有机化学对映异构练习培训讲学
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对 映 异 构一、手性和对称因素1.手性物质分子互为实物和镜象关系,彼此不能完全重叠的特征,称为 分子的手性 ,其分子称为 手性分子 。
连有四个各不相同基团的碳原子称为手性碳原子(或手性中心)用C*表示。
2.对称因素物质分子能否与其镜象完全重叠(是否有手性),可从分子中有无对称因素来判断,最常见的分子对称因素有对称面和对称中心。
(1)、对称面假设分子中有一平面能把分子切成互为镜象的两半,该平面就是分子的对称面:具有对称面的分子无手性。
(2)、对称中心若分子中有一点P ,在离P 等距离直线两端有相同的原子或基团,则点P 称为分子的对称中心。
有对称中心的分子没有手性。
物质分子在结构上具有对称面或对称中心的,就无手性,因而没有旋光性。
物质分子在结构上即无对称面,也无对称中心的,就具有手性,因而有旋光性。
二、对映体含有一个手性碳原子的化合物一定是手性分子,含有两种不同的构型,是互为物体与镜象关系的立体异构体,称为对映异构体(简称为对映体)。
对映异构体特征:○1都有旋光性,一个左旋,一个右旋(又称为旋光异构体)。
○2其物性、化性一般相同,仅旋光方向相反,只有在手性环境下,对映体会表现出某些不同的性质,如反应速度差异,生理作用的不同等。
等量的左旋体和右旋体的混合物称为外消旋体,一般用(±)来表示。
3(一)对映体构型的表示方法1.构型表示方法对映体的构型可用立体结构(楔形式和透视式,书写不方便)和费歇尔投影式表示, Fischer 投影式投影原则:1° 横、竖两条直线的交叉点代表手性碳原子,位于纸平面。
2°“横前竖后” (横线指与C *相连的两键指向纸平面前面,竖线表示指向纸平面的后面。
) 3° 碳链竖放练习1:2.判断不同投影式是否为同一构型的方法: (1)、 将投影式在纸平面上旋转180°,仍为原构型。
(2)、任意固定一个基团不动,依次顺时针或逆时针旋转另三个基团,不会改变原构型。
第四章-对映异构练习题第四章对映异构练习题一、选择题1. 2 分 (7713)下列四个结构式中, 哪一个结构式代表的化合物与其它三个结构式代表的化合物不同?(A) (B) (C) (D)2. 2 分 (8671) 指出下列各组异构体中,哪组是对映体:C CCCH3CHCHHOHCOOHBrBrClClABC3. 2 分 (0194)一对化合物的相互关系是:(A)对映异构体 (B) 非对映异构体 (C) 相同化合物 (D) 不同的化合物4. 2 分 (0202)与的相互关系是:(A) 对映异构体 (B) 非对映异构体 (C) 相同化合物 (D) 不同的化合物5. 2 分 (8669)H2H5CHC2H53HHOHHOCH3HHOHC2H5C2H53HHOHOHOHH3C OHCOOH6H5HO C6H5COOH3HO2HHCH3CHHCH3CHO2CH 3Br HC 2H 5与 CH 3BrH H 5C 2一对化合物的相互关系是:A. 相同化合物B. 对映异构体C. 非对映异构体D. 不同化合物6. 2 分 (4125) (1R ,2S )-2-甲氨基-1苯基-1-丙醇的费歇尔(Fischer)投影式是:7. 2 分 (4001) 下列说法错误的是:A. 有对称面的分子无手性B. 有对称中心的分子无手性C. 有对称轴的分子无手性D. 有交替对称轴的分子无手性 8. 2 分 (4002) 下列关于费歇尔投影式说法错误的是:A. 不能离开纸面翻转B. 水平方向键上说连接原子或原子团朝前C. 不能在纸面上旋转180°D. 任意两个基团不能互换 9. 2 分 (4003) 立体异构不包括下列哪种情况:A. 基团的位置异构B. 顺反异构C. 构型异构D. 构象异构 10. 2 分 (4004) 下列说法正确的是:A. R 构型的分子一定是右旋体B. S 构型的分子一定是左旋体C. D 构型的分子一定是右旋体D. 构型的R 、S 与分子的旋光方向没有关系CH 36H 5OH HNHCH 3H CH 36H 5OH HH CH 3NHCH 36H 5OH H CH 3NHHCH 36H 5H HONHCH 3H (A)(B)(C)(D)二、填空题1. 4 分 (8241)写出1,3-二甲基-2,4-二氯环丁烷可能存在的立体异构体的构型式,判断哪些是手性分子和非手性分子; 并指出非手性分子中存在的对称元素。
