第三章 旋光异构

五 旋光异构习题及答案

第五章 旋光异构 4下列化合物中哪个有旋光异构体？如有手性碳，用星号标出。指出可能有的旋光异构 体的数目。 a. CH 3CH 2CHCH 3 b. CH 3CH=C=CHCH 3 c. CH 3 d. e. f. CH 3CH CH COOH CH 3 g. HO OH h. O CH 3 i. j.CH 3 答案： a. CH 3CH 2CHCH 3 Cl ( 2 个 ) b. * * CH 3CH=C=CHCH 3 ( 2 个 ) c. CH 3* ( 2 个 ) d. e. ( 无 ) ( 无 ) f. CH 3CH CH COOH CH 3 * ** ( 22 =4 个 ) g. HO OH ( 无 ) h. O CH 3( 2 个 ) i. ( 2 个 ) j. CH 3 ( 无 ) 5 下列化合物中，哪个有旋光异构？标出手性碳，写出可能有的旋光异构体的投影式，用R ，S 标记法命名，并注明内消旋体或外消旋体。 a. 2－溴代－1－丁醇 b. α,β－二溴代丁二酸 c. α,β－二溴代丁酸 d. 2－甲基－2－丁烯酸 答案： a. CH 2CH 2CH 2CH 3OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b. HOOCCH CH COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c. H 3CCH CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R ) ( 2R,3S ) ( 2S,3S ) ( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br

5.旋光异构(参考答案)

第5章 旋光异构 5.4 下列化合物中哪个有旋光异构体？如有手性碳，用星号标出。指出可能有的旋光异构 体的数目。 a. CH 3CH 2CHCH 3 b. CH 3CH=C=CHCH 3 c. CH 3 d. e. f. CH 3CH CH COOH CH 3 g. HO OH h. O CH 3 i. j.CH 3 答案： a. CH 3CH 2CHCH 3 Cl ( 2 个 ) b. * * CH 3CH=C=CHCH 3 ( 2 个 ) c. CH 3* ( 2 个 ) d. e. ( 无 ) ( 无 ) f. CH 3CH CH COOH CH 3 * ** ( 22 =4 个 ) g. HO OH ( 无 ) h. O CH 3( 2 个 ) i. ( 2 个 ) j. CH 3 ( 无 ) 5.5 下列化合物中，哪个有旋光异构？标出手性碳，写出可能有的旋光异构体的投影式，用R ，S 标记法命名，并注明内消旋体或外消旋体。 a. 2－溴代－1－丁醇 b. α,β－二溴代丁二酸 c. α,β－二溴代丁酸 d. 2－甲基－2－丁烯酸 答案：

d. CH 3C=CHCOOH CH 3 ( 无 ) 5.7 分子式是C 5H 10O 2的酸，有旋光性，写出它的一对对映体的投影式，并用R,S 标记法命 名。 答案： COOH H CH 3CH 2CH 3( R ) COOH H 3C H CH 2CH 3( S ) C 5H 10O 2 5.8 分子式为C6H12的开链烃A ，有旋光性。经催化氢化生成无旋光性的B ，分子式为C6H14。 写出A ，B 的结构式。 答案： Π=1 C 6H 12 A CH 2=CHCHCH 2CH 3 * CH 3 B CH 3CH 2CHCH 2CH 3 3 5.9（+）－麻黄碱的构型如下： CH 3H NHCH 3C 6H 5H HO 它可以用下列哪个投影式表示？ C 6H 5 H OH CH 3 H NHCH 3CH 3 H NHCH 3C 6H 5 HO H C 6H 5 HO H CH 3NH CH 3 C 6H 5 HO H H H 3C NHCH 3 a. b. c. d. 答案： b 5.10 指出下列各对化合物间的相互关系（属于哪种异构体，或是相同分子）。 a. b. c. d. COOH C H 3C H CH 2CH 3 H C H 3C COOH CH 2CH 3 3 2H 5H 32H 5 OH CH 3H OH H COOH COOH H HO CH 3 H OH 3

第五章 旋光异构(答案)

