第六章 对映异构习题答案教学文案
对映异构学习课件
对映体 旋光 mp 53℃ 基本相同
各自发挥其左右 旋体的生理功能
三、对映体构型的表示方法
1.构型的表示方法
对映体的构型可用立体结构（楔形式和透视式）和费歇尔
（E·Fischer）投影式表示。
式表示：
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° 横线表示与C*相连的两个键指向纸平面的前面，竖线表示
指向纸平面的后 面。
3° 将含有碳原子的基团写在竖线上，编号最小的碳原 子写
在竖线上 端。
使用费歇尔投影式应注意的问 题：
a 基团的位置关系是“横前竖后 ”。
b 不能离开纸平面翻转180°；也不能在纸平面上旋转90°
或270°与原构型相比。
c 将投影式在纸平面上旋转180°，仍为原构 型。
2. 判断不同投影式是否同一构型的方法 ：
（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，依次顺时针或反时针调换另 三个
基团的位置，不会改变原构型。
（3）对调任意两个基团的位置，对调偶数次构型不变，对 调奇
第六章 对映异构
Chap. 6 Enantiomeric of organic Stereochemistry
重点讲授内容:
一、同分异构现象
二、构型异构中的顺反异构
三、构型异构中的对映异构和非对映异构
四、环烷烃的构型异构
五、潜手性中心、潜手性面与手性识别
同分异构现象
构造异构 constitutional
绕轴转动一周，就有n个形象与原形象无法区分，水有两个，氨
有三个，球体有∞个。
(整理)第六章 对映异构习题答案
第六章对映异构1、说明下列各名词的意义：⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对应异构体：⑷非对应异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体：答案：（1）旋光性：能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。
（2）比旋光度：通常规定1mol含1 g旋光性物质的溶液，放在1 dm (10cm)长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。
（3）对应异构体：构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。
（4）非对应异构体：构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。
（5）外消旋体：一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。
（6）内消旋体：分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。
2、下列化合物中有无手性C（用*表示手性C）（1）（2）（3）（4）答案：（1）*（2）无手性碳原子（3）**（4）3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。
答案：解：分子式为C3H6DCl的化合物共有5个构造异构体，其中3个有对应异构体。
（手性）：（无手性）Cl CH 2CH 3HD DH ClCH 2CH 3CH 2Cl CH 3HDDHCH 2ClCH 3CH 2D CH 3HClClHCH 2DCH 34、 ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6Cl 2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵ 从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C 3H 5C l3）的数目已由气相色谱法确定。
从A 得出一个三氯化物，B 给出两个， C 和D 各给出三个，试推出A ，B 的结构。
⑶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？⑷有旋光的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，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？ 答案：(1)Cl 2CHCH 2CH 3(1) CH 3CCl 2CH 3(2) ClCH 2CHClCH 3(3) ClCH 2CH 2CH 2Cl (4)(2) 解：A 的构造式：CH 3CCl 2CH 3 B的构造式：ClCH 2CH 2CH 2Cl (3)(4)另两个无旋光性的为：CH 2ClCCl 2CH 3ClCH2ClCHCH2Cl5、指出下列构型式是R 或S 。
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答：