第十章对映异构按结构不同,同分异构现象分为两大类。
一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构,称为构造异构。
构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。
另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构,称为立体异构。
立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。
一、偏振光和物质的旋光性1、偏振光和物质的旋光性光是一种电磁波,光在振动的方向与其前进的方向垂直。
普通光的光波是在与前进方向垂直的平面内,以任何方向振动。
如果使普通光通过一个尼科尔棱镜,那么只有和棱镜的晶轴平行振动的光才能通过。
如果这个棱镜的晶轴是直立的,那么只有在这个垂直平面上振动的光才能通过,这种只在一人方向上振动的光称为平面偏振光,简称偏振光。
实验证明,当偏振光通过葡萄糖或乳酸等物质时,偏振光的振动方向会发生旋转。
物质使偏振光的振动方向发生旋转的性质称为旋光性。
具有旋光性的物质称为旋光性物质,或光活性物质。
旋光性物质使偏振光的振动方向旋转的角度,称为旋光度,用α表示。
如果从面对光线入射方向观察,使偏振光的振动方向顺时针旋转的物质称右旋体,用“+”表示,而使偏振光的振动方向逆时针旋转的物质,称左旋体,用“—”表示。
2、旋光度和比旋光度旋光性物质的旋光度和旋光方向可用旋光仪来测定。
旋光度的大小和方向,不仅取决于旋光性物质的结构和性质,而且与测定时溶液的浓度(或纯液体的密度)、盛液管的长度、溶剂的性质、温度和光波的波长等有关。
一定温度、一定波长的入射光,通过一个1分米长盛满浓度为1g•ml-1旋光性物质的盛液管时所测得的旋光度,称比旋光度,用[α]tλ表示。
所以比旋光度可用下式求得:式中C是旋光性物质溶液的浓度,即1毫升溶液里所含物质的克数;L为盛液管的长度,分米。
在一定的条件下,旋光性物质的比旋光度是一个物理常数。
测定旋光度,可计算出比旋光度,从而可鉴定末知的旋光性物质。
例如。
某物质的水溶液浓度为5g/100ml,在1分米长的盛液管内,温度为20℃,光源为钠光,用旋光仪测出旋光度为-4.64º。
第七章 对映异构7.1 基本要求1.了解分子具有旋光性的原因和旋光度的测定方法 2.掌握有关对映异构的一些基本概念3. 掌握手性分子的判断,R 、S 和D 、L 标记法4.理解分子结构与对称性的关系以及手性碳原子的表示方法5.理解手性合成、外消旋体的拆分的相关知识,掌握一些常见的立体化学反应过程中有关分子的构型转换和外消旋体合成的知识。
7.2 基本内容1.基本概念(1)旋光度与比旋光度物质能使平面偏振光旋转的性质称为物质的旋光性,所偏转的角度就称为旋光度,用α表示。
旋光方向用“+”右旋和“-”左旋表示。
比旋光度与旋光度的关系为:lc t×=ααλ][ 其中,c 为浓度,单位g/ml ;λ为盛液管的长度,单位为分米;τ为测定时的温度;λ为光源的波长。
(2)同分异构体同分异构体构造异构体立体异构体碳骨架异构,如:丙稀和环丙烷官能团位置异构,如:1-丁烯和2-丁烯官能团异构,如:乙醇和二甲醚互变异构:如:乙醛和乙烯醇对映异构体,如 (+)-乳酸和(-)-乳酸非对映异构体(包括顺反异构)(3)立体异构分子的构造式相同,即分子中原子的连接顺序、连接方式相同,但原子在空间的伸展方向不同所造成的异构现象。
立体异构包括构型异构和构象异构,构型异构又包括顺反异构和对映异构。
(4)对映异构两分子结构相似,互为镜像关系,但不能重叠,这样的异构现象称为对映异构,这种异构体就称为对映异构体。
(5)非对映异构不能互为对映体的化合物的立体异构就称为非对映异构。
顺反异构也是一种非对映异构。
(6)手性分子与自身镜像不能重叠的分子就称为手性分子。
(7)手性碳原子与四个不相同的原子或基团相连的饱和碳原子称为手性碳原子。
(8)外消旋体两种互为对映体的物质的等量混合物称为外消旋体,其旋光度为零。
(9)内消旋体分子内部由于存在对称因素,导致手性碳原子的旋光能力互相抵消,这样的分子就称为内消旋体,其旋光度也为零,这种现象就称为内消旋现象。
一、单项选择题1.对映异构是()。
A.碳链异构B.顺反异构C.互变异构D.构型异构2.偏振光指的是在()个方向上振动的光。
A.0B.1C.2D.43.让普通光通过()后,就可以产生偏振光。
A.凸镜B.凹镜C.棱镜D.平面镜4.旋光性物质使平面偏振光的振动方向旋转的角度称为()。
A.旋光度B.比旋光度C.折光度D.衍射度5.旋光度可以用()表示。
A.αB.βC.[α] D.[β]6.手性碳指的是与C原子直接相连的()个原子或原子团完全不同。
A.1 B.2 C.3 D.47.下列物质中,哪个是不对称分子()。
A.甲醇B.乙醇C.甘油D.正丙醇8.2-丁醇分子中有()个手性碳。
A.1 B.2 C.3 D.49.酒石酸分子中有()个手性碳。
A.1 B.2 C.3 D.410.在实验室合成乳酸时,得到的是()的左旋体和右旋体混合物。
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:311.外消旋体指的是()比例的对映体混合物。
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:312.含1个手性碳的化合物有()个光学异构体。
A.1 B.2 C.3 D.413.含2个手性碳的化合物有()个光学异构体。
A.1 B.2 C.3 D.414.含2个相同手性碳的化合物有()个光学异构体。
A.1 B.2 C.3 D.415.不是Fischer投影试特点的是()。
A.横前竖后B.实前虚后C.十字叉代表手性碳D.主链C在竖线上16.D/L命名法中的D是拉丁文()的意思。
A.上B.下C.左D.右17.D/L命名法中的L是拉丁文()的意思。
A.上B.下C.左D.右18.手性分子必然()。
A.有手性碳 B.有对称轴 C.有对称面 D.与镜像不能完全重叠19.只有1个手性碳的分子,不一定()。
A.有1对对映体 B.观察到旋光性 C.存在外消旋体 D.与镜像不完全重叠20.乳酸有()个光学异构体。
A.1 B.2 C.3 D.421.柠檬酸有()对对映体。
A.1 B.2 C.3 D.422.生物体内的氨基酸一定是()。
A.D- 型 B.L-型C.R- 型 D.S-型23.天然的糖一般是()。
A.D- 型 B.L-型C.R- 型 D.S-型24.费歇尔投影式中手性碳的最小基团在横线上时,如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为顺时针,标记为()型。
A.D -型 B.L-型C.R- 型 D.S-型25.费歇尔投影式中手性碳的最小基团在横线上时,如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为逆时针,标记为()型。
A.D- 型 B.L-型C.R- 型 D.S-型26.费歇尔投影式中手性碳的最小基团在竖线上时,如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为顺时针,标记为()型。
A.D- 型 B.L-型C.R- 型 D.S-型27.费歇尔投影式中手性碳的最小基团在竖线上时,如果按照基团大小的判断原则判断出的abc的划圆方向为逆时针,标记为()型。
A.D-型 B.L-型C.R- 型 D.S-型28.2S,3R-2,3-二羟基丁二酸无旋光性的原因是分子中有()。
A.手性碳 B.对称面C.对称轴 D.对称中心29.神经鞘氨醇CH3(CH2)13CH=CHCH(OH)CH(NH2)CH2OH分子中手性碳原子的数目为()。
A.13 B.2C.19 D.130.H Cl COOH HCH(CH 3)2CH 3O分子中手性碳用R/S 标记为( )。
A .2R ,3SB .2R ,3RC .2S ,3RD .2S ,3S31.下列化合物中互为对映体的是( )。
(4)(3)(2)(1)OH HH C 6H 5CH 3H H C 6H 5CH 3HOH H C 6H 5CH 3HH C 6H 5CH 3OH NH 2NH 2CH 3NHHOCH 3NHA .(1) / (2)B .(1)/(3)C .(2)/(3)D .(3)/(4) 32.下列化合物中互为非对映体的是( )。
(4)(3)(2)(1)OH HH C 6H 5CH 3H H C 6H 5CH 3HOH H C 6H 5CH 3HH C 6H 5CH 3OH NH 2NH 2CH 3NHHOCH 3NHA .(1) / (2)B .(1)/(3)C .(2)/(3)D .(2)/(4) 33.下列化合物中为内消旋体的是( )。
BrBr Br Br BrBr Br Br CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3H HH H H H H H(1)(2)(3)(4)A .(1)B .(2)C .(3)D .(4) 34.下列化合物中为对映体的是( )。
(4)(3)(2)(1)HH H H H H HH CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3Br Br Br BrBr BrBr BrA .(1) (2)B .(2) (3)C .(2) (4)D .(1) (3) 35.下列化合物中为非对映体的是( )。
(4)(3)(2)(1)HH H H H H HH CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3Br Br Br BrBr BrBr BrA .(1) (2)B .(3) (1)C .(2) (4)D .(1) (3)36.下列化合物中为同一物质的是( )。
(4)(3)(2)(1)HH H H H H HH CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3Br Br Br BrBr BrBr BrA .(1) (2)B .(2) (3)C .(2) (4)D .(1) (3) 37.下列化合物中互为对映体的是( )。
Cl 2CHCONH(4)(3)(2)(1)HONHCOCHCl 2NHCOCHCl 2CH 2OHCH 2OHCH 2OHCH 2OH OH HH C 6H 5H H C 6H 5HOH H C 6H 5H H C 6H 5HOCl 2CHCONHA .(2)(3)B .(1)(4)C .(1) (3)D .(2)(4) 38.下列化合物中互为非对映体的是( )。
Cl 2CHCONH(4)(3)(2)(1)HONHCOCHCl 2NHCOCHCl 2CH 2OHCH 2OHCH 2OHCH 2OH OH HH C 6H 5H H C 6H 5HOH H C 6H 5H H C 6H 5HOCl 2CHCONHA .(2)(3)B .(1)(4)C .(1) (3)D .(2)(4) 39.下列化合物中为同一物质的是( )。
HH COCH 3Cl Cl HH COCH 3Cl Cl H H COCH 3ClCl HH COCH 3ClCl COCH 3COCH 3COCH 3COCH 3(1)(2)(3)(4)A .(1) (2)B .(1)(3)C .(2)(3)D .(2)(4) 40.下列化合物中为非对映体的是( )。