第五章 旋光异构 5.4 下列化合物中哪个有旋光异构体？如有手性碳，用星号标出。指出可能有的旋光异构 体的数目。 a. CH 3CH 2CHCH 3 b. CH 3CH=C=CHCH 3 c. CH 3 d. e. f. CH 3CH CH COOH CH 3 g. HO OH h. O CH 3 i. j.CH 3 答案： a. CH 3CH 2CHCH 3 Cl ( 2 个 ) b. * * CH 3CH=C=CHCH 3 ( 2 个 ) c. CH 3* ( 2 个 ) d. e. ( 无 ) ( 无 ) f. CH 3CH CH COOH CH 3 * ** ( 22 =4 个 ) g. HO OH ( 无 ) h. O CH 3( 2 个 ) i. ( 2 个 ) j. CH 3 ( 无 ) 5.5 下列化合物中，哪个有旋光异构？标出手性碳，写出可能有的旋光异构体的投影式， 用R ，S 标记法命名，并注明内消旋体或外消旋体。 a. 2－溴代－1－丁醇 b. α,β－二溴代丁二酸 c. α,β－二溴代丁酸 d. 2－甲基－2－丁烯酸 答案： a. CH 2CH 2CH 2CH 3OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b. HOOCCH CH COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c. H 3CCH CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R ) ( 2R,3S ) ( 2S,3S ) ( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br

3立体化学参考答案.

第六章 立体化学 （参考第三章立体化学基础） 6.2 下列化合物中，哪个有旋光异构？标出手性碳，写出可能有的旋光异构体的投影式，用R ，S 标记法命名，并注明内消旋体或外消旋体。 a. 2－溴代－1－丁醇 b. α,β－二溴代丁二酸 c. α,β－二溴代丁酸 d. 2－甲基－2－丁烯酸 参考答案： a.CH 2CH 2CH 2CH 3 OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b.HOOCCH CH Br COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S )( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br a.CH 2CH 2CH 2CH 3 OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3( R )( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b.HOOCCH CH COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH Br COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S ) ( 2R,3R )COOH Br H CH 3H Br a.CH 2CH 2CH 2CH 3OH Br CH 2OH H Br COOH H Br COOH H Br CH 2CH 3 ( R ) ( 2R,3R )CH 2OH Br H CH 2CH 3( S )b. HOOCCH CH Br COOH Br ( meso- )COOH H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br ( 2S,3S )c.H 3CCH Br CH COOH COOH H Br CH 3H Br COOH Br H COOH Br H COOH H Br COOH Br H ( 2S,3R )( 2R,3S )( 2S,3S )( 2R,3R ) COOH Br H CH 3H Br d. CH 3C=CHCOOH CH 3 ( 无 ) 6.3 可待因是有镇咳作用的药物，但有成瘾性，其结构式如下，用*标出分子中的手性碳原子，理论上它可有多少旋光异构体？ 参考答案：有5个手性碳原子 O HO OCH 3 N CH 3 * * * ** 理论上它可有25=32个旋光异构体 6.5 分子式是C 5H 10O 2的酸，有旋光性，写出它的一对对映体的投影式，并用R,S 标记法命名。 参考答案： COOH H CH 3 CH 2CH 3 ( R ) COOH H 3C H CH 2CH 3( S ) C 5H 10O 2

旋光异构问题与思考解答及习题答案

第五章 旋光异构 问题与思考解答 问题与思考5-1 5.654g 蔗糖溶解在20mL 水中，在20℃时用10cm 长的盛液管测得其旋光度为+18.8°。（1）计算蔗糖的比旋光度。（2）用5cm 长的盛液管测定同样的溶液，预计其旋光度会是多少？（3）把10mL 此溶液稀释到20mL ，再用10cm 长的盛液管测定，预计其旋光度又会是多少？ [解] （1）[α]20 D = = = ＋?5.66（水） （2）＋?5.66 = ， α=＋?4.9（盛液管长度减半，旋光度减半。） （3）＋?5.66 = ， α=＋?4.9（溶液浓度减半，旋光度减半。） 问题与思考5-2 用旋光仪测得某纯物质的旋光度为+45°，怎样才能证明确实是+45°，而不是 -315°？ [解] 用一根较短或较长的盛液管重新测定。例如，使用10cm 长的盛液管测定某纯物质的旋光度为+45°，若使用2.5cm 长的盛液管，在其他条件不变的情况下，则测定值应为+11.25°；若是-315°，则测定值应为-78.75°。 问题与思考5-3 判断下列各物体是否具有手性？ （1）脚（2）耳朵（3）螺丝钉（4）剪刀（5）试管（6）烧杯（7）滴瓶（8）蛇形冷凝管 [解] （1）、（2）、（3）、（8）实物与其镜像不能完全重叠，所以有手性。 （4）、（5）、（6）、（7）实物与其镜像可以完全重叠，所以无手性。 问题与思考5-4 下列分子中哪些有对称因素？哪些是手性分子？ （1） （2） （3） （4） （5） （6） [解] （1）、（2）、（3）、（5）、（6）分子中均具有对称面或对称中心，所以无手性。 （4）无对称面，也无对称中心，所以有手性。 问题与思考5-5 下列各化合物中有手性碳原子吗？若有，用＊号标出： （1） （2） （3） （4） [解]（1） （2） （3） （4） CH 3CHCHCOOH F Br * ** * ** CH 3H 3C Cl H CHCl 3Br Br C C H H CH 3CHCHCOOH F Br OH Cl OH Cl * * L C ?α1 20 5.654 8.18??+5.0205.654 ?α 1 2 205.654??α