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4．下列叙述是否正确？为什么？ （1）S 构型的化合物一定是具有左旋（－）的对映异构体。 （2）非手性的化合物可以有手性中心。 （3）非光学活性的物质一定是非手性的化合物。 （4）在化学反应中，由 S 构型的反应物转变为 R 构型的产物，一定伴随着构型的翻 转。 （5）非手性分子经反应后得到的产物是手性分子，则其必定是外消旋体。 答：（1）错误。旋光方向是通过旋光仪测得的结果，它与 R 或 S 构型之间没有必然 的关系，R 构型的化合物可以为左旋或右旋，其对映体 S 构型也可以为右旋或左旋。但同 为对映体的 R/S 构型，其旋光方向一定相反。 （2）正确。内消旋体是非手性化合物，但可以有手性中心。
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3．下列化合物中有旋光活性的是（ ）。
【答案】D 4．下列分子中，有手性的化合物是（ ）。
【答案】B 5．下列化合物为 R 构型的是（ ）。
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其中
均为手性中心。
由于在碳正离子
和碳自由基 中，碳原子以
杂化轨道与其他原子成键，
呈平面构型，具有对称面，因此 C＋和 不能成为手性中心。
8．环辛烯-3-醇的羟基决定了这一化合物与辛蒙斯-斯米思试剂反应的立体化学。凭借 模型预计所得产物的立体结构。
常可得到某旋光异构体是主要产物，产物有光学活性，而不是完全的外消旋体。
5．利用椅式构象式讨论 1,2 二甲基环己烷顺反异构体的立体化学。 答：顺-1,2-二甲基环己烷的构型式为
分子中有一对称面，因此分子没有手性。而反-1,2-二甲基环己烷的构型式中既没有对 称面也没有对称中心，应有一对对映体
第六章 对 映 异 构
3
H H CH OH
3
C CH 楔形式
OH
OH CH 3
透视式
乳酸 优点： 形象生动，一目了然 缺点： 书写不方便
29
2.Fischer 投影式：
COOH COOH H OH CH
3
COOH
OH
HO CH
H
H
CH
3
3
乳酸对映体的费歇尔投影式
1)投影原则：动画 1° 横、竖两条直线的交叉点代表手性碳原子，位于纸平面。 2° 横线表示与C*相连的两个键指向纸平面的前面，竖线表 示指向纸平面的后面。 3° 将含有碳原子的基团写在竖线上，编号最小的碳原子写 在竖线上端。 30
二、手性和对称因素 1.手性(Chirality)：实物与其镜影不能重叠的现象。 实物与镜象不能重叠的分子，称为手性分子。 具有手性的分子叫手性分子，手性分子必定有旋光 性，具有旋光性的分子必定是手性的。 分子的手性（而不是手性碳）是其具有旋光性和 对映异构现象的充分必要条件。
17
2. 对称因素
非旋光性物质。
10
3.右旋和左旋 ( dextrorotatory and levorotatory ) —— 使偏振光振动平面向右旋转称右旋，“ + ”或“d”
—— 使偏振光振动平面向左旋转称左旋，“ - ”或“l”
4.旋光度（observed rotation) —— 旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度，用“a ” 表示。 它不仅是由物质的旋光性（与物质的结构有关）决定的， 也与测定的条件有关。 旋光度大小的影响因素：1、温度 质 4、旋光管的长度 2、波长 3、溶剂的性
立体化学
学习要求 学习内容: 概述
有机化学第三版(胡宏纹)第六章 对映异构(含解答)
H H CH3
CH3 H Br H
具有对称中心 的分子不是手 性分子
总之，若物质分子在结构上既无对称中心又无对 称面，则这种分子具有手性，为手性分子
第三节
对映体的旋光性
光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直，普 通光可以在与其前进方向垂直的任何一个平面上振动
平面偏振光
仅在一个平面上振动的 光称为平面偏振光，简 称偏振光、偏光
第一节
同分异构现象回顾：
对映异构与手性
碳链异构 构造异构 同 分 异 构 立体异构 构型异构 对映异构 对映异构又称旋光异构或光学异构 官能团异构 官能团位置异构 构像异构 顺反异构
以下分子有没有异构体？有多少种异构体？
a b C d c
a b
a
b
c d
C
①
d c
b
C
②
a
C
③
d c
①≠ ② ＝ ③ 结论：有异构体，有两种异构体 两种异构体间呈什么关系？什么类型的异构？
一、丙二烯型化合物
Cl C H C C
Cl H
C上连接2个不相同的原子或原子团时，有两种构型
二、联苯型化合物
HOOC NO2
O2N COOH
HOOC COOH
O2N
COOH
HOOC
NO2
O2N
NO2
O2N Cl
Cl NO2
HOOC
Cl
Cl COOH
判断分子是否有手性应从分子的整体对称性考虑
第七节
H2SO4 丙烯酸 与上同 硫酸
2-甲基丁烯 速率、产物 与上同
[α ]D20 +3.82 -3.82 醋酸 [α ]D20 +5.756
第6章对映异构
普通光
Nicol棱镜 （起偏镜）
检偏镜
2. 旋光性物质
当偏振光通过某种介质时，有的介质对偏振光无作用， 而有的介质却能使偏振光的振动方向发生旋转。
旋光性物质
偏振光
旋转后的偏振光
这种能旋转偏振光的振动方向的性质叫做旋光性。具有 旋光性的物质叫做旋光性物质或光活性物质。
旋光性物质的表示法
——分子中原子间化学键连接顺序不同产生的异构现象 称为结构异构或构造异构。
