有机立体化学习题与答案

立体化学

一．命名下列化合物。

1. 2. 3.

4.

二． 正确判断下列各组化合物之间的关系：构造异构、顺反异构、对映异构、非对映体，同一化合物等。

1. 2． 与 与 3.

与 4.

与

5.

与

C C C CH 3H H CH 3H C C C CH 3

H H

CH 3OH H 3C H H Cl

H 3C H H Cl H 3C H H Cl H 3C H

H

Cl

C C C CH 3H

H CH 3H OH C C

C CH 3H H CH 3

OH C C C CH 3H CH 3

OH C C C CH 3H H CH 3

H

6.

与

7.

与

8.

与

9.

与

10.

与

三. 指出下述指定化合物与其他化合物之间的关系（对映体、非对映体或同一化合物）

1.

与

（a ） (b) (c) (d) 2.

与

（a ）

CH 3

H OH CH=CH 2

CH

3

H

H Br Cl 3CH 3H H Br Cl

3CH 2OH

CH 3

HO

H H

OH 3

3

32OH 2OH C C CH 3H HO 2OH CH 3

H

OH

CH=CH 2

CH 3CH 33

四．写出下列化合物的三维结构式。

1. （S ）－2－羟基丙酸

2. （S ）—2—氯四氢呋喃

3.（2R,3R ）—2,3— 二氯丁烷

4. （R ）—4—甲基—3—氯—1—戊烯

5.（1S,2R ）—2—氯环戊醇

6. (R)—3—氰基环戊酮

7.（R ）—3—甲基—3—甲氧基—4—己烯—2—酮

8.（2E,4S ）—4—氘代—2—氟—3—氯—2—戊烯

9. （2R,3R ）—2—溴—3—戊醇 10. （2S,4R ）—4—氨基—2—氯戊酸 11. （S ）—2—氯—1,4—环己二酮 12. （1S,3S ）—3—甲基环己醇

13. （2R,3S ）—2—羟基—3—氯丁二酸 14.（2E,4S ）—3—乙基—4—溴—2—戊烯 15. （1S,3S,5R ）—1—甲基—3—硝基—5—氯环己烷 16. （3S,5R ）—3,5—二甲基环己酮

五．用Fisher 投影式完成下列题目。

1. 用Fisher 投影式写出3－氯—2—戊醇的所有异构体，并用R/S 标记其构型。

2. 用Fisher 投影式写出2，3—丁二醇的所有异构体，并用R/S 标记其构型。

3. 用Fisher 投影式写出2，3，4，5－四羟基己二酸的所有异构体，并用R/S

4. 用Fisher 投影式写出5－甲基－2－异丙基环己醇的所有异构体，并用R/S 标记其构型。

六．用R/S 标记下列化合物中手性碳原子的构型：

七. 画出下列各物的对映体（假如有的话），并用R 、S 标定： 1. 3－氯－

1－戊烯

2. 3－氯－4－甲基－1－戊烯

3. HOOCCH 2CHOHCOOH

4. C 6H 5CH(CH 3)NH 2

5. CH 3CH(NH 2)COOH

八．用适当的立体式表示下列化合物的结构，并指出其中哪些是内消旋体。 1．（R ）—2—戊醇

2.（2R,3R,4S ）－4－氯－2，3－二溴己烷

3. (S)－CH 2OH —CHOH —CH 2NH 2

4. (2S,3R)—1,2,3,4—四羟基丁烷

5. (S)—2－溴代乙苯

6.（R ）—甲基仲丁基醚

九. 写出3－甲基戊烷进行氯化反应时可能生成一氯代物的费歇尔投影式，指出其中哪些是对映体，哪些是非对映体？

十．写出下列化合物的费歇尔投影式，并对每个手性碳原子的构型标以（R ）或（S ）。

1.

2.

5.

十一. 下列各化合物中有无手性碳原子（用*表示手性碳）

（1）CH 3CHDC 2H 5 (2) CH 2BrCH 2CH 2Cl (3) BrCH 2CHDCH 2Br (4) (5) CH 3CHClCHClCHClCH 3 (6)

(7) (8) (9)

(10) (11) (12)

（13）

CH 3CHCH 2CH 2CH 3

CH 2CH 3

OH

Br

O CH C 2H 5

H 5C 2CH 3

3

CH 3COOH HO 33O

十二. 下列化合物哪些是手性的？

3.

十三．判断下列叙述是否正确，为什么？

1.一对对映异构体总是物体与镜像的关系。

2.物体和镜像分子在任何情况下都是对映异构体。

3.非手性的化合物可以有手性中心。

4.具有S构型的化合物是具左旋（－）的对映体。

5.所有手性化合物都有非对映异构体。

6.非光学活性的物质一定是非手性的化合物。

7.如果一个化合物有一个对映体，它必须是手性的。

8.所有具有不对称碳原子的化合物都是手性的。

9.某些手性化合物可以是非光学活性的。

10.某些非对映异构体可以是物体与镜像的关系。

11.当非手性的分子经反应得到的产物是手性分子，则必定是外消旋体。

12.如果一个化合物没有对称面，则必定是手性化合物。

十四. 回答下列各题：

（1）产生手性化合物的充分必要条件是什么？

（2）旋光方向与R、S构型之间有什么关系？

（3）内消旋体和外消旋体之间有什么本质区别？

（4）手性（旋光）异构体是否一定有旋光性？

十五．现有某旋光性物质9.2％（g/ml）的溶液一份：

1. 将一部分该溶液放在5cm长的测试管中，测得旋光度为+3.45 0，试计算该物质的比旋光度。

2.若将该溶液放在10cm长的测试管中测定，你观察到的旋光度应是多少？

十六. 某醇C5H10O(A)具有旋光性，催化加氢后生成的醇C5H12O(B)没有旋光性，试写出（A）,(B)的结构式。

答案

一． 1. (2R,3R,4R)—2,3,4,5—四羟基戊醛或D －（－）核糖 2. (1R,2R)—2—甲基环丁烷羧酸 3. （1S,3R ）—1—氯－3－溴环己烷

