第六章 习题参考答案
1、举例说明下列各词的意义。
(1)旋光体 (2)比旋光度 (3)对映异构体 (4)非对映异构体 (5)外消旋体 (6)内消旋体 解:略
2、下列化合物分子中有无手性碳原子(用*表示手性碳原子)。
(1)BrCH2 CHDCH2ClOH(2)COOHCHClCOOHCH3CHOHCH2CH3
:
(3)Cl解
(4)(1)*BrCH2 CHDCH2ClOH**Cl(2)COOHCHClCOOHCH3*CHOHCH2CH3无(3)(4)
3、写出分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式。在这些化合物中哪些有手性?用投影式表示它们的对映异构体。
解:分子式为C3H6DCl的化合物共有5个构造异构体,其中3个有对映异构体。
*(1)ClDCHCH2CH3*(4)DCH2CHCH3Cl(2)CH3CDClCH3(5)无DCH2CH2CH2Cl无*(3)ClCH2CHCH3D
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(1)ClHDCH2CH3ClHDCH2CH3CH2DClHCH3(3)CH2ClHDCH3CH2ClHDCH3(4)
4、(1)丙烷氯化已分离出二氯化合物C3H6Cl2的四种构造异构体,写出它们的构造式。
(2)从各个二氯化物进一步氯化后,可得到三氯化物(C3H5Cl3)的数目已由气相色谱法确定。从A得出一个三氯化物,B给出二个,C和D各给出三个,试推出A、B的结构。
(3)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?
(4)有旋光性的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,另二个是无旋光性的,它们的构造式是怎样的? 解:(1)Cl2CHCH2CH3 CH3CCl2CH3 ClCH2CHClCH3 ClCH2CH2CH2Cl (2)A的构造式为:CH3CCl2CH3
(3)C的构造式为:ClCH2C*HClCH3 ,D的构造式为:Cl2CHCH2CH3 (4)E的构造式为:Cl2CHC*HClCH3
另外两个的构造式为:ClCH2CCl2CH3 ClCH2CHClCH2Cl 5、写出下列构型式是R或S 。
CH2DHClCH3HICClSO3HDCH3CClC6H5HCOOHCCH3ClHCH2CH2CH3CCH3CH(CH3)2
解:(1)R (2)S (3)S (4)S 6、画出下列化合物所有可能的光学异构体的构型式,表明成对的对映体和内消旋体,以R,S标定它们的构型。
(1)CH3CH2CHCH2CH2CH3Br(3)C6H5CH(CH3)CH(CH3)C6H5(5) 精品文档
(2)CH3CHOHCHOHCH3(4)CH3CHBrCHOHCH3CH2CH2CHClCHCl
精品文档 解:
(1)CH2CH3HBrCH2CH2CH3CH3HOHBrHCH3(2S,3R)CH2CH3BrHCH2CH2CH3
一对对映体(2)CH3HOHBrHCH3(2R,3S)CH3HOHBrHCH3(2S,3S)CH3HHOHBrCH3对映体(2R,3R)
对映体(3)CH3HC6H5C6H5HCH3(2S,3S)CH3HC6H5C6H5HCH3对映体(2R,3R)CH3HC6H5HC6H5CH3内消旋体(2S,3R)
(4)CH3HC6H5C6H5HCH3(2S,3S)CH3HC6H5C6H5HCH3对映体(2R,3R)CH3HC6H5HC6H5CH3内消旋体(2S,3R)
Cl(5)ClHHCl对映体(1S,2S)ClClHH(1R,2S)
HHCl(1R,2R)7、写出下列各化合物的费歇尔投影式。 (1)CH3CH3CH2OHH(2)CH3ClHHClCH2CH3
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CH3(3)HHBrCH3HCl(4)CH3OHHClCH3
解:
(1)CH3HOHCH2CH3(2)(3)CH3ClHHBrCH3(4)CH3ClHHClCH2CH3 CH3HOHHClCH3
8、画出下列化合物的构型 (1)CHClBrF(R构型)(3)(2)CH3CH2CHCH=CH(2S构型)ClCHCH3(R构型)(4)C2H5 CH CH CH3(2R,3S构型)OHBrBr
解:
(1)HClFBr(2)(3)C6H5HOHCH3(4)CH2CH3ClHCH=CH2 CH3HBrBrHCH2CH3
9、用费歇尔投影式画出下列化合物的构型式。 (1)(R)-2-丁醇 (2)2-氯-(4S)-4-溴-(E)-2-戊烯 (3)内消旋-3,4-二硝基己烷
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CH3(1)HOHCH2CH3(2)C=CBrHCH3CH3HClCH2CH3NO2(3)HHNO2CH2CH3
10、(1)指出下列化合物的构型是R还是S构型?
