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文档简介
1、中学化学竞赛试题资源库有机立体化学A组 C在有机物分子中,当碳原子连有4个不同的原子或原子团时,这种碳原子称为“手性碳原子”,凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。例如,右下图所示有机物含有一个手性碳原子,具有光学活性。当发生下列化学变化,生成的新有机物无光学活性的是A 与新制银氨溶液共热B 与甲酸在一定条件下发生酯化反应C 与金属钠发生置换反应D 与氢气发生加成反应 B、D在下列有机物中,若某个碳原子边连接着四个不同的原子或原子团,这种碳原子称为“手性碳原子”。凡有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。已知右面给出的物质具有光学活性,发生下列反应后生成的有机物无光学活性的是A 与甲酸
2、发生酯化反应 B 与NaOH水溶液共热C 与银氨溶液作用 D 在催化剂存在下与氢气作用 C2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔斯、夏普雷斯和日本的野依良治获得,他们发现了某些手性分子可用作某些化学反应的催化剂,为合成对人类有用的重要化合物开辟了一个全新的研究领域。在有机物分子中,若某个碳原子连接4个不同的原子或基因,则这种碳原子称为“手性碳原子”,如。在烷烃的同系物中,含有手性碳原子,且碳原子数最小烷烃是A C5H12 B C6H14 C C7H16 D C8H18左右手互为镜像,许多分子也有如同左右手的关系(互为不能重叠的镜像),组成和结构相同而只是手性不同的一对分子称为对映异构体,各占50时
3、的对映体的混合物称消旋体生命体特别钟爱手性分子,生命作中最大量的物质蛋白质、糖、核菩酸都有手性。许多药物也具有手性,然而,用传统方法合成手性药物经常同时得到一对消旋体,这一对化合物中只有一个有药效,另一个或毫无药效或有毒副作用1984年,野依良治发明了一种手性催化剂,成功地合成了跟天然薄荷中的提取物分子的手性完全相同的薄荷醇,且生产规模已达到每年1.20kt题中所给的是从天然薄荷中提取出来的一种有机物(X)的结构简式,标有“*”是手性碳原子根据以上材料。回答下列2小题。 C关于X的说法不正确的是A X滴加溴水、酸性高锰酸钾溶液,都能由于发生化学反应而褪色B 1mol X分子最多可以跟3mol
4、H2发生加成反应C 天然薄荷中提取的X是消旋体D X不能发生银镜反应 DX分子有多个同分异构体,若不考虑手性异构体,试分析具有酚结构的同分异构体种数A 12种 B 4种 C 3种 D 多于12种 (1)32 (2)6mol (3)A、C因有机物分子中碳碳双键()不能旋转而产生的同分异构体叫顺反异构体。某些顺反异构体在光的照射下可以相互转化,例如顺式丁烯二酸 反式丁烯二酸人和高等动物眼睛里的光敏细胞中含有镶嵌在视蛋白中的单顺式视黄醛,在光的作用下可转化为全反式视黄醛:单顺式视黄醛 全反式视黄醛由于全反式视黄醛分子的侧链是“直”的,导致其脱离视蛋白,并由此引起人和动物的视觉。(1)视黄醛分子的顺反
5、异构体共有 A 4种 B 8种 C 16种 D 32种(2)1mol视黄醛分子与H2充分发生加成反应时要消耗 mol H2。(3)将视黄醛链端的CHO还原为CH2OH即得维生素A。以下关于维生素A的叙述中正确的是 A 人体缺乏维生素A时易患夜盲症B 维生素A是易溶于水的醇B 侧链上的碳原子都在同一平面上D 所有碳原子都在同一平面上 (1)C (2) (3)2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔斯、夏普雷斯和日本的野依良治获得,他们发现了某些手性分子可用作某些化学反应的催化剂,为合成对人类有用的重要化合物开辟了一个全新的研究领域。在有机物分子中,若某个碳原子连接4个不同的原子或基因,则这种碳原子称为