6.1.1 立体异构
碳链异构
构 位置异构
造
异
官能团异构 CH3CH2CHO CH3COCH3
构
互变异构
异
构
CH3
HH
体
构象异构
HH CH3
CH3 CH3
立
HH
HH
体
异
对映异构
构
非对映异构
CH3
CH3
CH3
H
顺反异构 H
H
H
CH3
HOOC HH CH3
对称中心
CH3 H H COOH
Cl
H
HP F FH
H Cl
（3）对称轴（旋转轴）
设想分子中有一条直线，分子以此直线为轴旋转360o/n （n＝正整数）后得到的分子与原来的相同，这条直线就是 n重对称轴。Cn不能作为判断分子手性的依据。
C2:
Cl
H
CC
H
Cl
HH C4: H H H H
HH
H
H
Cl
Cl
H
Cl
Cl
Cl
H
H
Cl
H
C2对称轴
对映异构
第六章 对映异构的习题课
两个邻二醇都是无旋光性的。将熔点为19℃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？
答： (1)熔点32℃的醇为内消旋体，熔点19℃的醇为外消旋体；
H OH
H H
2 3
OH OH
CH3 (2S, 3S) 一对对映体
CH3 (2R, 3R)
CH3 (2S, 3R) 内消旋体
部分习题答案
Cl
(5)
1
Cl
1
Cl
1
H
2
H
H
H
2
Cl
2
H
Cl (1R, 2R) 一对对映体
Cl (1S, 2S)
H (1R, 2S) 内消旋体
部分习题答案
8. 画出下列化合物的构型。
(2)KMnO4羟基化的立体化学过程为：
部分习题答案
H3C H C H3C H C C H H3C H O Mn O O OH2O H H CH3 OH OH CH3
+
C H3C
KMnO4
H3C
H C
H3C
H C C O Mn O CH3 OO H2O H HO
CH3 OH H CH3
+ KMnO4
CH （1） 3CH2CHCH2CH2CH3 Br
（2） CH3CHBr
CHOH
CH3
（3）C6H5
CH(CH3)
CH(CH3)C6H5
（4）CH3CHOH （5）
CH2 CH2 CHCl CHCl
6 对映异构(11.12)
两个乳酸模型不能叠合
手性碳原子(c＊)：所连的四个原子或基团完全不同 的碳原子。
26
三、对映体和外消旋体
对映异构体：分子构造相同，构型不同，互为实物 与镜像关系而不能重合的立体异构体,叫做对映异构 体。简称对映体。 例如：(－)乳酸和(+)乳酸 对映体之间关系：
比旋光度相同，旋光方向相反。 非手性环境——性质相同： mp、bp (左、右旋乳酸:mp53℃) 在非手性溶剂中的溶解度 与非手性试剂的反应速度 手性环境中——性质不同： 与手性试剂的反应速率或反应能力 在手性催化剂/手性溶剂中的反应速率
有对称面的分子 (氯乙烷)
30
有对称面的分子
反-1,３-二甲基环丁烷
反-1,2-二氯乙烯
反-2,4-二甲基 -1,3-环丁二酸
有 对 称 中 心 的 分 子
31
无对称面/对称中心的分子是手性分子—旋光
C＊
C＊
（+）－乳酸
（－）－乳酸
C＊abcd型分子是手性分子。例：2－羟基丙酸 （乳酸）
32
3
§6.1 物质的旋光性
一、偏振光
光波是一种电磁波，光的振动方向与光的前进方向 垂直。在普通光线里，光波可在垂直于它前进方向的 任何可能的平面上振动(下图)。
4
偏振片（棱镜）：只允许与其晶轴平行的光通过。 光透过偏振片后，变为只在一个平面内振动的 光——平面偏振光（偏振光或偏光）。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
二、旋光物质和非旋光物质
28
四、对称性——对称面和对称中心
判断化合物是否旋光的方法： 分子与其镜像是否重合： 重合—非手性—不旋光 不重合—手性—旋光 （根据模型） 分子的对称性： 对称—非手性—不旋光 （根据对称元素） 不对称—手性—旋光 对称面 对称中心
有机化学课件李景宁主编第6章对映异构
相同
不能在纸面上旋转90°或270°；
COOH H OH
CH3
旋转90°
H
CH3 COOH
OH
H
CH3
C
COOH
OH
COOH
旋转90°
H
OH
C
CH3
H
C
COOH
不同
CH3
OH
COOH 旋转270°
OH
H OH
HOOC CH3
CH3
H
OH
COOH C
CH3
H
COOH
OH
旋转270°
H
OH
C
COOH C
CH3
碳架异构： CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3
CH3
CH3CCH3 CH3
官能团位置异构： CH3CHCH2CH3
OH
CH3CH2CH2CH2 OH
官能团异构：
互变异构：
CH3CH2OCH2CH3
CC
重排
HO
CH3CH2CH2CH2 OH
CC HO
立体异构体： 分子中的原子或基团具有相同的连接方式但在 空间的排布方式不同导致的同分异构体。(Stereoisomers)
COOH 翻转 H OH
CH3
COOH HO H
CH3
COOH
OH
H
C
CH3
COOH
翻转
COOH
H
OH
C
OH
H
C
不同
CH3
CH3
在纸面上旋转180°仍为原来的构型；
COOH H OH
CH3
旋转180°
有机化学(曾昭琼高教社第四版)课后习题答案