CH3HClCH2CH3
(2)在下列各构型中哪些是与上述化合物的构型相同?哪些是它的对映体?
(a)CH2CH3HClCH3ClHCH3HHHCHHCCH3ClH(b)CH3ClCH2CH3
CH3H3C(d)HClCH3(f)ClCHCH
HH
(c)H3CCH3H(e)CH3解: (1)是S构型
(2)(a)CH2CH3HRClCH3是对映体H(b)CH3SClCH2CH3
为相同化合物精品文档
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ClH(c)H3CH为相同化合物SCH3CH3H(d)H3CHCl(S构型)是相同化合物
HHH(e)CHHCRCH3(f)ClCH3CH是对映体RCH3CH
CH3H是对映体Cl11、将下列化合物的费歇尔投影式画成纽曼投影式[ 顺叠(全重叠式)和
反叠(对位交叉式)],并画出它们对映体的相应式子。
(1)解:
CH3HClHClC2H5CH3CH3ClC2H5反叠对映体(2)CH3HOHHC6H5CH3HHClCl
(1)HClClH反叠HC2H5ClClClHHHH3CCH25反叠H3CCH25反叠对映体
CH3(2)HHOCH3反叠对映体CH3C6H5C6H5HH反叠HC2H5OHHHC6H5C6H5HOOHHHH3CCH3反叠对映体H3CCH3反叠
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12、画出下列化合物可能有的立体异构体的构型。
OH(1)HOOCCOOH(2)H3CCH(CH3)2
解:(1)有三个立体异构体
HHOOC**(1)H*COOH*HHOOC*HCOOH*H
HCOOHHOOC对映体(2)有3个C*,因有23=8,即有8个对映异构体:
(内消旋体)(2)H3CHOHHHCH(CH3)2OHHH(CH3)2HCCH3H
对映体HH3CHOHCH(CH3)2HHOH(CH3)2HCHCH3H
对映体H3CHOHCH(CH3)2HHOH(CH3)2HCHHCH3H
对映体HH3CHOHCH(CH3)2H(CH3)2HCOHHHCH3H
13、下列各对化合物哪些属于对映体、非对映体、顺反异构体、构造异构精品文档
精品文档 体或同一化合物?
CH3HOH(1)HBr和CH3CH3(3)HClCH3BrHCH3HOHCH3CH3CH3(2)HHCCBrCl和HHCH3CCCH3H和CH3C=C=CHCH3ClBr
CH3H(4)CH3C=C=CHCH3BrH和HHBrCH3Cl
H5C2(5)HH和C2H5HHH5C2H(6)C2H5HCH3C2H5HHBrBr和CH3C2H5BrH
HBr(7)CH3HCH3和CH3HCH3(8)和CH3
解:(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;(8)构造异构体 14、在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?