6、“手性碳原子”,如。若同一个碳原子上连着2个碳碳双键(如CCC)时,极不稳定,不存在。某链烃C7H10的众多同分异构体中:(1)处于同一平面上的碳原子数最多有 。A 6个 B 5个 C 7个 D 4个(2)含有“手性碳原子”,且与足量H2发生加成反应后仍具有“手性碳原子”的有5种。它们的结构简式除以下3种外,还有 、 。 (3)含有“手性碳原子”,但与足量H2发生加成反应后,不具有“手性碳原子”的结构简式是 。 (1)将A与H2加成,使CHO变为CH2OH 将A氧化,使CH2OH变为CHO 将A与CH3COOH酯化,使CH2OH变为CH2OCH3,将A水解,使CH3OCH2变为HOCH2。 (
7、2) 2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔斯、沙普雷斯和日本的野依良治获得,以表彰他们发现某些被称为手性的分子可以用来加速并控制化学反应的创造性工作。在有机物分子中,若某碳原子连接四个不同的原子或基团,则这种碳原子称为“手性碳原子”。例如:中*C就是手性碳原子。含“手性碳原子”的物质通常具有不同的光学特征(称为光学活性)。(1)据报道最新合成的有机物A为:具有光学活性,若要使A失去光学活性,可将A与浓硫酸共热,使变为:列出可采用的其他方法(最少列举三种方法)_;_;_;_;(2)某有机物B的化学式为C3H7NO2,B既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应。且B具有光学活性。则B的结构简式为 ;已
8、知二分子B在一定条件下生成环状化合物C,则C的结构简式为 ;若B能在一定条件下生成高分子化合物D,写出B形成D的化学方程式: (1)A: (2)(a)CH2BrCHBrCHCHCH3 (1分)有光学活性 (b)CH2BrCHCHCHBrCH3 有光学活性 (c)CH2CHCHBrCHBrCH3 有光学活性2001年10月10日,诺贝尔化学奖授予美国科学家巴里·麦普莱斯、威廉·诺尔斯和日本科学家野依良治,以表彰他们在“手性催化氢化反应”和“手性催化氧化反应”领域所作的贡献。在有机物分子中,如果一个碳原子连接4个互不相同的原子或原子团,该碳原子就是手性碳原子。只有一个手性碳原子
9、或几个不相同手性碳原子的物质就可能具有光学活性。(1)有机物A的分子式为C5H9Cl,它和H2发生下面的变化:A(有光学活性)B(无光学活性),那么A的结构简式是 。(2从在一定条件下会发生消去反应(指从分子中脱去1分子HCI)生成有机物C。已知C分子中所有碳原子都连有氢原子;用1mol C和1mol Br2发生加成反应时,产物有多种可能。请分别写出C与等物质的量的溴加成的产物可能的结构,并在后面注明“有”或“无”光学活性:(a) ,( 光学活性)(b) ,( 光学活性)(c) ,( 光学活性) D材料一:在有机物中,有一类化合物的化学式相同,原子的连接方式和次序也相同(即结构式相同),但原子
10、在空间排列的方式上不同,因而具有实物与镜像一样的结构,虽然这两种结构非常相似,但不能重叠,这种异构现象叫对映异构,这一对映异构之间的关系就旬人的左手和右手一样,故这类化合物的分子叫手性分子。材料二:在有机物分子中,若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团,这种碳原子就叫做手性碳原子或不对称碳原子,含有手性碳原子的分子一般是手性分子,手性分子就可能存在对映异构。试回答下列问题:(1)3氯2丁氨酸的结构简式为:一个3氯2丁氨酸分子中含有 个手性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示为(右图):则另一对对映异构体的简单投影式为:和( )(2)化学式为的分子属于手性分子,一定条件下发生下列反应后