(3) 含一个侧链和分子量为 86 的烷烃: 因为 CnH2n+2=86 所以 n=6 该烷烃为 C H6 14，含一个支链甲烷的异构体为：
(4) 分子量为 100,同时含有伯,叔,季碳原子的烷烃
(5) 3-ethyl-2-methylpentane CH3CH(CH3)CH(C2H5) (6) 2,2,5-trimethyl-4-propylheptane CH3C(CH3)2CH2CH(CH2CH2CH3)CH(CH3)CH2CH3 (7) 2,2,4,4-tetramethylhexane (CH3)3CCH2C(CH3)2CH2CH3 (8) 4-tert-butyl-5-methylnonane CH3CH2CH2CH(C(CH3)3)CH(CH3)CH2CH2CH2CH3 4 解：
方程式：
19 解： （1） （2）
（3） （4）
（5） （6） （7） 20 解： （1）C>B>A（2）A>C>B（3）B>A>C
第五章 脂环烃
1 解：
2 解：
e CH(CH3)2
CH3
3 解： 规律（a）环己烷多元取代物较稳定的构象是 e－取代基最多的构象。 （b）环上有不同取代基时，大的取代基在 e 键的构象较稳定。 （1）
CL
HC L C H 3C H C C H 3
C H 3C H 2
C C H3
C H3
C H3
（2）
C L2
CL
450 CL
（3）
C H2
C H C H (C H 3)2
(1)H 2S O 4 (2)H 2O
（4）
HB r H 2O 2
C H 3 C H C H (C H 3)2 OH
对映异构体精选题及其解
对映异构体精选题及其解1．某化合物溶于乙醇,所得溶液为100 mL 溶液中含该化合物14克。
（１）取部分该溶液放在5 cm 长的盛液管中,在20 oC 用钠光作光源测得其旋光度为+2.1o,试计算该物质的比旋光度。
（２）把同样的溶液放在10 cm 长的盛液管中,预测其旋光度。
（３）如果把10 mL 上述溶液稀释到20 mL,然后放在5 cm 长的盛液管中, 预测其旋光度。
解 比旋光度是旋光物质特有的物理常数,用下式表示：t 为测定时的温度（一般为室温,15-30 oC ）；λ为测定时的波长（一般采用波长为589.3 nm 的钠光,用符号Ｄ表示）,在此测定条件下得出的比旋光度用[α]D 表示亦可。
（１）将旋光度α＝+2.1o 带入上式,得（２）旋光度为α＝+2.1o ＊２＝+4.1o（３）旋光度为α＝+2.1o /２＝+1.05o１2．将一葡萄糖的水溶液放在10 cm 长的盛液管中,在20 0C 测得其旋光度为+3.20,求这个溶液的浓度。
已知葡萄糖在水中的比旋光度为[α]D = +52.50。
解3．某纯液体试样在10 cm 长的盛液管中测得其旋光度为+300,怎样用实验证明它的旋光度的确是+300而不是-3300,也不是+3900？解 将该液体试样在5 cm 长的盛液管中测定其旋光度,若测得的旋光度为+150,则证明它的旋光度的确是+300。
（提示：也可用稀释的方法加以验证。
）4．下列化合物中有无手性碳原子？若有,请用星号标出。
c ( g / mL )l (10 cm)=t[ ]λαα= + 15ol (10 cm ) c ( g / mL )100 / 14+ 2.1o=c ( 14g / 100 mL )+ 2.1o=ααD [ ]20=l (10 cm) c ( g / mL )= 0.06 g / mLol (10 cm)+ 3.2o=ααD[ ]20=l (10 cm)c ( g / mL )C 6H 5C H 2C HC H 2C 6H 5C H 3(3)C 6H 5C HDC H 3(2)C H 3C H 2C H 2C HC H 2C H 3C H 3(1)解 与四个不同的原子或基团相连结的碳原子称为手性碳原子（或不对称碳原子）。
6对映异构
一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。 分子内含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋
CH3 * CHOH CH2 CH3
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具有手性？用 投影式表示它们的对映异构体。
解：⑴
（手性）
⑵
（无手性）
⑶
（手性）
c b a (2) (1)三个的构型分别是顺,反,反,所以 b,c 相同的，a 和 b,c 是对映体 (2)四个的构型分别是反,反, 顺, 顺,所以 a,b 相同的,c,d 相同的，两组间是对映体
问题 6-8 画出 2-氯-3-溴丁烷的光学异构体的投影式，并指出它们组成的外消旋体。
CH3 Cl H CH3 R, R H Br H Br
(2)
CH3 H H Cl CH3 S, S (3) 互为对映体 COOH H H HO OH OH H COOH R, R (4) 互为对映体 HO HO H Cl H H Cl H H
CH3 H H Cl CH3 R, R H H H
CH3 Cl H Cl CH3 R, S 内消旋体
COOH H H OH COOH S,S HO HO HO
非对映体
同一化合物（有对称面）
构造异构体 14、 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？