有机化学第五章旋光异构

第五章 旋光异构 本章教学要求： 1、了解物质的旋光性及其有关概念（平面偏振光、旋光仪和比旋光度等） 2、掌握有机化合物对映异构与分子结构的关系 3、掌握含一个手性碳原子和两个手性碳原子化合物的对映异构情况 4、掌握有机化合物的R/S 命名 5、了解外消旋体的拆分 6、了解不含手性碳原子化合物的对映异构情况 7、掌握亲电加成反应的立体化学 教学重点： 1、有机化合物对映异构与分子结构的关系 2、含一个手性碳原子和两个手性碳原子化合物的对映异构情 3、有机化合物的R/S 命名 计划学时数：5学时 同分异构现象在有机化学中极为普遍。同分异构现象可以归纳如下： 第一节 物质的旋光性 一、平面偏振光和旋光性 光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。 同分异构 构造异构 碳干异构位置异构构型异构 光源 （1 ）光的前进方向与振动方向 C' （2）普通光的振动平面 图 6-1 光的传播

在光前进的方向上放一个（Nicol ）棱晶或人造偏振片，只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱晶，而在其它平面上振动的光线则被挡住。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 2．物质的旋光性 能使平面偏振光振动平面旋转的物质称为物质的旋光性，具有旋光性的物质称为旋 能使偏振光振动平面向右旋转的物质称右旋体，能使偏振光振动平面向左旋转的物质称左旋体，使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度，用α表示。 二、旋光仪和比旋光度 1.旋光仪 测定化合物的旋光度是用旋光仪，旋光仪主要部分是有两个尼可尔棱晶（起偏棱晶和检偏棱晶） ，一个盛液管和一个刻度盘组织装而成。 若盛液管中为旋光性物质，当偏光透过该物质时会使偏光向左或右旋转一定的角度，如要使旋转一定的角度后的偏光能透过检偏镜光栅，则必须将检偏镜旋转一定的角度，目镜处视野才明亮，测其旋转的角度即为该物质的旋光度α。如下图所示 A'C 普通光 平面偏振光 晶轴 Nicol 棱晶 A' A' C

旋光异构习题难

第五章 旋光异构 Ⅰ 学习要求 1. 掌握旋光性、旋光度、比旋光度、手性、手性碳原子、手性分子、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。 2. 掌握物质的旋光性与其分子构形的关系，能够正确判断一个化合物是否具有旋光性。 3. 掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的旋光异构体Fischer 投影式的书写及相互关系的确定。 4. 熟练掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的旋光异构体构型（D 、L 或R 、S ）的标记、命名及书写。 5. 了解外消旋体拆分的一般方法。 6. 了解亲电加成反应的立体化学。 Ⅱ 内容提要 一. 旋光性物质和比旋光度 1. 旋光性物质：在偏振光通过某物质时，能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质。 2. 比旋光度：旋光能力的大小用旋光度α和比旋光度[]t λα表示。旋光度是指旋光性物 质使偏振光的振动平面旋转的角度；比旋光度则是规定在一定温度下，使用一定波长的光 源，物质的浓度为g ·mL — 1，盛液管的长度为1dm ，温度为常温时测得的旋光度。比旋光度与旋光度的关系为： 比旋光度是旋光物质的一个物理常数。比旋光度按右旋（顺时针旋转）和左旋（反时针旋转）分别用（+）和（﹣）表示。 二. 分子的手性与旋光异构 1. 手性分子：物质的分子与其镜象不能完全重叠，它们之间相当于左手和右手的关系，把这种特征称为物质的手性。具有手性的分子称为手性分子，手性分子具有旋光性，具有旋光性的分子一定是手性分子。 2. 对称面：能将分子分成互为镜象两部分的平面称为分子的对称面。 3. 对称中心：从分子中任何一原子或原子团向分子的中心做连线，延长此连线至等距离处，若出现相同的原子或原子团，该点称为分子的对称中心。对称面和对称中心统称对称因素。不具有对称因素的分子是手性分子，或者说手性分子不具有对称因素。 4. 手性碳原子：连有四个不同原子或原子团的碳原子有不对称性，称为手性碳原子或不对称碳原子，用“C*”表示，是分子的不对称中心或手性中心。手性是指整个物质的性质，手性中心是指其中某一原子的性质。 []l C t ?α= αλ

