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 o C 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 o C ）；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＝+1.05o

１

2．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

[ ]λα

α= + 15o

l (10 cm ) c ( g / mL )

100 / 14

+ 2.1 o

=

c ( 14g / 100 mL )

+ 2.1 o

=

αα

D [ ]20

=

l (10 cm) c ( g / mL )

= 0.06 g / mL

o

l (10 cm)+ 3.2

o

=

ααD

[ ]20

=

l (10 cm)

c ( g / mL )C 6H 5CH 2CHCH 2C 6H 5

CH 3

(3)C 6H 5CHDCH 3(2)

CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3

CH 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）。由此判断,化合物（３）无手性碳原子,其它的化合物则有手性碳原子。化合物（１）、（２）和（４）分别有一个手性碳原子,化合物（５）有两个手性碳原子。

5．下列化合物各有哪些对称面。

解 化合物（１）有三个对称面。这些对称面均为以碳、氢和某一氯原子在同一个平面上的平面。化合物（２）有两个对称面,其一为该平面分子所在的平面；另一对称面 为和该分子所在的平面垂直且将该分子等分的平面。化合物（２）有两个对称面,其一为该平面分子所在的平面；另一对称面为和该分子所在的平面垂直且将该分子等分的 ２ 平面。

说明 若一平面可以把分子分割成两部分,而一部分正好是另一部分的镜象,这个平面就 称为分子的对称面（用σ表示,对称操作为反映）。有对称面的分子没有手性。

6．下列化合物哪个具有对称中心？哪个有对称面？

２

(5)

(4)

OH Cl

HOOC CH 2CH COOH

OH

C 6H 5CHDCH 3

(2)

CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3

CH 3

(1)(5)

(4)

HOOC CH 2CH COOH

OH

CH 3

CH 3

(3)

C C Br

Br

H

H

CHCl 3

(2)

(1)

解 化合物（１）、（３）和（４）有对称面。化合物（２）有对称中心。

说明 若分子中有一点,通过该点将分子中的各原子或基团反演,得到与原来分子等价构型的分子,该点称为该分子的对称中心（用ｉ表示,对称操作为反演）。有对称中心的分子没有手性。

7．下列化合物哪个具有对称中心？哪个有对称面？找出下列化合物的对称面和对称轴,分别是几重对称轴？

解 化合物（１）和（２）有对称中心；三个化合物均有对称面。化合物（１）有七个对称面（请同学自己找出）；化合物（２）有四个对称面（请同学自己找出）；化合物（３）有两个对称面（请同学自己找出）。

化合物（１）和（２）各有一个三重对称轴。化合物（２）有一个二重对称轴。 说明 分子围绕某一个轴转动2π/n 后,得到与原来等价构型的分子,则该分子具有ｎ重对称轴（用Cn 表示,对称操作为转动）。对称轴不能作为判断分子有无手性的标准。

8． 试指出题6-5、6-6和6-7中列出的化合物中哪些可能具有手性。

解 根据入上对分子的对称元素的认识及用对称元素判断分子有无手性的定义可知, 题6-5、6-6和6-7中列出的化合物都没有有手性。

9．3-氯-2-溴丁烷有多少构型异构体？画出它们的费歇尔投影式,用R,S 表明手性碳原子的构型,指出它们之间的关系（对映体、非对映体、差向异构体）。

解 3-氯-2-溴丁烷有两个手性中心,至多应有2 2 = 4个构型异构体：

(1)

(2)

CH 3

H

Br

H

H Br

CH 3

H (3)Cl H

H

F

Cl H

H F C

C H 3C H 3H

(4)

B F

F F Cl H H H Cl H

H

H

(3)(2)Cl Cl

Cl (1)