Ⅰ与Ⅱ,Ⅲ与Ⅴ，Ⅳ与Ⅵ，Ⅶ与Ⅴ是相同的,Ⅰ与Ⅱ，Ⅶ与Ⅷ是内消旋体,Ⅲ与Ⅳ，Ⅴ与Ⅵ为对 映体 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。
CH3CH2CH2CHCH2CH3
第6章 对映异构
H H Br
H CH3 C-Cσ键旋转 CH3 Br CH3
+ C
CH3
+ C
H
Ⅰ
Ⅱ
34
Br
Br
CH3
Ⅰ
H
H
H
Br
CH3 CH3
+ C
CH3
H Br
CH3
CH3 H H Br Br CH3
有内消旋产物 与实验事实不符
H Br
Br H CH3
35
Br H CH3 CH3
H 对称面
Cl H C H C Cl 对称面
C
Cl
CH3 Cl
具有对称面的分子无手性。
12
（2）对称中心
若分子中有一点P，通过P点画任何直线，如果 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。例如：
H COOH CH3 H Br H H Br H Br H H COOH H CH3 H H Br
含两个相同手性碳原子的化合物只有三个立体异构 体，少于2n个，外消旋体数目也少于2 n-1个。因为(3)和 (4)为同一物质，将(3)在纸平面旋转180°即为(4)。 内消旋体与外消旋体的异同 相同点：都不旋光 不同点：内消旋体是一种纯物质，外消旋体是两 个对映体的等量混合物，可拆分开来。 从内消旋酒石酸可以看出，含有手性碳原子的化合物， 分子不一定是手性的。故不能说含手性碳原子的分子一 定有手性。
37
H Br
Br H CH3 H CH3
CH3
CH3 Br H Br CH3
CH3 H Br H CH3
+
Br H
H
有机化学 对映异构PPT学习教案
16
如果任何的直线通过分子的中心，在离中心等距离处遇到完全 相同的原子，这个中心就是对称中心。 例如,1,3-二氟-2,4-二氯环丁烷具有一个对称中心：
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17
有对称面或／和对称中心的分子无手性，无对映异构现象。 一种分子具有不能重叠镜像的条件一般是这种分子没有对称面， 也没有对称中心。
有机化学 对映异构
会计学
1
5.1 手性和对称性
化合物分子中的一个碳原子如果与四个不同的原子或基团相连 时，这个化合物在空间可有两种不同的排列。
这两个2-溴丁烷分子在空第1间页不/共能54重页 叠，它们有不同的构型。它 们并不是同一种化合物。
2
这两个构型不同的化合物之间的差别表现在对平面偏振光有 不同的影响。所谓平面偏振光就是它的光波是在一个平面内振动 的光。平面偏振光(piane polarized light)可简称为偏振光或偏光。
右旋酒石酸
左旋酒石酸
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31
D，L标记法本身不完善，除在糖类、氨基酸类等化合物中仍 沿用外，近年来已为新的R，S标记法代替。R，S标记法可标记 出手性碳原子的绝对构型。
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32
5.3.2 R，S-命名法(标记法)
D，L-命名法有一定的局限性，因为有些化合物不易同甘油 醛联系；也因为有时采用不同的转化方法，同一化合物可以是D型 ，也可以是L型。为了克服这个缺点，现通常采用R，S-命名法(标 记法)来代替D，L-命名法。
这种表示方法虽然比较直观，但书写麻烦，一般还是应用投影
第24页/共54页
式较为方便，特别是结构比较复，有一对对映体，由于对映体的 构型不同，对偏振光的作用就不一样，这就是在手性环境中显出了 它们的不同。它们的一般化学性质也都一样，但在手性环境中，对 映体的反应速率却有所不同。
有机化学 第六章 对映异构
有对称中心的分子非手性，实物与镜可重叠，没 有对映体和旋光性。
(3)对称轴 Cn ——若通过分子画一轴线，当分子绕此轴 旋转360º /n后，得到与原来分子相同的形象，此轴线就 是该分子的几重对称轴。
O H 球体 H 水 H
N
H H
氨
C∞
C2
C3
H
H H Cl
Cl Cl Cl
Cl
Cl C2
H
有无对称轴不能 作为判断分子有 无手性的依据。
第七节 不含手性碳原子的化合物的对映异构
一、丙二烯型分子
a C
b c
a 或 C
b
a
C
C
d
C
C
b
当任何一个双键上连接相同基团，则分子无手性
二、联苯型化合物
分子有 对称面， 无手性
当某些分子单键之间的自由旋转受到阻碍时产生的 光活性异构体，称位阻异构现象.
其它
R1 N R2
R3 R4
第八节 外消旋体的拆分
第六章 对映异构
构造异构 同分异构
碳干异构 位置异构 官能团异构 互变异构 构型异构 顺反异构 对映异构
立体异构 构象异构
对映异构：是指分子式、构造式相同，构型不同，互 呈镜像对映关系的立体异构现象。实物与其镜象不能 重叠的分子成为一对对映体。
CH3 C HO H CH2CH3
镜子 CH3 C H OH CH2CH3 左旋-2-丁醇
第二节 对映异构现象与分子结构的关系
一、对映异构现象的发现 1848年法国巴黎师范大学化学家、微生物学家 在研究酒石酸钠铵晶体时，发现有两种不同的晶体.