11、,生成有机物仍然是手性分子的是: A 与乙酸发生酯化反应 B 与氢氧化钠溶液共热C 在催化剂存在下与氢气作用 D 与银氨溶液作用 (1)n1(2)n3(3)C80;C160H320(4)12;30(5)A、D;在烃的分子结构中,若每减少2个氢原子,则相当于碳碳间增加一对共用电子。试回答下列问题:(1)分子式为CnH2n2的烃分子中碳碳间共用电子对数为 ;(2)分子式为CnH2n6的烃分子中碳碳间共用电子对数为 ;(3)Cx可看作是烃减氢后的产物,若某物质分子中碳碳间的共用电子对数为160,则符合该条件的碳单质的分子式为 ;符合该条件的单烯烃的分子式为 。(4)目前,化学家们已经找到十余种富勒烯
12、家族的Cx,它们分子结构中都由正五边形和正六边形构成的封闭的凸多面体,C60就是其中的一种富勒烯,其结构见右图。第(3)小题中的Cx也是其中一种富勒烯。则第(3)小题中Cx结构中五边形和六边形的个数分别是 和 。(5)下列物质不属于富勒烯家族的有 。A C18 B C44 C C72 D C83 (1)A: B: C:CH3CHO D:(2)CHOCO2在分子结构中,当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时,称此分子为手性分子、中心原子为手性碳原子,在特殊的光学仪器中,常表现出旋光性。现有旋光性的物质A(分子式为C10H12O3)能溶于稀碱溶液,且能发生碘仿反应(有机分析中碘仿反应应用于
13、鉴别一COCH3或一CHOHCH3原子团的存在)。鉴定过程表示如下:已知:(1)写出结构简式:A B C D (2)写出DE的化学反应方程式: 。 (1)1、5 (2) (3) 2664有机化学中常用各种投影式表示分子中各原子关系。下面是D和L一甘油醛的投影式(图中A和B式),它们表示,如果以2位碳原子为中心放在纸平面上,则该碳原子分别向纸后方向连接了CHO和CH2OH,向纸前方向连接了H和OH(横线表示向前,竖线表示向后),A式和B式非常相似互为镜像,但不能叠合(恰如左右手的关系),所以它们互为对应异构体。本题中2位碳原子属于手性碳原子(碳原子连接的四个基团各不相同)。(1)请指出下面(1)
14、(6)哪几个跟A式完全相同 (多一个或少一个各扣两分) (1) (2) (3) (4) (5) (6)(2)某化合物C分子式为C6H10,催化氢化后得化合物D,分子式C6H12,C有手性,D没有。请写出C的所有可能结构,用*表示其手性碳原子。(3)右图是一种刚合成的有机化合物,用*表示出手性碳原子,并计算该化合物理论上的异构体数目 B组 C下列化合物中,有顺、反异构体的是A C6H5CHCH2 B C6H5NHOHC C6H5CHNOH D C6H5NHNH2 D下列具有对映异构体的有机物是 CH3CH(OH)COOH CH3CH(OH)CHO CH(OH)CH3 HOCH2CH(OH)CHO
15、A 只有 B 只有 C 和 D A二氟二氯(N2F2)分子中的四个原子都在一个平面上,由于几何形状的不同,它有两种同分异构体,如右图所示。这种原子排布次序相同,几何形状不同的异构体被称为几何异构体,在下列化合物中存在着几何异构体的是A CHClCHCl B CH2CCl2 C CH2CHCH2CH3 D CH3CCH C下列分子中构型与相同的是A B C D A下列构型式是S的是A B C D A下列说法中不正确的是A 具有对称轴的化合物,一定没有旋光性B 具有对称面的化合物,一定没有旋光性C 具有对称中心的化合物,一定没有旋光性D 具有Sn轴(n0)的化合物,一定没有旋光性 C1,2,3,4
