7-对映异构问题参考答案

7 对映异构问题参考答案

问题1 某纯液体试样在10cm 的盛液管中测得其旋光度为+30°，怎样用实验确证它的旋光度是+30°而不是-330°，也不是+390°？

讨论：通过旋光度测定实验，可以利用物质旋光度αλt 与该物质质量浓度ρB 或管长l 成正比的关系确定。例如，物质质量浓度ρB 增大为原来的2倍，若测得其旋光度为+60°，则说明第1次测得的旋光度不是-330°。再使物质质量浓度ρB 减小为原来的1/2，若测得其旋光度为+15°，则说明第1次测得的旋光度不是+390°。因此最终确定测得其旋光度为+30°。对于纯液体，则可通过2次改变旋光管的长度进行测试即可确定。

问题2 构型相同的旋光化合物，它们的旋光方向就一定相同吗？反之又如何？构型与旋光方向之间有什么关系？

讨论：两化合物构型相同时，它们的旋光方向不一定相同，反之亦然。手性化合物的旋光方向和构型是两个不同的概念。因此，手性化合物在构型上的联系才是本质的联系。

构型的命名是人为规定的，但是不论按照什么命名系统规定，都是为了表示分子中的原子在空间的排布方式。现在所涉及的问题都是绝对构型，实际上也就是分子的真实立体结构。旋光方向和旋光度是它们显示出来的物理性质。化合物的任何性质都是由它们的组成和结构决定的，这是化学思维中的一条最重要的基本原理。因此，旋光度和旋光方向，必然是由化合物的结构决定的。

问题3 请用实例解释非对映异构现象，说明非对映异构与对映异构的异同。 讨论：以氯代苹果酸为例进行讨论，其Fischer 投影式如下：

H OH H

Cl

HO H Cl

H

H OH Cl

H

HO H H

Cl

COOH

COOH COOH

COOH

COOH

COOH

COOH

COOH

(1)(2)

(3)

(4)

对映体对映体m.p

173℃

173℃167℃167℃D

20[α]-7.1°+7.1°

-9.3°

+9.3°

(±)

m.p 145℃

m.p 157℃

外消旋体外消旋体非对映体

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。对

映异构体之间的物理性质和化学性质基本相同，只是对平面偏振光的旋转方向（旋光性能）等不同。

不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做非对映体。或者符合如下3点就属于非对映体：⑴构造式相同，⑵不是物像关系，⑶空间关系不同。例如分子中有两个以上手性中心时，就有非对映异构现象。

非对映异构体的特征：

1 物理性质不同（熔点、沸点、溶解度等）。

2 比旋光度不同。

3 旋光方向可能相同也可能不同。

4 化学性质相似，但反应速度有差异。

问题4 化合物CH 3(CH 2)13CH=CHCH(OH)CH(NH 2)CH 2CH 3有多少种构型异构体？化合物CH 3CH=CHCH(CH 3)CH=CHCH 3又有多少种构型异构体？

讨论：化合物CH 3(CH 2)13CH=CHCH(OH)CH(NH 2)CH 2CH 3有八种构型异构体，如下：

H OH C 2H 5

H

NH 2

H

(CH 2)13CH 3

H OH C 2H 5

H

NH 2

(CH 2)13CH 3

H

HO H C 2H 5

H 2N

H H

(CH 2)13CH 3

HO H C 2H 5

H 2N

H

(CH 2)13CH 3

H

HO H C 2H 5

H

NH 2H

(CH 2)13CH 3

H OH C 2H 5

H 2N

H

H

(CH 2)13CH 3HO H C 2H 5

H

NH 2

(CH 2)13CH 3

H

H OH C 2H 5

H 2N

H (CH 2)13CH 3

H (a)(b)

(c)

(d)

(e)(f)

(g)

(h)

化合物CH 3CH=CHCH(CH 3)CH=CHCH 3有四种构型异构体，如下：

H 3C

H

H CH 3

H

CH 3

H H

H

CH 3

H CH 3

H H

H 3C H

(a)

(b)

H 3C H

H H

H CH 3

H CH 3

*

H H 3C

H H

CH 3H

H CH 3

*

(c)

(d)

对映体

问题5 2,3,4,5-四羟基己二酸共有多少种构型异构体？为什么？ 讨论：共有十个构型异构体：

COOH HO H HO H H OH H

OH COOH

COOH

H OH H OH HO H HO

H COOH

(a)

(b)

对映体

COOH

HO H H OH HO H H

OH COOH

COOH

H OH HO H H OH HO

H COOH

(c)

(d)

对映体

COOH

H OH HO H H OH H

OH COOH

COOH

HO H H OH HO H HO

H COOH

(e)

(f)

对映体

COOH HO H HO H HO H

H

OH COOH

COOH

H OH H OH H OH HO

H COOH

(g)

(h)

对映体

COOH H OH H OH H OH H

OH COOH

COOH H

OH HO H HO H H

OH COOH

(i)-meso

(j)-meso

这十种构型异构体中，C 2和C 5、C 3和C 4是相象的不对称碳原子。（a ）、（b ）、（c ）和（d ）中C 2和C 5、C 3和C 4的构型也是相同的；（e ）、（f ）、（g ）和（h ）的C 2和C 5、C 3和C 4的构型不相同；（i ）和（j ）中，C 2和C 5、C 3和C 4的构型不仅不相同而且相反，分子内含有平面对称因素。

问题6 手性碳原子是否是分子产生手性的充要条件？为什么？ 请通过实例解释之。

讨论：手性碳原子只是使分子产生手性的因素之一，既不是充分条件也不是必要条件。例如，邻位四取代联苯类化合物：

H

HO

OH

HO

COOH

NO 2

NO 2COOH

COOH

NO 2

NO 2

COOH

又例如，丙二烯型化合物：

C C C

H 3

C

H

CH 3H C C

C

H 3C H

CH 3H

对映体

此两类化合物都无对称因素，也无手性碳原子。

C H 3C

H

CO NH

NH

C O

C H CH 3

二酮吡嗪

该分子中有两个手性碳原子，但有对称中心，因此该分子没有手性。 内消旋酒石酸也是如此。

问题7 Br 2与(S )-3-溴-1-丁烯的加成反应产物能收集到多少种馏分？是否有旋光性?写出各组分化合物的构型式,标明R 、S 构型。