两种晶体互为实物和镜像的关系，相似不重合,将其 分开分别溶于水中，一种左旋一种右旋,比旋光度相 等。
有机化学6章对映异构
S
01
02
不同之处：
对映异构体数目 = 2n-1 、内消旋体数目 = 2(n/2)-1 , (n=偶数)； 对映异构体数目 = 2n-1 、内消旋体数目 = 2(n-1)/2 ，(n=奇数)； 故不能说含手性碳原子的分子一定有手性
外消旋体：是混合物，可拆分出一对对映体。 内消旋体：是化合物，不能拆分。 共同之处：二者均无旋光性，但本质不同。
202X
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第六章 对映异构 (enantiomerism)
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第一节 物质的旋光性 一、平面偏振光和旋光性 二、旋光仪和比旋光度 第二节 对映异构现象与分子结构的关系 一、对映异构现象的发现 二、手性 三、对称因素和手性分子判据 第三节 含一个手性碳原子化合物 的对映异构 一、对映体、外消旋体 二、构型表示方法---费谢尔投影式 三、绝对构型与相对构型 四、 R、S 命名规则 第四节 含两个手性碳原子化合物 的对映异构 一、含两个不相同手性碳原子的化合物 二、含两个相同手性碳原子的化合物
对称中心 i：分子中有一点i，通过i点画任何直线，如果在离i点等距离的直线两端有相同的原子或基团，则点i称为对称中心。 ：
对称轴 Cn：穿过分子画一直线，分子以它为轴旋转360°/n 后，可以获得与原来分子相同的形象，这一直线为分子的n重对称轴。 Cn：= 360°/旋转角度 例 ：
1
n = 360°/180°=2
4
垂直方向要伸向纸面后方，水平方向伸向纸面前方（“横前竖后”）；
5
将分子结构投影到纸面上，横线竖线的交叉点表示碳原子。
注意： 1）Fischer式不能离开纸面翻转；沿纸面旋转180°，构型不变；旋转90°，得到对映体；
第六章 对映异构
③纽曼投影式 H H H
COOH H OH
C
H CH3
H
H
最常用来表示对映异构体—— ④菲舍尔Fisher投影式 COOH HO H
投影ห้องสมุดไป่ตู้则
横键在前 竖键在后 交叉点C*
CH3
三、对映体构型的表示方法
1.构型的表示方法 对映体的构型可用立体结构（楔形式和透视式）和费歇尔 （E· Fischer）投影式表示， (1)立体结构式
几何异构 因共价键旋转受阻而产生的立体异构。
构象异构
因单键“ 自由” 旋转而产生的立体异构。
H H CH3 H H CH3 CH3 CH3 H H H CH3
H
CH3
旋光异构
因分子中手性因素而产生的立体异构。
Br CH3 C Cl C2H5 Br H5C2 CH3 C Cl Cl CH3 C Br C2H5
的对映异构体存在。
注意：具有手性碳原子的分子不一定是手性分子，没有 手性碳原子的分子也不一定不是手性分子。
COOH H H C* O H C
*
酒石酸
OH
COOH
特征： （1）不能完全重叠， （2）呈物体与镜象关系（左右手关系）。 物质分子互为实物和镜象关系（象左手和右手一样）彼此不 能完全重叠的特征，称为分子的手性。
具有手性（不能与自身的镜象重叠）的分子叫做手性分子。
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。 凡是含有一个手性碳原子的有机化合物分子都具有手性，是 手性分子。
3.分子对称因素
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，例如：
第六章对映异构习题答案
第六章对映异构习题答案第六章对映异构1. 说明下列各名词的意义：⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对应异构体：⑷非对应异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体：答案：（1）能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。
（2）通常规定1mol含1 g旋光性物质的溶液，放在1 dm （10cm）长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。
（3）构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。
（4）(答案）构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。
（5）一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。
（6）分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。
2. 下列化合物中有无手性C（用*表示手性C）（1）答案：（1）（2）（3）（4）（2）无手性碳原子（3）（4）3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。
答案：解：⑴ ⑵（手性）（无手性）⑶ ⑷（手性）（无手性）⑸4. ⑴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：⑵ 从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C3H5Cl3）的数目已由气相色谱法确定。
从A得出一个三氯化物，B给出两个， C和D各给出三个，试推出A，B的结构。