16、,5,6环己六醇的所有异构体(包括顺反、旋光)共有A 7个 B 8个 C 9个 D 10个 A具有下列结构式的分子中,没有手性的是A B C D BCH4分子为正四面体结构,若CH4分子中的氢原子能被F、Cl、Br、I四种卤原子取代,那么所得卤代烃有多少种? A 68 B 69 C 70 D 71 69种 5种(将H、F、Cl、Br、I放入四个完全等价的位置,分类讨论:A4 14(去掉CH4);AB3 20;A2B2 10;A2BC 30;ABCD 5(有光学活性)如果CH4分子中的氢原子能被F、Cl、Br、I四种卤原子取代,那么所得卤代烃有_种,其中具有光学活性的有 种。 和 分子式为C5H
17、10的烃的同分异构体中,属于顺反异构的结构式是 ,具有对映异构的结构式是 。 共五个,两对对映体试写出CH3CH2CH3的一氯取代物的所有异构体。 不是 是 不是 是下列各式为描述化合物立体结构的构型式,请判断各对构型式是否代表同一种化合物(用“是”或“不是”表示)。 (1)和(2)无顺反异构体(3) (4)下列化合物是否有顺反异构体?若有,试写出它们的顺反异构体。 : :有一个旋光性的醇C8H12O(),催化加氢后得到不旋光性的醇C8H14O(),试写出()和()的构造式。 (1)A: B: C:(CH3)2CCHCH3 (2)CH2CHCH2CH2CH3 (CH3)2CHCHCH2 某化合
18、物A(C5H11Br)有光学活性,A能和NaOH水溶液共热后生成B,B在室温下易被KMnO4氧化,又能和Al2O3共热生成C(C5H10)。C经K2Cr2O7(H)作用后生成丙酮和乙酸。(1)写出A、B、C的可能结构式;(2)写出除C以外,分子式为C5H10的所有可能异构体(包括立体异构体,不含构象异构体)。 ClCH2CH2CHCH2 试写出分子式为C4H7Cl的所有异构体的结构简式。 (1)C11H16O4 (2) (3)2664据报道,最近有人第一次人工会成了一种有抗癌活性的化合物Depudecin,这种物质是曾从真菌里分离出来的,其结构简式如下:(1)试写出这种化合物的分子式。(2)这
19、个分子的结构里有几个不对称碳原子?请在上面给出的结构式里用*把它们标记出来。(3)如果每一个不对称碳原子都可以出现两个光学异构体的话,这种抗癌分子将会有多少种不同的光学异构体? (1)A: B: C: D: E: F:(2) 某研究生收到分子式为C5H8的六种不含乙基的环烯烃异构体,其中三种分别与酸性KMnO4溶液反应。异构体A生成一种二元酸D,D含一个手性碳原子;异构体B生成一种二元酮E,E不含手性碳原子;异构体C生成F,F含有一个羧基和一个酮基,并有一个手性碳原子。(1)写出A、B、C、D、E、F的结构式。(2)写出D、F的Fischer投影式及系统命名的名称。 (1)在XN中有键,因而当
20、原来的x0上连有不同的基因时,得到的后有顺、反异构体:和(2)醛、酮最主要的化学性质发生在碳氧双键上。由于碳基原子带部分正电荷,易受亲核试剂的进攻而发生亲核加成反应。如NH2OH(羟氨)与醛、酮反应就能得到一种叫做肟的化合物。请回答:(1)为什么NH2OH和对称的酮R2CO反应得到单一的肟,而和醛或不对称酮(RRCO)反应时可得到两种不同的肟?(2)酮肟在酸性催化剂(如PCl5)存在下可重排为酰胺(Beckmann重排),反应是经过向缺电子的氮进行1,2迁移而完成的。请问:从环己酮的肟经重排后得到什么化合物? 分子式为C7H11Br的化合物(A),构型为(R),在过氧化物存在下(A)和溴化氢反
