大学-立体化学练习题和答案

立体化学(一)在氯丁烷和氯戊烷的所有异构体中，哪些有手性碳原子？解：氯丁烷有四种构造异构体，其中2-氯丁烷中有手性碳：氯戊烷有八种构造异构体，其中2-氯戊烷(C2*)，2-甲基-1-氯丁烷(C2*)，2-甲基-3-氯丁烷(C3*)有手性碳原子：(二)各写出一个能满足下列条件的开链化合物：(1)具有手性碳原子的炔烃C6H10；(2)具有手性碳原子的羧酸C5H10O2(羧酸的通式是CnH2n+1COOH)。解：(1)(2)(三)相对分子质量最低而有旋光性的烷烃是哪些？用Fischer投影式表明它们的构型。解：和和(四)是一个具有旋光性的不饱和烃，加氢后生成相应的饱和烃。不饱和烃是什么？生成的饱和烃有无旋光性？解：不饱和烃是或，生成的饱和烃无旋光性。CH3CCH3CH3ClCH3CCH2CH3ClCH3CH2CH2CH2Cl*CHCH3ClCH3CH2CH3CCH3CH3CH2ClCH3(CH2)4ClCH3CH2CH2CHCH3ClCH3CH2CHCH2CH3ClCH3CHCHCH3CH3ClCH3CHCH2CH3CH2ClCH3CCH2CH3CH3ClCH3CHCH2CH2ClCH3***CH3CH2CHCCHCH3*CH3CH2CHCOOHCH3*CH2CH3CH2CH2CH3HCH3CH2CH3CH2CH2CH3HCH3CH2CH3CH(CH3)2HCH3CH2CH3CH(CH3)2HCH3C6H12C6H12C6H12CH2CH3CH=CH2HCH3CH2CH3CH=CH2HCH3(五)比较左旋仲丁醇和右旋仲丁醇的下列各项：(1)沸点(2)熔点(3)相对密度(4)比旋光度(5)折射率(6)溶解度(7)构型解：(1)、(2)、(3)、(5)、(6)相同；(4)大小相同，方向相反；(7)构型互为对映异构体。(六)下列Fischer投影式中，哪个是同乳酸一样的？(1)(2)(3)(4)解：(1)、(3)、(4)和题中所给的乳酸相同，均为R-型；(2)为S-型。提示：①在Fischer投影式中，任意两个基团对调，构型改变，对调两次，构型复原；任意三个基团轮换，构型不变。②在Fischer投影式中，如果最小的基团在竖键上，其余三个基团从大到小的顺序为顺时针时，手性碳的构型为R-型，反之，为S-型；如果最小的基团在横键上，其余三个基团从大到小的顺序为顺时针时，手性碳的构型为S-型，反之，为R-型；(七)Fischer投影式是R型还是S型？下列各结构式，哪些同上面这个投影式是同一化合物？(1)(2)(3)(4)解：S-型。(2)、(3)、(4)和它是同一化合物。(八)把3-甲基戊烷进行氯化，写出所有可能得到的一氯代物。哪几对是对映体？哪些是非对映体？哪些异构体不是手性分子？解：3-甲基戊烷进行氯化，可以得到四种一氯代物。其中：3-甲基-1-氯戊烷有一对对映体：3-甲基-2-氯戊烷有两对对映体：COOHHOHCH3CH3COOHHHOCH3COOHHOHCH3COOHHOHCH3COOHHHOHBrCH3CH2CH3HBrCH3C2H5HBrCH3C2H5BrHCH3HHCH3BrHCH3HHCH3HCH3CH3CH2CH2CH2ClHCH3CH3CH2CH2CH2Cl(1)(2)(3)(4)(1)和(2)是对映体，(3)和(4)是对映体；(1)和(3)、(2)和(3)、(1)和(4)、(2)和(4)、是非对映体。(九)将10g化合物溶于100ml甲醇中，在25℃时用10cm长的盛液管在旋光仪中观察到旋光度为+2.30°。在同样情况下改用5cm长的盛液管时，其旋光度为+1.15°。计算该化合物的比旋光度。第二次观察说明什么问题？解：第二次观察说明，第一次观察到的α是+2.30°，而不是-357.7°。(十)(1)写出3-甲基-1-戊炔分别与下列试剂反应的产物。(A)Br2，CCl4(B)H2，Lindlar催化剂(C)H2O，H2SO4，HgSO4(D)HCl(1mol)(E)NaNH2,CH3I(2)如果反应物是有旋光性的，哪些产物有旋光性？(3)哪些产物同反应物的手性中心有同样的构型关系？(4)如果反应物是左旋的，能否预测哪个产物也是左旋的？解：(1)(A)(B)(C)(D)(E)(2)以上各产物都有旋光性。(3)全部都有同样的构型关系。(4)都不能预测。