南开大学有机化学课后答案07

1、习题与解答习题与解答（1） 两环垂直相交当分子两环垂直相交当分子2、2，、6、6，位分别连接的基位分别连接的基团不同时，分子无对称面具有旋光性。团不同时，分子无对称面具有旋光性。问题问题7 7 1313解释：解释：（2）两环垂直相交，两端基团所在的两环垂直相交，两端基团所在的-键平面相互垂直分子键平面相互垂直分子中无对称面和对称中心分子有旋光性。中无对称面和对称中心分子有旋光性。=ClH3CCH3(3)=ClH3CNO2H3C(4)两环共平面，两端的两环共平面，两端的-键平面共平面，分子具有对称面，键平面共平面，分子具有对称面，无旋光性。无旋光性。纸平面就是分子的对称面纸平面就是分子的对称面=

2、ClH3CCH3(5)=Br=ClH3CNO2(4)两端两端-键平面相互垂直，所带基团不同有旋光性。键平面相互垂直，所带基团不同有旋光性。两端两端-键平面相互垂直，所带基团不同有旋光性键平面相互垂直，所带基团不同有旋光性（6）、）、三个环相互垂直，分子结构对三个环相互垂直，分子结构对称，分子具有对称面无旋光性。称，分子具有对称面无旋光性。1. 区别下列各组概念并举例说明。区别下列各组概念并举例说明。 (1).(1).手性和手性碳。手性和手性碳。 手性：手性： 实物和镜象不能重合的现象称为手性实物和镜象不能重合的现象称为手性 , ,它如同人的它如同人的 左右手，互为镜象，但不能重合。左右手，互为

3、镜象，但不能重合。手性碳：连接四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳。用手性碳：连接四个不同原子或基团的碳原子称为手性碳。用 “ “* *”标记。标记。 (2).(2).旋光度和比旋光度。旋光度和比旋光度。 旋光度：旋光度： 是由旋光物质的分子引起的，与分子的多少有是由旋光物质的分子引起的，与分子的多少有 关，因此旋光仪测定的旋光度关，因此旋光仪测定的旋光度大小与盛液管的大小与盛液管的 长度、溶液的浓度有关。长度、溶液的浓度有关。 比旋光度：排除了各种影响因素后，具有可比性的物比旋光度：排除了各种影响因素后，具有可比性的物 质的旋光度。质的旋光度。 t=l c：光源的波长：光源的波长 t t：测

4、定温度：测定温度 ：比旋光度：比旋光度 ：旋光度：旋光度 c c：溶液的浓度：溶液的浓度 l l：盛液管的长度（：盛液管的长度（dmdm） (3).(3).对映体和非对映体。对映体和非对映体。 对映体：对映体： 具有实物和镜象关系的一对立体异构体，称具有实物和镜象关系的一对立体异构体，称 为对映体。它们具有旋光性，旋光度相同，为对映体。它们具有旋光性，旋光度相同， 旋光方向相反。旋光方向相反。非对映体：不具有以上关系的为非对映体。非对映体：不具有以上关系的为非对映体。 例例如如 HHOHClCOOHCOOHHHHOClCOOHCOOHHHHOClCOOHCOOHHHOHClCOOHCOOH 对

5、映体对映体 对映体对映体 非对映体非对映体 (4).(4).内消旋体和外消旋体。内消旋体和外消旋体。 内消旋：有手性中心，但无手性（旋光性）的化合物或（分子）内消旋：有手性中心，但无手性（旋光性）的化合物或（分子） 叫作内消旋。因为分子中有对称因素（对称中心或对称叫作内消旋。因为分子中有对称因素（对称中心或对称 面）旋光性在分子内部相互抵消。面）旋光性在分子内部相互抵消。 HHHOClCOOHCOOHHHOHClCOOHCOOHHHOHClCOOHCOOHHHHOClCOOHCOOH外消旋体：由等量的左旋体和右旋体组成的混和物叫外消旋体。外消旋体：由等量的左旋体和右旋体组成的混和物叫外消旋体。