21、应生成(B)和(C),分子式都为C7H12Br2,(B)具有光学活性,(C)没有光学活性。用1mol/L叔丁醇钾处理(B),则又生成(A),用1mol叔丁醇钾处理(C),则得到(A)和它的对映体。(A)用叔丁醇钾处理得D,分子式为C7H10,(D)经臭氧化并还原水解可得2mol甲醛和1mol 1,3环戊二酮()。试写出(A)、(B)、(C)、(D)的结构。 A:;B:;C:D:;E:;F:已知,写出下列反应中字母所标记的结构。(两者分子式都为C4H7O3N)(两者分子式都为C4H8O5)CHNO3E(C4H4O6)有光学活性DHNO3F(C4H4O6)无光学活性 A:CH3CCl2CH3 B:
22、ClCH2CH2CH2Cl C:CH3CHClCH2Cl(有手性) D:CH3CH2CHCl2 E:CH3CHClCHCl2(有手性) F和G:CH3CCl2CHCl2 ClCH2CHClCH2Cl请根据以下信息,写出化合物A、B、C、D、E、F和G的结构式。(1)在研究丙烷氯代中,已分离出分子式为C3H6Cl2的4种产物(A,B,C和D)。(2)从各个二氯产物进一步氯化各得到的三氯产物(C3H5Cl3)的数目已由气相色谱法确定。A给出一个三氯产物,B给出2个,C和D各出3个。(3)通过另一合成方法得到有旋光性的化合物C。(4)当有旋光性的C氯代时,所得到的三氯丙烷化合物中,有一个(E)是有旋
23、光性的,而另两个(F和G)是无旋光性的。 A: B: C: D: E:F: G: H: I: J:化合物A含有一个五元环,分子式为C7H12。A用臭氧处理后,经Zn/H2O还原得到二元醛B,分子式为C7H12O2。化合物A在0下用碱性高锰酸钾溶液处理生成化合物C(C7H14O2);后者是非手性分子,容易在吡啶存在下与1mol的光气反应生成一种双环化合物D(C8H12O3)。C用热的高锰酸钾水溶液处理生成二元酸 E(C7H12O4)。E经氯化得到互为异构体的F、G和H,它们均是分子式为C7H11O4Cl的一氯代化合物。F是非手性的,而G和H是对映体。用某种过氧酸处理A,再经酸性水解,得到I和J(
24、都是C7H14O2),它们是对映体。化合物I和J是化合物C的非对映异构体。请给出化合物AJ的立体结构。 (1) (2)C8H4(NO2)42H2O6CO2C2N2 (3)11191种 (4)3876对1964年Eaton合成了一种新奇的烷,叫立方烷,化学式为C8H8(A)。20年后,在Eaton研究小组工作的博士后XIONG YUSHENG(译音熊余生)合成了这种烷的四硝基衍生物(B),是一种烈性炸药。最近,有人计划将B的硝基用19种氨基酸取代,得到立方烷的四酰胺基衍生物(C),认为极有可能从中筛选出最好的抗癌、抗病毒,甚至抗爱滋病的药物来。回答如下问题:(1)四硝基立方烷理论上可以有多种异构
25、体,但仅只一种是最稳定的,它就是(B),请画出它的结构式。(2)写出四硝基立方烷(B)爆炸反应方程式。(3)中每个酰胺基是一个氨基酸基团。请估算,B的硝基被19种氨基酸取代,理论上总共可以合成多少种氨基酸组成不同的四酰胺基立方烷(C)?(4)C中有多少对对映异构体? (1)CHCCCCH3 CHCCH2CCH (2) 或 (3)中间三个碳原子sp杂化,两端两个碳原子sp2杂化 共平面键是和(互相垂直);不共平面键是两个(互相垂直) (4)不共平面,4位碳原子sp杂化,两端两个键只能垂直 也不共平面,中间碳原子sp杂化,两个三角形面垂直 (5)相对更稳定些,三元环的张力比小(sp2对sp) (6