CH3ClHHCH3C2H5CH3ClHHCH3C2H5CH3ClHHCH3C2H5CH3ClHHCH3C2H50.231100103.2][dmmlgLCCHCCHCH2CH3CH3BrBrBrBrCHCH2CH3CH3CH2=CHCHCH2CH3CH3CCH3OCHCH2CH3CH3CCH2ClCHCH2CH3CH3CCH3C(十一)下列化合物各有多少立体异构体存在？(1)(2)(3)解：(1)四种：(2)八种；(3)八种(十二)根据给出的四个立体异构体的Fischer投影式，回答下列问题：(1)(Ⅱ)和(Ⅲ)是否是对映体？(2)(Ⅰ)和(Ⅳ)是否是对映体？(3)(Ⅱ)和(Ⅳ)是否是对映体？(4)(Ⅰ)和(Ⅱ)的沸点是否相同？(5)(Ⅰ)和(Ⅲ)的沸点是否相同？(6)把这四种立体异构体等量混合，混合物有无旋光性？解：(1)Yes(2)No(3)No(4)Yes(5)No(6)No，四种立体异构体等量混合物无旋光性(十三)预测有多少立体异构体，指出哪些是对映体、非对映体和顺反异构体。解：有四种立体异构体：(A)(B)(C)(D)CH3CH2CHOHCHOHCH3CH3CHCHCHC2H5ClClClCH3CHCHCHClClCH3OHHHC2H5OHOHCH3HHC2H5OHOHCH3HHC2H5OHOHCH3HHC2H5OHOHCH3CH2OHOHHOHHCHOCH2OHHHOHHOCHOCH2OHOHHHHOCHOCH2OHHHOOHHCHO(I)(II)(III)(IV)CH3CH=C=CHCH=CHCH3CH3CH=C=CHCH=CHCH3C=C=CC=CHCH3HHH3CHC=C=CC=CHHCH3HH3CHC=C=CC=CHCH3HHHCH3C=C=CC=CHHCH3HHCH3(A)和(C)，(B)和(D)是对映异构体；(A)和(D)或(B)，(B)和(C)或(A)是非对映异构体；(A)和(B)，(C)和(D)是顺反异构体。(十四)写出CH3CH=CHCH(OH)CH3的四个立体异构体的透视式。指出在这些异构体中哪两组是对映体？哪几组是非对映体？哪两组是顺反异构体？解：分子中有两处可产生构型异，一处为双键，可产生顺反异构，另一处为手性碳，可产生旋光异构。其中：(I)和(II)、(II)和(IV)是对映体；(I)和(III)、(I)和(IV)、(II)和(III)、(II)和(IV)是非对映体；(I)和(III)、(II)和(IV)是顺反异构体。(十五)环戊烯与溴进行加成反应，预期将得到什么产物？产品是否有旋光性？是左旋体、右旋体、外消旋体，还是内消旋体？解：(十六)某烃分子式为C10H14，有一个手性碳原子，氧化生成苯甲酸。试写出其结构式。解：C10H14的结构式为：CH3CH=CHCH(OH)CH3*HC=COHCH3CH3HHHOC=CHCH3CH3HHHC=COHCH3HCH3HHOC=CHCH3HCH3H(2R,3E)-3-戊烯-2-醇(I)(II)(III)(IV)(2S,3E)-(2R,3Z)-(2S,3Z)-BrBrBr2BrBr+外消旋体CHCH2CH3CH3*(十七)用高锰酸钾处理顺-2-丁烯，生成一个熔点为32℃的邻二醇，处理反-2-丁烯，生成熔点为19℃的邻二醇。它们都无旋光性，但19℃的邻二醇可拆分为两个旋光度相等、方向相反的邻二醇。试写出它们的结构式、标出构型以及相应的反应式。解：(十八)某化合物(A)的分子式为C6H10，具有光学活性。可与碱性硝酸银的氨溶液反应生成白色沉淀。若以Pt为催化剂催化氢化，则(A)转变C6H14(B)，(B)无光学活性。试推测(A)和(B)的结构式。解：(A)(B)(十九)化合物C8H12(A)，具有光学活性。(A)在Pt催化下加氢生成C8H18(B)，(B)无光学活性。(A)在部分毒化的钯催化剂催化下，小心加氢得到产物C8H14(C),(C)具有光学活性。试写出(A)、(B)和(C)的结构式。(提示：两个基团构造相同但构型不同，属于不同基团。)解：(A)(B)(C)(2S,3R-2,3-丁二醇)内消旋体C=CCH3CH3HHKMnO4H+CH3OHHOHHCH3+外消旋体C=CCH3HHCH3KMnO4H+CH3HHOOHHCH3CH3OHHHHOCH3(2R,3R-2,3-丁二醇)(2S,3S-2,3-丁二醇)HCCCH2CH3HCH3CH3CH2CHCH2CH3CH3C=CCCCCH3CH3HCH3HHCH3CH2CHCH2CH3CH3CH2CH2C=CCH3HHCHCH3CCCH3HH