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
②
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
②
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。???