6、 一个异构体分子产生的旋光被其对映分子所产生的大一个异构体分子产生的旋光被其对映分子所产生的大 小相等方向相反的旋光所抵消。小相等方向相反的旋光所抵消。 2020D D= -3.8= -3.8 2020D D= +3.8= +3.8 等量的乳酸对映体混合物无旋光性等量的乳酸对映体混合物无旋光性 HOHCOOHCH3HHOCOOHCH3构象：具有一定构型的化合物分子，由于围绕碳碳单键的旋转构象：具有一定构型的化合物分子，由于围绕碳碳单键的旋转 而造成分子中的原子或基团在空间的不同的排列形式。而造成分子中的原子或基团在空间的不同的排列形式。 构象异构体之间可通过碳碳单键之间的旋转而相互转化。构象异

7、构体之间可通过碳碳单键之间的旋转而相互转化。(6)(6)左旋与右旋。左旋与右旋。 对映异构体对平面偏振光的作用，使平面偏振光向右旋，称为对映异构体对平面偏振光的作用，使平面偏振光向右旋，称为右旋体，用符号（右旋体，用符号（+ +）表示，它的对映体则一定使偏振光向左旋，）表示，它的对映体则一定使偏振光向左旋，称为左旋体，符号（称为左旋体，符号（- -）表示。）表示。 (7)(7)构造异构和立体异构。构造异构和立体异构。 构造异构：分子式相同，但是分子内原子排列的顺序或方式不构造异构：分子式相同，但是分子内原子排列的顺序或方式不 同而产生的异构形式叫构造异构。同而产生的异构形式叫构造异构。 构型：

8、具有一定构造的化合物分子中的原子或基团在空间的排构型：具有一定构造的化合物分子中的原子或基团在空间的排 列状况。列状况。(5)(5)构型与构象构型与构象。 构造异构包括构造异构包括: :碳链异构、官能团异构、位置异构和互碳链异构、官能团异构、位置异构和互 变异构四种。变异构四种。立体异构：构造式相同，分子中的原子或基团在空间的立体异构：构造式相同，分子中的原子或基团在空间的 排列方式不同所产生的异构现象叫立体异构排列方式不同所产生的异构现象叫立体异构. .立体异构包括：顺、反异构、立体异构包括：顺、反异构、 对映异构和构象异构。对映异构和构象异构。2. 2. 什么是手性分子？下面哪些是手性分子

9、，写出什么是手性分子？下面哪些是手性分子，写出 它们的构型式。并用它们的构型式。并用 R,S R,S 标记它们的构型。标记它们的构型。 手性分子手性分子: :与其镜像不能重叠的化合物分子叫手性分子。与其镜像不能重叠的化合物分子叫手性分子。 一般来说手性分子都具有旋光性。一般来说手性分子都具有旋光性。 （1 1）3-3-溴己烷溴己烷 S R CH3CH2CH2CH2CH3HBrCC3H7C2H5BrHC3H7C2H5BrH(2) 3-甲基甲基-3-氯戊烷氯戊烷 无手性无手性 （3）1 1，3-二氯戊烷二氯戊烷 S R CH2-CH2CH2CH3ClHCClCH2CH2ClClC2H5HClC2H

10、5HCH2CH2ClCH3CH2CH2CH3ClCH3C（4 4）1 1，1-1-二氯环丙烷二氯环丙烷 无手性无手性 （5 5） 1 1，2-2-二氯环丙烷二氯环丙烷 无手性无手性 ClClClClHClClHClClHHRRSSHClClH无手性无手性 3. 3. 下列化合物哪些有旋光性？为什么？下列化合物哪些有旋光性？为什么？ （1 1） （6 6）3-3-氯氯-3-3-甲基戊烷甲基戊烷 （与（与（2 2）同）同） （7 7）1-1-甲基甲基-4-4-异丙烯基环己烷异丙烯基环己烷 无旋光性。分子为螺环化合物，两个环无旋光性。分子为螺环化合物，两个环垂直相交，纸平面就是分子的对称面。垂直相交