HH COCH 3Cl Cl HH COCH 3Cl Cl H H COCH 3ClCl HH COCH 3ClCl COCH 3COCH 3COCH 3COCH 3(1)(2)(3)(4)A .(1) (2)B .(1)(3)C .(3)(1)D .(2)(4) 41.下列化合物中为对映体的是( )。
HH COCH 3Cl Cl HH COCH 3Cl Cl H H COCH 3ClCl HH COCH 3ClCl COCH 3COCH 3COCH 3COCH 3(1)(2)(3)(4)A .(1) / (2)B .(1)/(3)C .(2)/(3)D .(2)/(4) 42.乳酸分子中有( )个手性碳。
A .1B .2C .3D .4二、多项选择题 01、对映异构是( )。
A .立体异构B .构造异构C .构型异构D .构象异构 02、对映异构产生的原因是分子结构中没有( )。
A .对称中心B .对称面C .对称点D .手性碳 03、对映异构又叫( )。
A .几何异构B .顺反异构C .旋光异构D .光学异构 04、对映异构的表示方法是( )。
A .锲型式B .D/L 式C .R/S 式D .Fischer 投影式 05、对映异构的标示方法( )。
A .锲型式B .D/L 法C .R/S 法D .赤/苏法 06、下列有旋光性的物质是( )。
A .草酸B .乳酸C .酒石酸D .柠檬酸 07、Fischer 投影式的特点为( )。
A .透视式B .十字叉表示手性碳C .横前竖后C 纸面D .主链碳在竖线上 08、锲型式的特点为( )。
A .透视式B .十字叉表示手性碳C .横前竖后C 纸面D .实前虚后线纸面09、下列有旋光性的物质是()。
A.叔丁醇B.酒精C.甘油D.仲丁醇10、纯物质的是()。
A.左旋体B.右旋体C.内消旋体D.外消旋体11、没有对映体关系的是()。
A.左旋体和右旋体B.左旋体和内消旋体C.左旋体和外消旋体D.右旋体和内消旋体12、对映体包含()。
A.左旋体B.右旋体C.内消旋体D.外消旋体13、酒石酸和其它含2个相同手性碳的分子都只有3个立体异构,即()。
A.左旋体B.右旋体C.内消旋体D.外消旋体14、外消旋体的拆分方法为()。
A.化学拆分法B.生物化学拆分法C.诱导结晶拆分法D.蒸馏法三、判断下列说法是否正确01、有旋光性的分子必定具有手征性,必定存在对映异构现象。
02、具有手征性的分子必定可以观察到旋光性。
03、具有手性碳的分子一定有手性。
)04、没有对称面的分子就是手性分子。
05、旋光性的物质使偏振光的振动方向旋转的角度,称为比旋光度。
06、如果从面对光线入射方向观察,使偏振光的振动方向顺时针旋转的物质称为右旋体。
07、R/S法是人们早期对立体异构体构型的标示方法,又叫相对构型法。
08、等量的右旋体和左旋体的混合物,它们对偏振光的作用相互抵销,所以没有旋光性,被称为外消旋体。
09、由于分子内含相同的手性碳原子,并存在1个对称因素导致分子内部的旋光性相互抵销的化合物称为内消旋体。
10、含两个不同手性碳原子的分子存在两对对映体。
四.推断题01、化合物(A)有旋光性,能使溴水褪色,与硝酸银氨溶液产生白色沉淀,与2分子H2/Pt作用后失去旋光性。
试写出最小C数的A的可能的结构简式与相应的化学反应式。
解:A可能是CH3CH2CHC CHCH3化学反应式为:CH 3CH 2CH C CH 3+Br 2CH 3CH 2CHCCHBr 2BrBrCH 3CH 3CH 2CH C CH +H 2CH 3CH 2CHCH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH 2CH C CH 3+Ag(NH 3)2[]+CH 3CH 2CH C CAg302、化合物的分子式为C 7H 12,有旋光性,与硝酸银的氨溶液作用有白色沉淀产生试写出其可能的结构式。