26、)、化学式为C5H4的烃,理论上同分异构体的数目可能有30多种。如: CH2CCCCH2 CHCCHCCH2 CCH CHCH2请不要顾忌这些结构能否稳定存在,完成下面各小题:(1)异构体、是链状分子,请再写出2种链状分子的结构简式: (2)若核磁共振表明氢原子的化学环境没有区别,则满足条件的异构体除、外还有 (只需答出一例)(3)有人认为异构体中四个氢原子是共平面的,也有人认为不共平面,请分别写出这两种观点中碳原子的杂化类型和碳原子间键成键情况;(4)异构体和中四个碳原子是否共平面,方便说明理由;(5)比较异构体和,何者相对更稳定些,为什么?(6)除题干和以上小题涉及到的异构体外,请至少再写
27、出5种异构体,要求每种异构体都有对称性(存在一条对称轴)。C组 A(1R,2S)2甲胺基1苯基丙醇的费歇尔投影式是A B C D ANewman投影式中,2,3二溴戊烷分子的两个手性碳原子的构型是A 2R,3R B 2S,3R C 2R,3S D 2S,3S B薄荷醇中手性原子数目和它的立体异构体数为A 2对DL,2个内消旋体,共6个 B 3对DL,共6个C 3对DL,2个内消旋体,共8个 D 4对DL,共8个 E如右图所示的光学活性化合物的立体化学表述,哪一个是正确的?A 1R,3R,4R B 1R,3R,4SC 1R,3S,4R C 1S,3S,4R E 1S,3S,4S A化合物与等物质
28、的量浓HBr加热,主要得到化合物是A B C D C化合物在丙酮水溶液中放置转化醇,此醇的构型是A 构型保持不变 B 构型翻转 C 外消旋化 D 内消旋化 B顺式4叔丁基环己醇的优势构象是A B C D C下面几个邻2二甲基环己烷的Newman投影式中,最稳定的构象是A B C D 有一个手性碳原子,有两个旋光异构体。 有两个手性碳原子,22个旋光异构体。和均存在两个对称中心,无旋光异构体。指出下列化合物中哪些有手性碳原子,若有的话,用星号标出,并写出旋光异构体的数目。 下列化合物中有几个手性碳原子?用*标出手性碳原子。 写出的可能构型异构体。 无下列化合物中哪些具有光学活性?写出可能的对映异
29、构体的结构。 2丁醇 (1)2R,3R (2)2S,3R (3)1S,2R (4)2S,9S,10S (5)2R,3R,4R用RS标记下列化合物的构型。(1) (2) (3) (4) (5) 请用透视式及Fischer投影式写出C6H5CHBrCHClC6H5的可能的立体异构体,并用RS标出其构型。 画出下列化合物所有可能的立体异构体的构型式,标明成对的对映体和内消旋体,以R、S命名每对中的一个异构体。CH3CHBrCH(OH)CH3C6H5CH(CH3)CH(CH3)C6H5 把下列四个Newman投影式改写成Fischer投影式,并用R,S标记。这四个式子中,哪些是对映体?哪些是非对映体?
30、哪些是同一化合物? 反2戊烯,(R)甘油醛,S2氨基丙酸,反2羟基丙酸,反4甲基环乙醇,(2R,3S)2、3二溴丁烷,(2R,3R)2氯代3,4二羟基丁醛请给下列结构命名 ; 将下面的透视式转换成Fischer投影式和Newman投影式。 (1) (2) 下列反应的产物不同,为什么?(1)(2) (1) (2) (3)(4) (5) (6)请用Fischer投影式、Newman投影式或木楔式表示下列各名称相应的构型式。(1)顺2己烯(2)反1,2二苯乙烯(3)内消旋2,3二溴丁烷(4)反1甲基4丁基环乙烷(5)(2R,3S)2,3,4三羟基丁醛(6)(1R,2S)2甲基环己醇 a b c d