11、，纸平面就是分子的对称面。偶数环，对角线，偶数环，对角线，顺反都有对称面。顺反都有对称面。环平面与环平面与纸面垂直纸面垂直环平面在环平面在纸平面上纸平面上CH3CH3CH3CH3C =CH2（2） （3 3） 左边与纸平面垂直的环平面就是分子的对称面左边与纸平面垂直的环平面就是分子的对称面两环垂直相交，既无对称面又无对称中心，化合两环垂直相交，既无对称面又无对称中心，化合物具有旋光性。物具有旋光性。CH3CH3HHCH3CH3HHNNC6H5COOHHOOCCOOHHOOCC6H5C6H5COOHHOOCCOOHHOOCC6H5NN无旋光性无旋光性（4 4）分子既无对称面又无对称中心，有旋光性

12、。分子既无对称面又无对称中心，有旋光性。 CH3CH3HHCH3CH3HH（5 5） 由于两个硝基的相互作用使得分子平面发生由于两个硝基的相互作用使得分子平面发生了扭曲，分子失去了对称面而具有旋光性。了扭曲，分子失去了对称面而具有旋光性。 （6 6） 有旋光性。分子无对称面，也无对称中心有旋光性。分子无对称面，也无对称中心NO2O2NCCCCONONOOCOOOCOCCOOHOOOOCOOHHOOCHOOC （7） 无旋光性，有对称中心无旋光性，有对称中心 （8） 有对称面（垂直纸面）有对称面（垂直纸面） HHClClOOClClHHOOClClClClClClClClClClClCl4.4.

13、命名下列化合物。命名下列化合物。 （R R）-3-3-溴溴-1-1-戊烯戊烯 （2 2） (2S,3R) 1 (2S,3R) 1，3-3-二氯二氯-2-2-甲基戊烷甲基戊烷 BrC2H5HCH2CHClCH2ClCH3C2H5HH（1 1）CH2ClCH3C2H5HClH（3 3） (2S,3S)-2- (2S,3S)-2-氯氯-3-3-溴戊烷溴戊烷 （4 4）（2S,3S,4R2S,3S,4R）-2-2-氯氯-3-3，4-4-二溴已烷二溴已烷 CH3C2H5BrClHHHBrCH3C2H5HClC2H5HCH3ClHHBrBr (1S,2S,4R)-1-氯氯-2-甲基甲基- 4-异丙基环己烷

14、异丙基环己烷 5.5.写出下列化合物的构型式（立体表示或投影式）：写出下列化合物的构型式（立体表示或投影式）：ClCH3CH(CH3)2SSRC6H5OHCH3H（5 5）(1)(1) S)-(-)-1-S)-(-)-1-苯基乙醇苯基乙醇 （2 2）（）（R R）- -（- -）-1-1，3-3-丁二醇丁二醇 （3 3）（）（2S,3S2S,3S）- -（+ +）-2-2-甲基甲基-1-1，2 2，3-3-丁三醇丁三醇 OHHCH3C2H4OHHCH3H3COHCH2OHHO（4 4）（）（4S,2E4S,2E）-2-2-氯氯-4-4-溴溴-2-2-戊烯戊烯 （5 5）（）（2R,3R,4S2

15、R,3R,4S）-4-4-氯氯-2-2，3-3-二溴己烷二溴己烷 BrHCH3ClCH3HCCCC2H5HCH3BrBrHHCl（6 6）（）（S S）- -（+ +）-1-1-苯基苯基-2-2-甲基丁烷甲基丁烷 （7 7）（）（1S,3S,4R1S,3S,4R）-3-3-甲基甲基-4-4-乙基环己醇乙基环己醇 C2H5CH3HCH2-C6H5OHCH3C2H56.6.写出下列化合物的所有立体异构体；并用写出下列化合物的所有立体异构体；并用（R,SR,S 及及Z,EZ,E）标明构型）标明构型。 (1) 2,4-(1) 2,4-二溴戊烷二溴戊烷 HCH3BrBrHHCH3H（2R,4S）HCH3

