:
问题7.9 设+A 与—A 为对映体,填充下表的空白处。
化合物
熔点(℃)
[α]D (乙腈)
20
溶解度(g/100g丙酮) 密度(g/mL,20℃)
+A -A ±A 106 106 ? +43 -43 0 94.5 94.5
126.7 1.140 1.140 1.080
问题7.10 写出1,3-二甲基-2,4-二苯基环丁烷的顺反异构体(五种),并指出哪些异构体有对称面。 答案:
问题7.11写出下列化合物的费歇尔投影式并标记手性碳原子的R/S构型。如有非手性分子,指出对称因素。
(1)
3
答案
问题7.12 判断下列化合物是否有手性:
CH 3
C H
C
C
CH 3
3
(1)
H
(3)H 3CH 2C
(4)
3CH 3
答案: (1)、(2)、(4)有手性
问题7.13 纯(R )-2-溴辛烷的比旋光度[α]D =-34.6°,测得(R )-2-溴辛烷样品比旋光度[α]D =-17.3°。该样品中(R )-(-)-2-溴辛烷和(S )-(+)-2-溴辛烷各占多少(假设样品中不含其它杂质)? 答案:
(R )-(-)-2-溴辛烷占75%,(S )-(+)-2-溴辛烷占25%。
问题7.14 烯烃被稀冷高锰酸钾氧化为临位二醇的反应是顺式加成,试写出下列反应的立体异构产物:
25
25
(1)
H 3C
H H 3C
C H
C C
CH 3H H 3
KMnO 4(稀,冷)
(2)
KMnO (稀,冷)
答案:
(1)赤式,内消旋体。(2)苏式、外消旋体。
习题
1. 解释下列名次和符号:
构造、构型、构象、手性、对映异构、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体、R 、S 、D 、L 、d 、l 、(+)、(-)、(±)、meso -。 答案:
构造:分子中原子之间相互连接的次序和方式; 构型:分子中原子在空间的排列方式;
构象:通过单键旋转引起的分子中原子或基团在空间的排列方式; 手性:互为镜像但是不能重叠的性质;
对映异构:构造相同而构型不同的手性分子之间的异构现象; 对映体:互为镜像关系的两个手性分子之间互为对映体; 非对映体:在具有两个手性中心的化合物中,构型相同而且不互为镜像关系的化合物之间互为非对映体;
外消旋体:等量对映体的混合物;
内消旋体:具有对称面和手性中心的化合物;
R 、S :将与手性碳原子相连接的原子或原子团按照次序规则排列,较优基团在前,观察者从最后基团对面观察,其余三个基团顺时针为R ,逆时针为S;
D 、L :以D ,L 甘油醛为基准,能通过化学反映得到的或可以转化为甘油醛的以相应构型表示;
d 、l :同上;
(+)、(-):旋光度值的正负; (±):外消旋体; meso -:内消旋体。
2. 下列说法哪些式正确的?哪些式错误的?为什么?
(1) 有手性的化合物一定能被测出旋光度。
(2) R -构型的手性化合物必定有右旋的旋光方向。 (3) 具有手性碳原子的化合物一定具有手性。 (4) 旋光性化合物分子中一定有手性碳原子。 (5) 旋光性化合物一定是手性分子。
(6) 内消旋体和外消旋体都没有旋光性,所以都是非手性分子。 (7) 如果一个化合物有对称轴(C n ),它必然无旋光性。 答案:
(1,×)旋光度可以随着温度或溶剂变化,甚至旋光知的正负也能转变; (2,×)构型和旋光方向没有必然的联系; (3,×)内消旋体;
(4,×)除了碳手性,还可以有硫手性、磷手性等,另外还可以是轴手性或者面手性; (5,√)
(6,×)外消旋体是混合物,每个对映体都是手性分子; (7,×)存在对称轴不是判断无手性的依据。
3. 写出下列化合物的Fischer 投影式:
(1)L-2-氨基丙酸 (2)(2R ,3S )-2-氯-3-溴己烷 (3)R -3-溴-1-丁烯
(4)4-S -(2Z ,5E )-4-甲基-2,5-辛二烯 答案:
H
CH 3
H 3C
Br
(1)
H 3C
3
H
Br H
(2)
Cl
Cl H
CH 3CH 3CH 3
(3)
Cl
3
H
(4)
H
答案:
4. 写出甲基环戊烷可能的一氯代产物的构型式,指出哪些式对映体,哪些是非对映体,哪
些没有手性。 答案提示:
5. 写出1,3-二氯环己烷立体异构体的构型式及相应的稳定的构象。 答案:
6. 顺反异构体的胜利活性也往往存在很大差别。(E )-己烯雌酚具有激素性质,有很强的
生理活性,可以供要用,而(Z )-己烯雌酚生理活性很小,无药用价值。试写出它们的系统名称。 HO
(E)-己烯雌酚
(Z)-己烯雌酚
答案:
(E )-3,4-二对羟基苯基-3-己烯 (Z )-3,4-二对羟基苯基-3-己烯
7. 写出下列化合物所有的立体异构体:
3
HO
OH
(1)
CH(CH3) 2
(2)
OH
薄荷醇
六羟基环己烷
(3)C 6H 5CH(OH)CH(NHCH3)CH 3 麻黄素
(4)CH 3(CH2) 5CH(OH)CH2CH=CH(CH2) 7COOH 蓖麻酸 (5)CH 3CH=C=C(COOH)CH2CH(CH3)CH 2CH 3 答案:
8. 化合物A 、B 、和C 的分子式都是C6H12。当催化加氢时都可以吸收一分子氢生成3-
甲基戊烷。A 具有顺反异构而B 和C 不存在顺反异构。A 、B 分别与HBr 加成主要得到同一化合物D ,D 是非手性分子,而C 与HBr 加成得到外消旋体E 。根据以上事实写出A 、B 、C 、D 、E 的结构式。 答案:
9. 用稀冷的高锰酸钾溶液与(Z )-2-丁烯反应得到熔点为32℃的邻二醇,与(E )-2
-丁烯反应,得到熔点为19℃的邻二醇,两个邻二醇均无光学活性,前者不能被拆分,二后者能被拆分得到比旋光度相等的旋光方向相反的一对对映体,试推测熔点为19℃和32℃的邻二醇的构型。 答案:
10. 将环氧化合物水解的到邻二醇,写出(Z )-2-丁烯和(E )-2-丁烯分别环氧化后水
解的立体异构产物。 答案: