3立体化学

第三章 立体化学(倪沛洲109)

1、举例说明下列名词术语:

2、按次序规则排出下列基团的优先次序:

(1)

H

(5)(9)

C O C CH 3

O

(6)(2)

C OC 2H 5

CH 2

(3)(7)

C

N

(4)(8)

CH 2I O

CH 2NH 2

C NH 2

答:(2)<(1)<(7)<(3)<(5)<(9)<(8)<(6)<(4) 3、将下列化合物中手性碳原子用星号标出:

(1)CH 3CH(D)CH(CH3) 2(3)C 6H 5CD(Cl)CH3

(2)CH 2(4)

CHCH(OH)CH2CH 3

ClCH 2CH(Cl)CH2CH 2Cl

4、下列分子中各有几个手性碳原子?理论上各有多少个立体异构体?

(1)

*

O

*

答:(1)CH 3CH(D)CH(CH3) 2

*(3)C 6H 5CD(Cl)CH3

(2)CH 2(4)

*

CHCH(OH)CH2CH 3

*

ClCH 2CH(Cl)CH2CH 2Cl

(2)

HO

(3)

HO

**

*

答:(1)2个;4个;(2)3个;8个;(3)8个;256个。 5、写出下列各化合物的费歇尔投影式: (1)(R )-2-丁醇;(2)(S )-4-溴-1-戊烯;(3)(2R ,3R ,4S )-4-氯-2,3-二溴己烷;

答:(1)

HO

CH 3

CH 3

H C 2H 5

(2)

Br

CH 2CH H CH 3

CH 2

(3)

H Cl

H Br H C 2H 5

6、下列化合物的构型式中,哪些是相同的?哪些是对映体?哪些是内消旋体?

(1)

Cl Br Cl

CH 3

H H H CH 3

(5)

H Br Cl

3

Cl H H 3

(6)

Cl H H (2)

H H H

CH 33

H Br Cl 3

(7)

H Cl

CH 3

Cl Br Cl

(3)

Cl Br H

CH 3

H H Cl 33

H Br H 3

(8)

H Br H

CH 3

(4)

H H Cl

3

Cl Br H 3CH 3

Cl H Cl

答:(1)与(2)、(3)与(6)、(4)与(5)、(7)与(8)为同一化合物,(3)与(4)、(5)与(6)为对映体,(1)、(2)、(7)、(8)为内消旋体。

7、把下述化合物进行氯化反应后,反应产物用分馏法小心分开:①预计可收集到多少馏分;

②画出组成各馏分的立体化学式并以R ,S 标明构型;③指出哪个馏分有旋光性。

(1)(2)(3)

(4)

正丁烷

+

Cl 2Cl 2

C 4H 9Cl C 5H 10Cl 2Cl 2

C 7H 14Cl 2C 5H 10Cl 2

S-2-氯戊烷+

R-2-氯-2,3-二甲基戊烷+() -1-氯-2-甲基丁烷+

Cl 2

答:(1)两个馏分,均没有旋光性。

①ClCH 2CH 2CH 2CH 3,非手性分子。

CH 3

Cl

H C 2H 5R

外消旋体

H

CH 3

Cl C 2H 5S

(2)七个馏分,其中五个馏分有旋光性。 (3)七个馏分,其中六个馏分有旋光性。 (4)六个馏分均无旋光性。

8、将1.5g 旋光物质溶解在乙醇中,配成50mL 溶液。(1)假如这溶液在10 cm旋光管中观察旋光度为+2.790,求200C 时钠光(D 线)下的比旋光度。(2)假如上述溶液在5 cm旋光管中测定,那么测得的旋光度是多少?(3)若将溶液由50 mL稀释到150 mL,在10 cm管中测定,旋光度又是多少?

解:(1)

(2)

[α] tλα

[α] tλ[α] tλ

αl

0.03×1

+930

+1.3950+0.930

. .

ρ. l ρ. l

930×0.03×0.5930×0.01×1

(3)α

CH 3

9、将下列费歇尔投影式改写成锯架式:

CH 3

(1)

H

H Br

(2)

H H

S Cl Cl

2H 5

答:(1)

Br

3

H Br

(2)

H

CH 3

Cl Cl

CH(CH3) 2

10、(S )-(-)-1-氯-2-甲基丁烷二氯代后产物:的分子式为C 5H 10Cl 2。推测能有几种馏分,画出各馏分化合物的结构,各馏分有无旋光性?

CH 2Cl

答:

*

ClCH 22CH 3

CH 31-氯-2-甲基丁烷

CH 3

S

2H 5

(CH3) 2CH

H CH 2CH 3

(S )-(-)-1-氯-2-甲基丁烷

二氯代后产物:

(1)

*

Cl 22CH 3

CH 3

CHCl 2

CH 3

S

H CH 2CH 3

旋光

(2)

*

ClCH 22CH 3

3

CH 2Cl Cl

S

CH 2Cl CH 3

R

CH 3

Cl

CH 2CH 3CH 2CH 3

外消旋体,不旋光

(3)

ClCH 22CH 3

2Cl 无手性,不旋光

2Cl H H CH 3Cl

H Cl

2Cl

(4)

**

ClCH 23

H 3C Cl

CH 3H

CH 3旋光

*

ClCH 22CH 2Cl

CH 3

CH 2Cl CH 3

S

CH

3旋光

(5)

H

CH 2CH 2Cl 旋光

11、指出下列化合物是苏型还是赤型:p95

CH 3

(1)

H H

OH OH CH 2CH 3

(2)

H

CH 2CH 3

Br (3)

COOH

3

OH

Br

3

答:(1) 赤型;(2) 赤型;(3)苏型

CH 3

(1)

H

H

OH OH CH 2CH 3

(2)

H H

COOH

S CH 3

(3)

H HO

S

Br Br OH H

CH 2CH 3CH 2CH 3

CH 3Cl H

H Br CH 3IV

12、2-溴-3-氯丁烷有四种立体异构体:IV

CH 3H H

Cl Br CH 3I

Cl Br

CH 3

H H CH 3II

H Br

CH 3

Cl H CH 3III

(1)这些异构体中,哪些之间是对映体?哪些之间是非对映体? (2)I 和II 对平面偏振光的作用是否相同?II 和IV 呢? (3)这些异构体中,哪些异构体的旋光度绝对值相同?

(4)若四个异构体混在一起,用精密分馏装置分馏得几种馏分?并指出馏分的组成。 答:(1)I 与II 、III 与IV 是对映体。I 或II 与III 或IV 为非对映体。

(2)I 和II 对平面偏振光的作用是绝对值相等,方向相反。II 和IV 对平面偏振光的作

用不同。

(3)I 与II 旋光度绝对值相同,III 与IV 旋光度绝对值相同。 (4)两个馏分,每个馏分为一对对映体。 13、判断下列叙述是否正确?

(1)多取代环己烷的优势构象是所有取代基都处于e 键的构象。 (2)外消旋体是没有旋光性的化合物。 (3)内消旋体是没有手性碳原子的化合物。 答:(1)(2)(3)不对。???

第三章 立体化学(倪沛洲109)

1、举例说明下列名词术语:

2、按次序规则排出下列基团的优先次序:

(1)

H

(5)(9)

C O C CH 3

O

(6)(2)

C OC 2H 5

CH 2

(3)(7)

C

N

(4)(8)

CH 2I O

CH 2NH 2

C NH 2

答:(2)<(1)<(7)<(3)<(5)<(9)<(8)<(6)<(4) 3、将下列化合物中手性碳原子用星号标出:

(1)CH 3CH(D)CH(CH3) 2(3)C 6H 5CD(Cl)CH3

(2)CH 2(4)

CHCH(OH)CH2CH 3

ClCH 2CH(Cl)CH2CH 2Cl

4、下列分子中各有几个手性碳原子?理论上各有多少个立体异构体?

(1)

*

O

*

答:(1)CH 3CH(D)CH(CH3) 2

*(3)C 6H 5CD(Cl)CH3

(2)CH 2(4)

*

CHCH(OH)CH2CH 3

*

ClCH 2CH(Cl)CH2CH 2Cl

(2)

HO

(3)

HO

**

*

答:(1)2个;4个;(2)3个;8个;(3)8个;256个。 5、写出下列各化合物的费歇尔投影式: (1)(R )-2-丁醇;(2)(S )-4-溴-1-戊烯;(3)(2R ,3R ,4S )-4-氯-2,3-二溴己烷;

答:(1)

HO

CH 3

CH 3

H C 2H 5

(2)

Br

CH 2CH H CH 3

CH 2

(3)

H Cl

H Br H C 2H 5

6、下列化合物的构型式中,哪些是相同的?哪些是对映体?哪些是内消旋体?