第十章 旋光异构

旋光异构 一、化合物的连接方式 二、化合物的手性与分子结构的关系 三、旋光与手性分子 四、旋光的测定 五、旋光异构体构型的表示方法 七、含有两个手性碳原子化合物的旋光异构 八、不含手性碳原子的旋光异构 九、旋光异构的应用

化合物的连接方式 我们来观察下列一组化合物：甲烷、乙酸、α-羟基乙酸、α-羟基丙酸如下： C C H 3OH H COOH C H H H H C COOH H H H C COOH OH H H 我们能否写出每个化合物的另外一种连接方式？甲烷、乙酸、α-羟基乙酸只有一种连接方式，而α-羟基丙酸就能写出另外一种连接方式，如下：这是为生么呢？C CH 3 OH H COOH

化合物的手性与分子结构的关系 （一）手性与手性分子 （二）手性与对称因素的关系 1、对称面 2、对称中心 3、对称轴 4、总结

手性与手性分子 我们把其中一个α-羟基丙酸来照镜子，可以发现另外一个α-羟基丙酸的结构在镜子里面成像，且它们不能完全重叠，这种实物与镜像不能完全重叠的性质，叫做手性或手征性，就像左手和右手关系一样；两种构型不同的分子，外形相似，互为镜像，但不能重叠的分子称为手性分子。是什么因素是分子具有手性呢？

手性与对称因素的关系 如何从分子结构上来判断一个化合物是否具有手性？一种直观的方法就是做出一对实物和镜象的模型，若两者不能重叠，就是手性分子，但我们很难做到这一点，所以我们必须来讨论手性分子有什么样的结构特点，总体来说，手性是由于分子的不对称性引起的，怎样来判断这一点呢?我们可以从对称因素入手。

对称面 如果分子内有一个假设的平面，能将分子切成互为实物和镜象关系的两半，我们就说此分子存在着对称面。如甲烷、乙酸、α-羟基乙酸 C H H H H C COOH H H H C COOH OH H H 这种具有对称面的分子就不是手性分子。如果分子中所有的原子都在同一平面上，这个平面就是分子的对称面。

旋光异构之我见

旋光异构之我见 旋光异构称光学异构，为两个或多个分子由于构型上的差异而表现出不同旋光性能的现象。这些分子互为旋光异构体。L.巴斯德对旋光异构进行了开创性的研究，为立体化学奠定了基础。关于他的来源，西元1849年，化学家路易2巴斯德（Louis Pasteur）发现从在酿酒的容器中，取得的酒石酸盐可以使平面偏极光旋转，但是使用其他来源的酒石酸盐却无法测定出此性质！而此二者不同之处即是能否让平面偏极光旋转，原因就是此二者为光学异构物。西元1874年凡荷夫和列贝尔（Joseph Le Bel）成功用连接到碳原子的四面体结构的理论解释此异构物种类的旋光性质。 旋光异构是指分子式、构造式相同，构型不同，物理性质和化学性质基本相同，性质上的差异主要表现在使平面偏振光偏转的性质不同（旋光性能）上的立体异构现象。在偏振光通过某物质时，能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性质。能使偏振光振动平面向右旋转的物质称右旋体，能使偏振光振动平面向左旋转的物质称左旋体，使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度。旋光性物质的旋光度的大小决定于该物质的分子结构，并与测定时溶液的浓度、盛液管的长度、测定温度、所用光源波长等因素有关。为了比较各种不同旋光性物质的旋光度的大小，一般用比旋光度来表示。能使平面偏振光振动平面发生偏转的性质称为物质的旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质（也称为光活性物质）。 导致旋光异构现象的原因有两种：分子中含有一个或多个手性原子。 1:含有一个手性碳原子时，有两个旋光异构体，它们具有互为实物和镜像的关系，故也称对映体。对映异构体具有相等的旋光能力，但旋转方向相反，其物理和化 学性质极为相似。 2:含有两个相同属性碳原子的分子，有3个旋光异构体。 3：分子中当含有几个不同的手性原子时，其旋光异构体的数目为2^n，n为不同手性原子的个数。 含有两个相同手性碳原子的分子，有三个旋光异构体，如酒石酸：