31、e f 其能量顺序为f(ed)(cb)a用Newman投影式表示2,3一二甲基丁烷的各种构象异构体(交叉式和重叠式),并比较其相应能量高低。 环己烷的构象(椅式)可知无论是1,2二甲基环己烷,1,3二甲基环己烷还是1,4二甲基环己烷,均有顺、反式两种不同的结构,其结果如下: (顺1,2一二甲基环己烷)、 (反1,2一二甲基环己烷); (反1,3一二甲基环己烷)、 (顺1,3一二甲基环己烷); (顺1,4一二甲基环己烷)、 (反1,4一二甲基环己烷)。很明显,反1,2顺1,3和反1,4异构体的构象为aa型,环翻转之后变为ee型,因此是它们各自的稳定构象。试分析为什么1,2一二甲基环己烷较稳定的异
32、构体为反式;1,3一二甲基环己烷较稳定的构象为顺式;1,4一二甲基环己烷较稳定的构象为反式。 ;用Fischer投影式写出2氟丁烷在光照下生成的所有可能的一氯代物,并指出它们的立体化学关系。 (从立体角度研究有机反应,必须运用立体方式表达)它们是非对映体。外消旋体2溴丙酸和(R)2丁醇反应生成酯的混合物,试写出酯的结构。它们是对映体还是非对映体?并用RS标记。 从印度烟叶中可分离得到一种可用作商品戒烟剂的称山梗烷烃的化合物,其结构如右图所示。它没有族光性,也不可拆分为有旋光的化合物,试用构象式表示其立体结构。 (1) (2)acbd (3) 能量acb根据原子或原子团之间的相互排斥作用,将丁烷
33、的各种构象依次画出,可得四种极限构象:(1)按名称画出相应的纽曼投影式a反交叉式;b部分重叠式;c顺交叉式;d全重叠式(2)上述几种构象中,稳定性大小依次排列为: 。(3)依次画出2,3一二甲基丁烷的三种交叉式构象,并比较其能量高低。 (1)CH3CHBrCHClCHO有两个不相同的手性碳原子,所以有2n个旋光异构体(n为手性碳原子的个数)n2,故有4个旋光异构体。(2) (3)与,与为对映作,与,与之间均为非对映作关系。(4)ABCD将中2、3两碳原子之间折叠,第一个手性碳原子在后,即为A。将A前面不动,后面转60°,即为B,若转120°为C,转240°为D,只
34、有C四个较大基团被分别列于N的两侧,其余均为四个较大基团在同一侧,故C为最稳定的优势构象。化合物CH3CHBrCHClCHO是一个卤代的醛,请回答:(1)有几个旋光异构体?(2)画出异物体的Fisher投影式,并标出手性中心R、S构型;(3)指出各异构体间的关系;(4)用Newman投影式表示出各异构体的优势构象。 (1)HOOCCHCHCOOH(2)A: Z或顺 B: E或反 马来酸或失水苹果酸 富马酸或延胡索酸(3)A和B属于顺反异构体,即由于双键不能自由旋转使得基团不同所形成的异构体。这两个异构体无旋光性,不属于对映体。(4)羧酸是一类重要的有机物。(1)试写出丁烯二酸的结构式。(2)丁
35、烯二酸存在两种异构体A和B,试写出A和B的立体结构式,标出其构型和俗名。(3)A和B是顺反异构体还是对映异构体?说明理由。(4)在室温、无光照下,A和B跟溴反应得到什么化合物?写出反应的化学方程式,指出产物的构型和系统命名的名称。(提示:在上述条件下,溴在烯双键上的加成为异面加成) A:C5H10O4 B:C4H8O4 C:C4H6O4 具有族光性的化合物A(C5H10O4)和乙酸酐反应生成二乙酸酯,但不与费林试剂(是检验脂肪醛和还原糖试剂)反应。1mol A与稀酸加热得1mol甲醇和另一化合物B(C4H8O4)。B与乙酸酐反应得三乙酸酯。B经HNO3氧化可得无旋光性的二元酸C。写出A、B、C
36、的结构式和有关反应式。 (A) (B) (C) (D) (E)(F) 丙二酸及取代丙二酸受热容易失羧(COOH),生成相应的乙酸及其取代乙酸,反应式如下:CO2在合成2,5二甲基一1,1一环戊烷二羧酸时,得到熔点不同的两种物质A和B,它们均没有旋光性,但B可以拆分为一对对映体。当加热A和B时,A可以生成两个没有旋光的2,5二甲基环戊烷羧酸C和D,B则生成一对对映体E和F。试推测AF的结构。 (1)(2)(3)由于硼氢化试剂具有手性,诱导产物中某一种对映体的量占优势。或几RS、S或S、SR、R,故混合醇具有光学活性。甲基环戊烯用手性的有光学活性的硼氢化试剂(R2*BH)处理,然后进行氧化,得到一