⑶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？⑷有旋光的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，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？答案： (1)(2) 解：A：CH3CCl2CH3 B ClCH2CH2CH2Cl (3)(4) 解：另两个无旋光性的为：CH2ClCHClCH2CCl和 CH3CCl2CH2Cl5. 指出下列构型式是R或S。
答案：R 型 S型S型 S型6. 画出下列各化合物所有可能的光学异构体的构型式，标明成对的对映体和内消旋体，以R，S标定它们的构型。
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第六章对映异构习题答案第六章对映异构1、说明下列各名词的意义：⑴旋光性：⑵比旋光度：⑶对应异构体：⑷非对应异构体：⑸外消旋体：⑹内消旋体：答案：（1）旋光性：能使偏光振动平面的性质，称为物质的旋光性。
（2）比旋光度：通常规定1mol含1 g 旋光性物质的溶液，放在1 dm (10cm)长的成液管中测得的旋光度，称为该物质的比旋光度。
（3）对应异构体：构造式相同的两个分子由于原子在空间的排列不同，彼此互为镜象，不能重合的分子，互称对应异构体。
（4）非对应异构体：构造式相同，构型不同，但不是实物与镜象关系的化合物互称非对映体。
（5）外消旋体：一对对映体右旋体和左旋体的等量混合物叫外消旋体。
（6）内消旋体：分子内，含有构造相同的手性碳原子，但存在对称面的分子，称为内消旋体，用meso表示。
2、下列化合物中有无手性C（用*表示手性C）（1）（2）（3）（4）答案：（1）*（2）无手性碳原子（3）**（4）3、分子式为C3H6DCl所有构造异构体的结构式，在这些化合物中那些具有手性？用投影式表示它们的对应异构体。
答案：解：分子式为C 3H 6DCl 的化合物共有5个构造异构体，其中3个有对应异构体。
（手性）：（无手性）Cl CH 2CH 3HD DH ClCH 2CH3CH 2Cl CH 3HDDH CH 2ClCH 3CH 2DCH 3H Cl ClH CH 2DCH 34、 ⑴丙烷氯化已分离出二氯化合物C 3H 6Cl 2的四种构造异构体，写出它们的构造式：⑵ 从各个二氯化物进一步氯化后，可得的三氯化物（C 3H 5C l3）的数目已由气相色谱法确定。
从A 得出一个三氯化物，B 给出两个， C 和D 各给出三个，试推出A ，B 的结构。
⑶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？⑷有旋光的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，另两个无旋光性，它们的构造式怎样？ 答案：(1)Cl 2CHCH 2CH 3(1) CH 3CCl 2CH 3(2) ClCH 2CHClCH 3(3) ClCH 2CH 2CH 2Cl (4)(2) 解：A 的构造式：CH 3CCl 2CH 3 B 的构造式：ClCH 2CH 2CH 2Cl (3)(4)另两个无旋光性的为：CH 2ClCCl 2CH 3ClCH 2ClCHCH 2Cl5、指出下列构型式是R 或S 。
答案：R型 S型 S型 S型6、画出下列各化合物所有可能的光学异构体的构型式，标明成对的对映体和内消旋体，以R，S标定它们的构型。
答案：R 型 S型是一对对应体（5）7、写出下列各化合物的费歇尔投影式。
CH 3CH 2OH CH 3H (1)CH 3CLH C H 5CL (2)CH 3H CLH BrCH 3(3)CH 3OHHCLCH 3H(4)答案：CH 3OH C 2H 5H(1)Cl H CH 3C 2H 5ClH (2)8、画出下列化合物的构型。
答案：（4）9、用费歇尔投影式画出下列化合物的构型式：⑴ (R）-2-丁醇⑵ 2-氯-(4S)-4-溴-(E)-2-戊烯⑶内消旋-3，4-二硝基己烷答案：（1）（2）（3）10、⑴指出下列化合物的构型是R还是S构型⑵在下列各构型式中那些是与上述化合物的构型相同?那些是它的对映体?(a) (b)(c) (d)(e) (f)答案：（1）是S构型（2）(a)与(1)是对映体(R构型)； (b)与⑴为相同化合物；(c)与⑴为相同化合物； (d)与⑴为相同化合物；(e)与⑴是对映体； (f)与(1)是对映体。
11、将下列化合物的费歇尔投影式画成扭曼投影式(顺叠和反叠),并画出它们的对映体的相应式子.答案：(1)CH3ClHCl HHClCH3EtHEtH3CClClHCH3HClCl反叠式顺叠式CH3HCH3PhOHHHO HPhCH3HCH3(2)PhCH3H3CHHHOCH3OHPhHHH3C反叠式顺叠式12、画出下列化合物可能有的异构体的构型.答案：(1)有三个立体构型：HHCOOH HH****HOOCCOOHHOOCH HCOOH**HOOC(内消旋体)（2）有三个C*,应有23=8,即有8个对映体:(未补齐原子的为H原子）13、下列各队化合物那些属于对映体,非对映体,顺反异构体,构造异构体或同一化合物.答案：（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（有对称面）（8）构造异构体14、下列化合物的构型式中那些是相同的?那些是对映体?那些是内消旋体?答案：(Ⅰ)与（Ⅱ），(Ⅲ）与(Ⅴ),(Ⅳ)与（Ⅵ），（Ⅶ）与（Ⅷ）是相同的;(Ⅰ）与（Ⅱ），（Ⅶ）与(Ⅷ)是内消旋体;(Ⅲ)与(Ⅴ)，(Ⅶ)与(Ⅵ)为对映体。
15、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。