有机化学理论课 第五章 旋光异构

第五章旋光异构 (Optical Isomerism) 一、教学目的和要求 同分异构是有机化合物的普遍现象，因此同分异构化学即立体化学的一个重要部分，它是研究组成分子的各个原子在空间的不同排布方式所引起的异构现象,以及因这些异构现象而引起的分子的物理和化学性质的差异的影响.所以讨论立体化学时,总是先从立体异构现象谈起.前面我们已在第二章、第三章、第四章讨论了某些立体异构现象，例如，烷烃构像、脂环烃构像、含双键和脂环化合物顺反异构。本章在对上述内容作简要小结后，重点讨论立体异构现象中最重要，也是不易掌握的对映异构现象，为进一步学习碳水化合物、蛋白质，以及各类反应中的立体化学现象打好基础 本章学习的具体要求 1、掌握有机化合物异构的分类 2、掌握对映异构、手性、手性分子、非手性分子、旋光活性、旋光活性物质、旋光度和比旋光度等有关概念 3、掌握对映异构体数目的计算方法和对映、非对映、外消旋体和内消旋体的概念。 4、掌握费歇尔投影式和投影规则 5、了解外消旋化。 二、教学重点与难点 重点是旋光异构，旋光与分子结构的关系；含不对称碳原子化合物的旋光异构； 难点是旋光异构的表示方法；R、S命名法。 三、教学内容 1、偏振光和旋光性 2、分子的对称性，手性，旋光活性 3、构型表示方法D/L，R/S 4、含有多于一个手性碳原子的立体异构 5、取代丙二烯类和取代联苯类的旋光异构 6、立体专一反应和立体有择反应 7、外消旋体的拆分 四、教学方法和教学学时 （1）教学方法：以讲授为主；教具、多媒体为辅助手段，配合适量的课外作业 （2）教学学时：4学时 五、总结、布置作业 5.1 各种异构现象的归纳

第七章-旋光异构习题

第七章旋光异构习题 一、下列化合物各有多少个旋光异构体？为什么？ (1) CH3CH2CH(OH)CHClCH3 (2) (CH3)2CHCH2CH(CH3)COOH (3) C6H5CHBrCH2CH(OH)CH2CH(NH2)COOH (4) CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO (5) CH3CH2CHClCHClCH2CH3 二. 下列化合物哪些存在旋光异构体？ 三. 用R / S标记法，标明下列化合物中手性碳原子的构型： 3 3 (7)(8) CH3 H NH2C 2 OCH3 H3C H CH3 O CH3 H Br CH3 Cl H C H NH2 N COOH H OH 2 CH3 H OH CH(CH3)2 H2N H 1. 2. 3. 4. 5. 6. 四. 标记出下列化合物的构型是R还是S，并指出B～E的表示方法及它们与化合物A的关系。 五. 根据R / S标记法写出下列化合物的Fischer投影式： CH2OH H Cl CH3 H Cl COOH HO H H OH COOH H OH HO H H OH CH2OH H OH HO H H OH HO H 2 OH CH3 C2H5 C C C CH3 CH 3 (1)(2)(3) (4) (5) CH3 C2H5 H Cl H Cl H3C C2H53 H3 H3 H CH3 H H CH3 Cl A B C D E