16、BrBrHHCH3H(2S,4S)HCH3BrBrHHCH3H(2R,4R) (2) 1,2-(2) 1,2-二苯基二苯基-1-1-氯丙烷氯丙烷 ClCH3HHC6H5C6H5(1R,2S)ClCH3HHC6H5C6H5 (1S,2R)ClCH3HHC6H5C6H5(1R,2R)ClCH3HHC6H5C6H5(1S,2S) （3 3）1-1-甲基甲基-2-2-亚乙基环戊烷亚乙基环戊烷 CH3CHCH3CH3HHCH3CCH3HHCH3C(1S,2Z) (1R,2Z)CH3HHCH3CCH3HHCH3C(1S,2E) (1R,2E)（4） ClCl(1S,2S)ClCl(1R,2R)ClCl (

17、1R,2S)ClCl （5 5）1-1-氚氚-1-1-氯丁烷氯丁烷 7.7.写出下列化合物的费歇尔投影式，并用写出下列化合物的费歇尔投影式，并用R R和和S S标定不对标定不对 称碳原子称碳原子. . (1) (1) HClDC3H7 (S)HClDC3H7(R)BrC2H5ClHCBrC2H5HCl (S)CH3HClCH3ClHCC(2)CH3ClClHHCH3(R)(R)BrClHCF(3)BrFHCl(S)OHCH3HDC(4)CH3HOHD(S)BrC2H5HCH3DCCCH3 (5)C2H5CBr(CH3)2(S)HDCH3OHHHHOCCCH3 (6)HHOH(S)(R)CH3O

18、HCH3 (7)BrCH3HC2H5BrHBrHCH3HC2H5Br(S)(S) 下列各对化合物哪些属于非对映体，对映体，下列各对化合物哪些属于非对映体，对映体， 顺反顺反 异构体，构造异构体或同一化合物。异构体，构造异构体或同一化合物。 对映体对映体 CH3CH3BrClHH(8)HCH3ClHBr(S)(R)CH3BrHCH3BrCH3HO(S)(S)(R)(R)CH3OHHCH3H和H(1)对映体对映体 CH3ClCH3HBrCC(S)(S)(R)(R)HCH3ClCH3HBrCCH和(2)和CH3BrCH3CH3BrClHHCH3ClHHBrHClCH3HBrHClCH3SSRRCH3

19、HCH3和(3) 对映体对映体 书写不规范，应为对映异构体。书写不规范，应为对映异构体。(4)和CH3HHCH3CCCCH3HHCH3CCCC2H5HHC2H5C2H5HHC2H5和(5)互为顺反异构体互为顺反异构体非对映体非对映体 同一化合物同一化合物 CH3CH3和CH3CH3(7)CH3BrHHC2H5RSBrBrBrHHC2H5H3CS和S(6)构造异构体构造异构体 9.9.异戊烷进行自由基氯化后，小心的分馏所得到的产物。异戊烷进行自由基氯化后，小心的分馏所得到的产物。 （1 1）预计将得到多少个分子式为）预计将得到多少个分子式为C C5 5H H1111ClCl的馏分？的馏分？ 试写

20、出这些馏分化合物的构造式或构型式。试写出这些馏分化合物的构造式或构型式。 （2 2）其中有光学活性（有旋光）的馏分吗？）其中有光学活性（有旋光）的馏分吗？ （3 3）无旋光性的馏分是外消旋体，内消旋体，还是无）无旋光性的馏分是外消旋体，内消旋体，还是无 手性碳原子的化合物？手性碳原子的化合物？ （4 4）假使有外消旋体，那么它是怎样形成的？）假使有外消旋体，那么它是怎样形成的？ 和CH3(8)(1) (1) 将得到四个馏分化合物：将得到四个馏分化合物： 解答：解答：HCH2ClCH2CHCH3CH3ClCH2CCH3CH3CH3ClCHCCH3CH3CH3HClCH2CCH3CH3CH2CH2