4. (3R)—(1Z,4E)—3—氯—1,4—戊二烯—1,2,4,5—四醇

二． 1.顺反异构 2.对映异构 3.对映异构 4.同一化合物

5.非对映异构体

6.对映异构

7.对映异构

8.同一化合物

9.同一化合物 10.非对映体

三. （1）（a ）与（c ）为同一化合物；（a ）与（b ）及（d ）为对映异构体 （2）（a ）与（d ）及（e ）为对映异构体；（b ）与（c ）为同一化合物，都是内消旋体，

（a ）与（b ）或（c ）为非对映体关系。

四

7. 8.

9. 10.

NH 3

C H CH 3(CH 3)2H CH 2

Cl

F

CH 3C C

C CH 33

CH CHCH 3

COCH 32CH 3OH

H

13. 14.

15. 16.

五.

1.

2S,3R 2 R,3 S 2S,3S 2R,3R

2.

2S,3S 2R,3R 2S,3R

3

H H CH 3CH 3

CH 3OH HO HO OH H H H H C 2H 5

C 2H 5C 2H 5C 2H 5Cl Cl Cl Cl H H CH 3H H CH 3CH 3CH 3

OH

HO OH H H H CH 3

CH 3

CH 3

HO OH OH H CH 3 C C C CH 3H CH 3

CH 2CH 3Br

H

RRSS SRSS RSRR

RSSS SRRR RRRR SSSS

RSRS RSSR SRRS

4.

1R, 2R, 5R 1S, 2S, 5S

1R, 2S, 5R 1S, 2R, 5S

3)2

3)2H H H

OH CH 3(CH 3)2CH H H H OH CH 3(CH 3)2CH

1S, 2R, 5R 1R, 2S, 5S

六. 1. S 2. R 3. 2R,3S 4. S 5. R

七. 1.

R S

2.

R S

3.

R S

3)2

3)2H H H OH

CH 3(CH 3)2CH H

H H OH CH 3(CH 3)2CH

4.

5.

R S

八

解：全部使用费歇尔投影式，根据R,S 构型之间仅仅相差任意两个基团或原子位置不同，只要任意两个基团或原子交换一次位置，就可以互变一次构型，

解题时，任意写出分子的费歇尔投影式，先进行构型判断，如果不对，就交换两个原子或基团位置一次。 1．（R ）—2—戊醇

2.（2R,3R,4S ）－4－氯－2，

3－二溴己烷

3. (S)－CH 2OH —CHOH —CH 2NH 2

4. (2S,3R)

—1,2,3,4—四羟基丁烷

内消旋体

5. (S)—2－溴代乙苯

6.（R ）—甲基仲丁基醚

九

解：3－甲基戊烷进行一氯代时生成四种构造异构体，如下：

（1） （2）

其中（1）存在如下一对对映体：

（2）存在如下两对对映体：

A B C D

其中A 与B 、C 与D 互为对映体；A 与C 、D 为非对映体；B 与C 、D 为非对映体。

十．

S S

S R

6. 先将碳链上的碳编号：

C-3 R C-2 S

十一.

化合物（2）、（3）、（7）、（12）无手性碳原子。

CH 3CHCH 2CH 2CH 3

CH 2CH 3

CH C 2H 5H 5C CH 3

3

(10) (11)

（13）

十二.

1、 3 、4为手性

十三.

1. 对。对映异构体的定义就是如此。

2. 不对，因为物体与镜像分子可以是相同分子，只有物体与镜像分子不能重叠时，才是

对映体关系。

3. 对。内消旋体是非手性化合物，但可以有手性中心。

4. 不对。旋光方向是通过旋光仪测得的结果，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。

5. 不对。 实际上许多只有一个不对称碳原子的手性化合物没有非对映异构体。

6. 不对。外消旋体没有光学活性，然而是手性化合物。

7. 对。符合对映体的定义。

8. 不对。内消旋化合物是非手性化合物。它具有一个以上的不对称碳原子。

9. 不对。所有的手性化合物都是光学活性的。然而，有些手性化合物对光学活性的影响

较小，甚至难于直接测定，这是可能的。

10. 不对。根据定义，非对映异构体就是不具有对映体关系的立体异构体。

11. 不对。如果反应是在手性溶剂或手性催化剂等手性条件下进行，通常产物具有光学活

性。 12. 不对。大多数情况下，一个化合物既没有对称面，又没有对称中心或四重交替对称轴，

分子才是手性的。光考虑一个对称元素是不全面的，有可能对，有可能不对。

十四.

（1）产生手性化合物的充分必要条件是分子中不具备任何对称因素。 （2）旋光方向与R 、S 构型之间无必然联系。

（3）内消旋体是一种独立的化合物，外消旋体是一对手性对映体的等量混合物，通过适当的化学方法可以拆分为两个不同的化合物。

（4） 分子中存在手性因素而产生的立体异构称为手性（旋光）异构，手性异构体不全是

33

具有旋光性的手性化合物，当分子中含有多个手性结构单元时，某些手性异构体可能同时具有对称因素，这种手性异构体属于对称分子，又称为内消旋体，内消旋体就属于无旋光性的手性异构体。 十五. （1） []

οο5.72

.95.0100

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α

α （2）[]ο

9.6%2.91)5.7(+=??+=??=C L αα

十六.

解：结构式如下：