1. CHClBrF (S) 2. C 6H 5CHClCH 3 (S) 3. CH 3CHClCHClCH 3 (2R , 3R) 4. C 6H 5CH(CH 3)CH(OH)CH 3 (2S , 3R) 5. HOOCCH(OH)CH(OH)COOH (2R , 3S) 六. 写出3﹣甲基戊烷进行一氯代反应的可能产物，并指出哪些是对映体，哪些是非对映体，哪些不具有手性？ 七. 指出下列各对化合物的相互关系（相同构型，对映体，非对映体，内消旋体）： 八. 化合物A ，分子式为C 6H 10，具有旋光性。A 与硝酸银的氨溶液作用生成白色沉淀，催化加氢后得到无旋光性的B 。试推出A 、B 的构造式。 九. 有两种烯烃A 和B ，分子式均为C 7H 14。它们都有旋光性，且旋光方向相同，分别催化加氢后都得到C ，C 也有旋光性。试推出A 、B 、C 的构造式。 十. 化合物A 分子式为C 6H 11Cl ，具有旋光性，能使溴水褪色，与氢氧化钠的乙醇溶液加热反应生成B ，B 无旋光性，B 经臭氧氧化后还原水解生成的产物之一是2﹣甲基丙二醛，试推测A 、B 的构造式并写出各步反应。（上完第八章卤代烃后完成此题） 十一. 选择题： 1. 化合物（+）和（—）甘油醛的性质不同的是（ ）。 A. 熔点 B. 相对密度 C. 折光率 D. 旋光性 2. 具有旋光异构体的化合物是（ ）。 CH 3 Br H H H 3C H CH 3Br H H CH 3 CH 3 2CH 3 H NH 2NH 2 3 H CH 2CH 3COOH H OH H OH H HO COOH H HO COOH 3 H OH COOH H CH 3和 和 和 和 C Cl Br 25 C Br C 2H 5 和 3 3 和 1. 2.3. 4. 5. 6.

旋光异构精讲剖析

第5章 旋光异构 分子的结构包括构造、构型和构象。分子的构造是指具有一定分子式的化合物中各原子的成键顺序。 分子的构型和构象则是在具有一定构造的分子中原子在空间的排列情况。构造相同但构型不同的分子称为构型异构体；顺反异构体就是构型异构体的一类。本章要讨论的旋光异构也属于构型异构。 凡分子式相同， 构造式也相同的分子，只是因为原子在空间的排列不同而产生的异构体，也称立体异构体。立体异构体包括构型异构和构象异构。旋光异构（optical isomerism ）属于立体异构的一种，这种异构最明显的差异是异构体之间对平面偏振光的旋光性能不同，因而称为旋光异构或光学异构。 5.1 偏振光和旋光性 5.1.1平面偏振光和旋光性 光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向相垂直。普通光是由各种波长的光波所组成，这些光波可在垂直于它前进方向的所有可能的平面上振动。如果使普通光通过一个由方解石(特殊晶形的碳酸钙)制成的尼可尔(Nicol)棱镜，只有与棱镜晶轴平行的平面上振动的光线可以透过棱镜，因此通过棱镜的光线就只在一个平面上振动，这种光就是平面偏振光，简称偏振光（polarized light ）或偏光。偏振光振动的平面称为偏振面（polarization plane ）。 图5-1 普通光和平面偏振光示意图 若使偏振光透过一些物质(液体或溶液)，有些物质如水、酒精、丙酮等对偏振光不发生影响，偏振光仍维持原来的振动平面；但有些物质如乳酸、葡萄糖等，能使偏振光的振动平面旋转一定的角度(α)。 亮 暗 这种能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为物质的旋光性（optical activity ）。具有

高分子链的旋光异构及几何异构单元电子教材(精)

《塑料成型加工基础》单元教学内容 任务5:高分子链的旋光异构及几何异构 微观世界的高分子链当其分子链上的取代基在空间的排列位置不同时，会呈现不同的空间构型高分子链的构型是高分子本身所固有的，要改变其构型必须经过化学键的断裂和重组。 高分子链的构型通常有旋光异构和几何异构两种。 1、旋光异构 饱和碳氢化合物分子中的碳，以共价键与4个原子或基团相连，形成一个四面体，4个基团位于四面体的顶点，碳原子位于四面体的中心。当4个基团都不相同时，该碳原子称为不对称碳原子，以C*表示。 分子中具有不对称C*原子时，具有手性，故又称之为手性碳原子。这种碳原子能构成象左右手一样的互为镜影的两种异构体，表现出不同的旋光性，称为旋光异构体。 图1-3旋光异构体的互为影镜关系 高分子结构单元—CH2—C*HR—中有一个C*原子，由于C*两端的链节不完全相同，因此C*是一个不对称碳原子。这样，每一个链节就有两种旋光异构体， 这种高分子链有三种键接方式：全部由一种旋光异构单元键接而成，则称为全同立构。全同立构链中的取代基R都位于主链平面的同一侧 由两种旋光异构单元交替键接，称为间同立构。间同立构链中的取代基R