37、种有旋光活性的混合醇。文献HCBrown,JOrgChem,47,5074,1982回答以下问题:(1)写出这些酸的结构。(2)在手性中心上标出构型(R、S)。(3)试用一句话来解释:为什么得到的混合醇有光学活性。 从有机化合物A中脱去一分子水而生成B,B氢化或催化脱氢则分别得化合物C和D;C和D在1HNMR谱中只有两个信号。B于0易与Br2/CCl4溶液加成反应生成立体异构体E。把化合物E()的KOH溶液强热,然后进一步处理则获得±±2.5%);F和G可与丙烯睛反应,主要生成加成产物H。(1)写出化合物AH的结构式。(2)试说明产物F在取代反应中的立体取向并写出A、B、E
38、的优势构象。(3)说明EFG的反应回收率。(4)说明FH的反应类型并指出产物的名称。 (1)C8H4D4有7个异构体。(2)其中(3)、(4)属对映异构体,其余均属非对映异构体,烷无顺反异构体。(3)C8H3D5有3个异构体,其中(2)有对映异构体。1964年Eaton和Cole报道了一种称为立方烷的化合物,它的分子式为C8H8,核磁共振谱表明其中的碳原子和氢原子的化学环境均无差别。若用四个重氢(氘)原子取代氢原子而保持碳架不变,则得到的四氘立方烷C8H4D4有异构体。(1)用简图画C8H4D4的所有立体异构体,并用编号法表明是如何得出这些异构体的。给出异构体的总数。(2)常见的烷的异构体通常
39、有几种类型?画出的异构体是否都属于同种类型?(3)用五个氘原子取代立方烷分子里的氢原子得到五氘立方烷C8H3D5,其异构体有多少个? (1)(2)(3)一种有旋光性的酯(),具有通式C6H12O2,与过量的氢氧化钠溶液一起加热水解。水解完成后,碱性反应混合物用乙醚萃取几次,该水溶液没有旋光性。全部乙醚萃取物用无水硫酸镁干燥,过滤乙醚溶液,从溶液中蒸出乙醚并重蒸剩余物,得到沸点为373K的液体(100)。(1)写出该酯的结构式。(2)如果在上面所说的方法中,碱性水解后得到的水溶液是有旋光性的,那么具有相同通式C6H12O2的酯可能是什么结构?(3)写出这两种酯用氢氧化钠溶液碱性水解的化学方程式。
40、 具有光学活性的有机化合物A,被氧化后形成一个无光学活性的化合物B;化合物C具有和化合物A相同的官能团,C比A少一个碳原子,并可由A获得(合成);C被还原后产生一个无光学活性的化合物D(38.7% C);D和Na反应释放出2mol氢(对每摩尔D);试写出化合物AD的分子式(结构),并写出(设计)AC的反应(方法)。 (1)熔点:32 19(2)用KMnO4与顺2丁烯反应,得到一个熔点为32的邻二醇,而与反2丁烯反应得到的为19的邻二醇。CH3CHCHCH3KMnO4H2O两个邻二醇都是无旋光性的。将熔点为19的进行分析,可以得到两个旋光度数值相等、方向相反的一对对映体。(1)试推测熔点为19的及熔点为32的邻二醇各是什么构型。(2)用KMnO4羟基化的立体化学是怎样的? (1) 环丁基1,1二羧酸 环丁基1,2二羧酸 环丁基1,3二羧酸(2):或 顺:或 反:或 反(3)和、和是非对映体;和是对映体。(4)利用生成酸酐的反应可以确定相对构型。顺式异构体可分子内脱水生成酸酐:(5)用具有光学活性的碱生成盐来拆分(6)为S、R;为R、R;为S、S(1)写出环丁基二羧酸的所有异构体的结构式并给以系统命名。(2)环丁基1,2二羧酸有三种异构体:、,写出它们的投影式或者立体式,并指出其相对构型。(3)立
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