21、ClH3CHHHCH3CH2ClHHHCH3CH3馏分（1）无旋光性是外消旋体*ClHHCH3CH3H3C馏馏分分（2 2）无无旋旋光光性性分分子子中中无无手手性性碳碳原原子子HCH3Cl馏馏分分（3 3）无无旋旋光光性性是是外外消消旋旋体体CH(CH3)2HCH3ClCH(CH3)2*HHCH2ClCH3H3C馏分（4）无旋光性分子中无手性碳原子H 产生馏分产生馏分(3)(3)的反应过程的反应过程: : HCH3ClCH(CH3)2HHClCCH3(CH3)2CHSP3ClCCl50%50%SP2ClHClCH3(CH3)2CH50%50%HClCH3(CH3)2CH+解答：解答：S S (

22、2)(2)在下列构型式中哪些是与述化合物的构型相同？在下列构型式中哪些是与述化合物的构型相同？ 哪些是它的反映体呢？哪些是它的反映体呢？对映体对映体 HClC2H5CH3（1）指出：10.的构型是R还是S？HClC2H5CH3HClC2H5CH3 R R 相同相同 相同相同 相同相同 SHClC2H5CH3HClC2H5CH3HClHCH3HHClC2H5CH3CH3SHClHCH3HHClC2H5CH3CH3S11.11.家蝇的性诱剂是一个分子式为家蝇的性诱剂是一个分子式为C C2323H H4646的烃类化合物，的烃类化合物， 加氢后生成加氢后生成C C2323H H4848; ; 用热而

23、浓的用热而浓的KMnOKMnO4 4氧化时，生成氧化时，生成 CHCH3 3(CH(CH2 2) )1212COOH COOH 和和 CHCH3 3(CH(CH2 2) )7 7COOHCOOH。它和溴的加成。它和溴的加成 物是一对对映体的二溴代物。试问这个性诱剂可能物是一对对映体的二溴代物。试问这个性诱剂可能 具有何种结构？具有何种结构？ CCHH(CH2)7CH3CH3(CH2)12和CCHH(CH2)7CH3CH3(CH2)12解答可能的结构解答可能的结构: : 12.12.进行下列各反应以后，通过仔细分馏或再结晶将产物进行下列各反应以后，通过仔细分馏或再结晶将产物 分开，试说出在各反应

24、中会收集到多少个馏分，画出分开，试说出在各反应中会收集到多少个馏分，画出 组成各馏分的化合物的立体化学式，并用组成各馏分的化合物的立体化学式，并用R/SR/S标记，标记， 再指出收集到的馏分是有旋光性的，还是无旋光性的。再指出收集到的馏分是有旋光性的，还是无旋光性的。 （1 1）(R)(R)仲丁基氯在仲丁基氯在300300的二氯代反应：的二氯代反应： C2H5ClClCH3HCl2C2H5ClCH2ClHC2H5ClCH3300 S无旋光性RSClCH3HHClCH3无旋光RClCH3HHClCH3R有旋光性CH3HClCH2CH2Cl有旋光性R(2) (2) 外消旋仲丁基氯在外消旋仲丁基氯在300300的二氯代反应：的二氯代反应： C2H5Cl2ClCH3300RSC2H5HClCH3HSSC2H5CH2ClH ClC2H5CH2ClH同同一一馏馏分分外外消消旋旋体体，无无旋旋光光性性。ClC2H5ClCH3Cl无旋光性RSClCH3HHClCH3ClCH3HHClCH3无旋光性RSClHHClCH3RClCH3HHClCH3S外消旋体(3) (3) 外消旋外消旋1-1-氯氯-2-2-甲基丁烷在甲基丁烷在300300的二氯代反应：的二氯代反应： CH3ClHRCH2CH2ClClSCH3HCH2CH2Cl有旋光性有