交替排列在平面的两侧。 两种旋光异构单元完全无规键接时，则称为无规立构。无规立构链中的取代基R则任意排列在平面的两侧。 全同立构和间同立构高聚物统称为“等规高聚物”，如全同或间同的聚丙烯，称为等规高聚丙烯。 对于高分子来说不同的旋光构型其性能有较大差异。如全同或间同的聚丙烯，结构比较规整，容易结晶，是塑料和纤维的良好原料，而无规聚丙烯却是一种橡胶伏的弹性体。全同立构的聚苯乙烯结构比较规整，能结晶，熔点为240℃，而无规立构的聚苯乙烯结构不规整不能结晶。 通常自由基聚合的高聚物大都是无规的，只有用特殊的催化剂才能制得有规立构的高聚物，这种聚合方法称为定向聚合。要注意的是高分子中由于有内消旋或外消旋的相互抵消，会使得一些含有不对称碳原子的高分子没有旋光性 2、几何异构 1，4-加成的双烯类聚合物，由于双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式构型与反式构型之分，它们称为几何异构体。如，聚丁二烯顺式聚丁二烯结构式： 反式聚丁二烯 由于两种聚丁二烯结构的不同，性能也不完全相同。顺式的1,4-聚丁二烯，分子链之间的距离较大，在室温下是一种弹性很好的橡胶；反式1，4-聚丁二烯分子链的结构也比较规整，容易结晶，在室温下是弹性很差的塑料。

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旋光异构习题难

第五章旋光异构 Ⅰ学习要求 1. 掌握旋光性、旋光度、比旋光度、手性、手性碳原子、手性分子、对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。 2. 掌握物质的旋光性与其分子构形的关系，能够正确判断一个化合物是否具有旋光性。 3. 掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的旋光异构体Fischer投影式的书写及相互关系的确定。 4. 熟练掌握含有一个和两个手性碳原子化合物的旋光异构体构型（D、L 或R、S）的标记、命名及书写。 5. 了解外消旋体拆分的一般方法。 6. 了解亲电加成反应的立体化学。 Ⅱ内容提要 一. 旋光性物质和比旋光度 1. 旋光性物质：在偏振光通过某物质时，能使偏振光的振动平面发生旋转的性质称为旋光性，具有旋光性的物质称为旋光性物质。 2. 比旋光度：旋光能力的大小用旋光度α和比旋光度[]tλα表示。旋光度是指旋光性物质使偏振光的振动平面旋转的角度；比旋光度则是规定在一定温度 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 下，使用一定波长的光源，物质的浓度为g ·mL —1，盛液管的长度为1dm ，温度为常温时测得的旋光度。比旋光度与旋光度的关系为： 比旋光度是旋光物质的一个物理常数。 比旋光度按右旋（顺时针旋转）和左旋（反时针旋转）分别用（+）和（﹣）表示。 二. 分子的手性与旋光异构 1. 手性分子：物质的分子与其镜象不能完全重叠，它们之间相当于左手和右手的关系，把这种特征称为物质的手性。具有手性的分子称为手性分子，手性分子具有旋光性，具有旋光性的分子一定是手性分子。 2. 对称面：能将分子分成互为镜象两部分的平面称为分子的对称面。 3. 对称中心：从分子中任何一原子或原子团向分子的中心做连线，延长此连线至等距离处，若出现相同的原子或原子团，该点称为分子的对称中心。对称面和对称中心统称对称因素。不具有对称因素的分子是手性分子，或者说手性分子不具有对称因素。 4. 手性碳原子：连有四个不同原子或原子团的碳原子有不对称性，称为手性碳原子或不对称碳原子，用“C*”表示，是分子的不对称中心或手性中心。手性是指整个物质的性质，手性中心是指其中某一原子的性质。 三. 含一个手性碳原子化合物的旋光异构 [] l C t ?α=αλ