COOHHOHHOHHOHCOOH( )ⅠCOOHHOHHOHHOHCOOH( )ⅡCOOHHOHHOHHOHCOOH( )ⅢCOOHHOHHOHHOHCOOH( )Ⅳ
COOHHOHHOHHOHCOOH( )ⅤCOOHHOHHOHHOHCOOH( )ⅥCOOHHOHHOHHOHCOOH( )ⅦCOOHHOHHOHHOHCOOH( )Ⅷ
解: 精品文档
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(Ⅰ)与(Ⅱ),(Ⅲ)与(Ⅴ),(Ⅳ)与(Ⅵ),(Ⅶ)与(Ⅷ)是相同的; (Ⅲ)或(Ⅴ)与(Ⅳ)或(Ⅵ)是对映体 (Ⅰ),(Ⅱ),(Ⅶ),(Ⅷ)是内消旋体
15、 2-丁烯与氯水反应可以得到氯醇(3-氯-2-丁醇),顺- 2-丁烯生成氯醇(Ⅰ)和它的对映体,反- 2-丁烯生成(Ⅱ)和它的对映体。试说明形成氯醇的立体化学过程。
CH3ClHHOHCH3( )ⅠCH3HClHOHCH3( )Ⅱ
解:顺- 2-丁烯与氯水反应生成氯醇(Ⅰ)和它的对映体,说明反应是按反
式加成进行的。反应通过一个环状氯正离子,使C-C单键的自由旋转受到阻碍,从而使OH-只能从三元环氯正离子的反面进攻环上的两个碳原子,同时,由于OH-进攻C2和C3的机会均等,因此得到式(Ⅰ)和它的对映体。反应的立体化学过程如下:
HHCCCH3HOClCH3(1)HClHCC(2)CH3(1)OHCH3(2)HClHCH3ClCH3HOHHClCH3CH3HOHClHCH3对映体OHCH3HHOHCH3CH3
反- 2-丁烯与氯水反应生成氯醇(Ⅱ)和它的对映体,说明反应也是按反式加成进行的。反应也是通过一个环状氯正离子,使C-C单键的自由旋转受到阻碍,从而使OH-只能从三元环氯正离子的反面进攻环上的两个碳原子,精品文档
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同时,由于OH-进攻C2和C3的机会均等,因此得到式(Ⅱ)和它的对映体。反应的立体化学过程如下:
HCH3CCCH3HOClH(1)HClCH3CH(2)C(2)CH3(1)OHHClCH3HCH3OHClCH3HOHClHCH3( )ⅡCH3HClHOHCH3( )Ⅱ0
CH3HHCH3OH
16、用KnMO4与顺-2-丁烯反应,得到一个熔点为32C的邻二醇,而反-2-丁烯反应得到熔点为190C的邻二醇。
CH3 CH=CH CH3KMnO4H2O(O)CH3 CH CH CH3HOOH
两个邻二醇都是无旋光性的。将熔点为190C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190C的及熔点为320C的邻二醇各是什么构型。 (2) 用KnMO4羟基化的立体化学是怎样的? 解:(1)按题意,熔点为190C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:
CH3HOHHOHCH30
CH3HOHHOHCH3
熔点为32C的邻二醇则是无旋光性的内消旋体,其构型如下:
对映体(外消旋体)精品文档
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CH3HOHHOHCH3(2S,3R)(内消旋体)
(3) KnMO4羟基化反应是经过五元环中间体的顺式加成过程,其立体
化学过程如下:
CH3CH3CH3HCCHKMnO4HHKMnO4CH3CH3CH3CH3HCCHOOHHOOCH3CH3OHOHOH2MnHOHCH3O(2S,3R)(内消旋体)
CCCCMnOHO2OCH3HOHHOHCH3
CH3HCCHKMnO4CH3CH3OOCMnOCOHHH2OCH3CH3HOHHOHCH3
17、完成下列反应式,产物以构型式表示之。
(1)
CH3HOCl
(2)CH3 CC CH3HClBr2 (3)CH3解:
KMnO4溶液稀,冷
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(1)CH3HOClOHHCHCl3CH3ClOHH
CH3Br(2)CH CC CHHClH3CC=CClBr2ClCH3BrCl33HCH3(3)稀,冷 KMnO4溶液HOOHCHH3CH3
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HCHBrBrH3CH3 HCH3OHOH
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