两个邻二醇都是无旋光的，将熔点为19℃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？答案：按题意，熔点为19℃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：熔点为32℃的邻二醇则是无旋光性的内消旋体，其构型如下：(2)KMnO4羟基反应是一种经过五元环中间体的顺式加成过程，其立体化学过程如下：CCHCH3H3KMnO4MnO COCOOH3CCH3H2O16、完成下列反应式，产物以够形式表示之。
CH3HOClHClOHCH3CH3OHClH(1)(2) H 3CCCCH 3HClCC Cl CH 3H 3C H Br 2Cl Br CH 3BrHCH 3BrCl CH 3H BrCH 3CH 3稀，冷KMnO 4溶液OH 3H HOHCH 3HO(3)17、下列化合物哪些有旋光性？哪些没有?并简要说明之。
H OH COOH H OH OH H（1）COOHCOOH（2）NOPh2CH 3CH 3（3）INO COOH（4）（5）COOHH H COOHHOOC（6）（7）H OH CHO H OHOH H 2OHCCCCl ClBr Br（8）解：（1）、（5）、（8）无旋光性，（2）、（3）、（4）、（6）、（7）有旋光性。
18、用R 、S 标出下列化合物中手性碳原子的构型，并命名。
(1)HCl3)2CHCH 2(2)HOH 2OHCHO(3)H OH CH 3HCl3(4)OH H HH CH 3H 5C 2解：（1）（3R ）—4—甲基—3—氯—1—戊烯 （2）（2R ）—2,3—二羟基丙醛 （3）（2S,3S ）—3—氯—2—丁醇（4）（1R,2R,4S ）—2—甲基—4—乙基环己醇 19、画出下列化合物的纽曼式和透视式。
（1）(2R,3S ）—2,3—二苯基丁烷 （2）(2S,3R)—2,3—二氨基戊烷（3）（2R,3R ）—2,3—二氯琥珀酸 解:CH 3HPhHPh 3CH 3Ph HCH 3PhH(1)C 2H 5HH 2NHNH 23C 2H 5NH 2HCH 3NH 2H(2)COOHClHHOOC H COOHH HOOC ClHCl (3)20、回答下列问题：（1）（R ）—3—甲基—1—戊烯在CCl 4中与Br 2加成可得到几种产物，写出产物的构型。
（2）2—溴—4—羟基环己甲酸有多少可能的立体异构体？画出其最稳定的对映体的构象。
解:(1)可得两种产物：Br H CH 2BrCH 3H2H 5(2S,3R)和(2R,3R)H Br CH 2Br CH 3H2H 5(2)因有3个C*，故有8个立体异构体，最稳定的对映体构象为：COOH BrHOHOOCBrOH21、写出3—甲基—1—戊炔分别与下列试剂反应得产物 （1）Br 2，CCl 4 （2）H 2,Lindlar Pd （3）NaNH 2,CH 3I解：HC CCHCH 2CH 33Br 24CCCHCH 2CH 3BrBr H CH 3(1)HC CCHCH 2CH 33H CH 2CH(2)Lindlar Pd CHCH 2CH 3CH 3HC CCHCH 2CH 33(3)CHCH 2CH 3CH 3NaNH 23CCCH 322、写出下列反应的立体构型(1)CCCH 2CH 3HCH 3H Br 2（CCl 4）Br H CH 3Br H2H 5HBr CH 3H Br2H 5(1)(2)CCHCH 2CH 3CH 3H (2)H 2O 24OH H CH 3OH H2H 5HOH CH 3H HO2H 5(3）H 3C(1)(2) B 2H 6H 2O 2,OHH OHCH 3HHOH CH 3H23、从指定原料合成下列化合物（无机物任选）(1)从乙炔出发合成苏式-CH 3CHClCHClCH 3和内消旋-3,4-二溴己烷； (2)(S)—2—甲基丁酸(S)—2—氨基丁烷 (3)(R)—2—辛醇 (R) —2—甲基—1—氨基辛烷(4) 环己烷顺式-1,2-二氯环己烷解：HCCH3CCCH 3(1)NaNH 23H 24CCCH 3H H 3C H 2CCl4H Cl CH 3HCl3Cl H CH 3ClH3(1)HCCH3CH 2C CCH 3(1)NaNH 2(2)CH 3CH 2ICCCH 2CH 3HH CH 3CH 2CCl 4H Br CH 2CH 3Br H2CH 3Na液氨Br 2(2)CH 3CH 2CHCOOH3**SOCl 2NH 3NaOBr CH 3CH 2CHNH 23(3)C 6H 13CHCH 3**PCl 3NaCNH 2,PdC 6H 13CHCH 32NH 2(R) (R)HOClPCl 3H Cl HCl (4)24、推测结构：（1）化合物A 和B 的分子式都为C 5H 6O 2,都有旋光性，他们与NaHCO 3反应放出CO 2，催化加氢A 得C(C 5H 8O 2),B 得D(C 5H 10O 2),C 和D 均无旋光性，是推测A 、B 、C 、D 的结构。
（2）分子式为C 6H 12的A 有使溴水褪色，无旋光性，用H 3PO 4催化加水后得一有旋光性的醇B(C 6H 14O),若将A 用KMnO 4氧化，得一内消旋的二元醇C(C 6H 14O 2),试推测A 、B 、C 、D 的结构。
解：(1) COOHACC CH COOHCH 3H BCOOHCCH 3CH 2CH 2CH 2COOHD(2)C CH 3CH 2H A C CH 2CH 3H*CH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 3BH CH 2CH 3OH OH H2CH 3C。