(1)

Cl Br Cl

CH 3

H H H CH 3

(5)

H Br Cl

3

Cl H H 3

(6)

Cl H H (2)

H H H

CH 33

H Br Cl 3

(7)

H Cl

CH 3

Cl Br Cl

(3)

Cl Br H

CH 3

H H Cl 33

H Br H 3

(8)

H Br H

CH 3

(4)

H H Cl

3

Cl Br H 3CH 3

Cl H Cl

答:(1)与(2)、(3)与(6)、(4)与(5)、(7)与(8)为同一化合物,(3)与(4)、(5)与(6)为对映体,(1)、(2)、(7)、(8)为内消旋体。

7、把下述化合物进行氯化反应后,反应产物用分馏法小心分开:①预计可收集到多少馏分;

②画出组成各馏分的立体化学式并以R ,S 标明构型;③指出哪个馏分有旋光性。

(1)(2)(3)

(4)

正丁烷

+

Cl 2Cl 2

C 4H 9Cl C 5H 10Cl 2Cl 2

C 7H 14Cl 2C 5H 10Cl 2

S-2-氯戊烷+

R-2-氯-2,3-二甲基戊烷+() -1-氯-2-甲基丁烷+

Cl 2

答:(1)两个馏分,均没有旋光性。

①ClCH 2CH 2CH 2CH 3,非手性分子。

CH 3

Cl

H C 2H 5R

外消旋体

H

CH 3

Cl C 2H 5S

(2)七个馏分,其中五个馏分有旋光性。 (3)七个馏分,其中六个馏分有旋光性。 (4)六个馏分均无旋光性。

8、将1.5g 旋光物质溶解在乙醇中,配成50mL 溶液。(1)假如这溶液在10 cm旋光管中观察旋光度为+2.790,求200C 时钠光(D 线)下的比旋光度。(2)假如上述溶液在5 cm旋光管中测定,那么测得的旋光度是多少?(3)若将溶液由50 mL稀释到150 mL,在10 cm管中测定,旋光度又是多少?

解:(1)

(2)

[α] tλα

[α] tλ[α] tλ

αl

0.03×1

+930

+1.3950+0.930

. .

ρ. l ρ. l

930×0.03×0.5930×0.01×1

(3)α

CH 3

9、将下列费歇尔投影式改写成锯架式:

CH 3

(1)

H

H Br

(2)

H H

S Cl Cl

2H 5

答:(1)

Br

3

H Br

(2)

H

CH 3

Cl Cl

CH(CH3) 2

10、(S )-(-)-1-氯-2-甲基丁烷二氯代后产物:的分子式为C 5H 10Cl 2。推测能有几种馏分,画出各馏分化合物的结构,各馏分有无旋光性?

CH 2Cl

答:

*

ClCH 22CH 3

CH 31-氯-2-甲基丁烷

CH 3

S

2H 5

(CH3) 2CH

H CH 2CH 3

(S )-(-)-1-氯-2-甲基丁烷

二氯代后产物:

(1)

*

Cl 22CH 3

CH 3

CHCl 2

CH 3

S

H CH 2CH 3

旋光

(2)

*

ClCH 22CH 3

3

CH 2Cl Cl

S

CH 2Cl CH 3

R

CH 3

Cl

CH 2CH 3CH 2CH 3

外消旋体,不旋光

(3)

ClCH 22CH 3

2Cl 无手性,不旋光

2Cl H H CH 3Cl

H Cl

2Cl

(4)

**

ClCH 23

H 3C Cl

CH 3H

CH 3旋光

*

ClCH 22CH 2Cl

CH 3

CH 2Cl CH 3

S

CH

3旋光

(5)

H

CH 2CH 2Cl 旋光

11、指出下列化合物是苏型还是赤型:p95

CH 3

(1)

H H

OH OH CH 2CH 3

(2)

H

CH 2CH 3

Br (3)

COOH

3

OH

Br

3

答:(1) 赤型;(2) 赤型;(3)苏型

CH 3

(1)

H

H

OH OH CH 2CH 3

(2)

H H

COOH

S CH 3

(3)

H HO

S

Br Br OH H

CH 2CH 3CH 2CH 3

CH 3Cl H

H Br CH 3IV

12、2-溴-3-氯丁烷有四种立体异构体:IV

CH 3H H

Cl Br CH 3I

Cl Br

CH 3

H H CH 3II

H Br

CH 3

Cl H CH 3III

(1)这些异构体中,哪些之间是对映体?哪些之间是非对映体? (2)I 和II 对平面偏振光的作用是否相同?II 和IV 呢? (3)这些异构体中,哪些异构体的旋光度绝对值相同?

(4)若四个异构体混在一起,用精密分馏装置分馏得几种馏分?并指出馏分的组成。 答:(1)I 与II 、III 与IV 是对映体。I 或II 与III 或IV 为非对映体。

(2)I 和II 对平面偏振光的作用是绝对值相等,方向相反。II 和IV 对平面偏振光的作

用不同。

(3)I 与II 旋光度绝对值相同,III 与IV 旋光度绝对值相同。 (4)两个馏分,每个馏分为一对对映体。 13、判断下列叙述是否正确?

(1)多取代环己烷的优势构象是所有取代基都处于e 键的构象。 (2)外消旋体是没有旋光性的化合物。 (3)内消旋体是没有手性碳原子的化合物。 答:(1)(2)(3)不对。???


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