手性分子与旋光异构

手性分子与旋光异构 一个化合物的分子与其镜象不能互相叠合，这个分子就是手性分子（chiral molecule）。手性分子与其镜象分子互为对映异构体（enantiomers）。sp3杂化的碳是导致众多有机化合物具有手性的原因。当一个sp3杂化的碳原子上连接了4个不相同的取代基时，就不再具有对称面，对称中心等对称因素而成为手性碳（chiral carbon）。 IUPAC命名原则规定了这两种构型的表示方法：对手性碳所连接的4个不同的原子或基团按照次序规则排序，然后将排在最后的基团置于远离观察者的位置，根据所看到的另3个基团的排列顺序进行命名。如果是顺时针排列，则命名为“R”构型；如果是逆时针排列，则命名为“S”构型。对于上式表示的分子，如果A > B > Y > X，则左边的结构表示的是“R”构型；右边的构型为“S”构型。 当一个分子中含有两个或两个以上手性碳原子时，由于每个手性碳原子都可以有R和S两种构型，因此含有n个手性碳原子分子的构型异构体数目为2n。例如，2-氯-3-甲基戊醛，总共有4个构型异构体，其中两对为对映异构体（Ⅰ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ）。而Ⅰ与Ⅲ或Ⅳ，以及Ⅱ与Ⅲ或Ⅳ的关系，则为“非对映异构”（diastereomers）。非对映异构体是指那些不互为镜像的立体异构体。 表示手性碳（分子）有多种表示方法，上述的表示方法称为楔型式，用实线表示在纸面上的键，用楔型“” 表示指向纸面上方的基团，用虚线“”表示朝向纸面下方的键。此外，还有一种常用的方法称为Fischer 投影式。这种方法用十字表示一个手性碳，竖线表示的基团朝向纸面下方，横线表示的基团朝向纸面上方，只有十字中心的碳原子在纸面上。

第三章糖类化学(作业答案)

第三章糖类化学答案 一、名词解释 1.异头物：只有形成半缩醛（或缩醛）的碳原子的构型相反的两种异构体。 2. 变旋现象：吡喃糖，呋喃糖或糖苷伴随它们的α-和β-异构形式的平衡而发生的比旋度变化。 3.差向异构体：都含有多个手性碳原子的两个旋光异构体中，只有一个手性碳原子的构型相反，而其它手性碳原子的构型完全相同的。 4.糖苷键：一个糖半缩醛羟基与另一个分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的羟基、胺基或巯基之间缩合形成的缩醛或缩酮键，常见的糖醛键有O—糖苷键和N—糖苷键。 5. 糖苷：单糖半缩醛羟基与别一个分子的羟基，胺基或巯基缩合形成的含糖衍生物。 6. 寡糖：由2～10个单糖残基通过糖苷键连接形成的聚合物。 7..还原糖：羰基碳（异头碳）没有参与形成糖苷键，因此可被氧化充当还原剂的糖。 8. 多糖：20个以上的单糖通过糖苷键连接形成的聚合物。多糖链可以是线形的或带有分支的。 9. 蛋白聚糖：由杂多糖与一个多肽连组成的杂化的分子，多糖是分子的主要成分。 10. 糖蛋白：含有共价连接的葡萄糖残基的蛋白质。 11. 肽聚糖：N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰唾液酸交替连接的杂多糖与不同的肽交叉连接形成的大分子。 肽聚糖是许多细菌细胞壁的主要成分。 二、填空题 1.D-葡萄糖；β－1，4 2.供能；转化为生命必需的其它物质；充当结构物质 3. D－葡萄糖；肝糖原；肌糖原 4. D－葡萄糖;D-半乳糖；β－1，4 5.莫利希 6.糖胺聚糖；蛋白质 7.半缩醛（或半缩酮）羟基 8.离羰基最远的一个不对称 9.螺旋；带状 10. D－葡萄糖;α－1，4 α－1，6 ；分支多链短结构更紧密 11.己糖胺糖醛酸透明质酸硫酸软骨素肝素 12.N-乙酰－D－葡糖胺 N-乙酰胞壁酸四 13. N-乙酰－D－葡糖胺 N-乙酰胞壁酸 14.外层低聚糖链、核心多糖脂质 15.O-糖苷键；N-糖苷键 16.蓝紫红（红褐） 17.纤维素肽聚糖甲壳质 三、是非题 1.错。旋光方向和构型是两个不同的概念。D－型糖可能是右旋，也可能是左旋。如D-葡萄糖是右旋，但D－果糖是左旋。 2.错。葡萄糖的椅式构象比船式构象稳定。

第五章旋光异构教材

第五章 旋光异构（4学时） [目的要求]： 1.了解平面偏振光的产生及旋光仪的构造； ２.掌握对映异构与分子结构的关系； ３.掌握对映体、非对映体、外消旋体、内消旋体、手性、对称因素等立体化学中的基本概念； ４.掌握构型的表示及标定； ５.了解环状化合物及不含手性碳原子化合物的对映异构； ６.了解外消旋体的柝分原理及方法。 有机化学这门科学是以分子结构和性质之间的关系为基础的，在这门科学中以三维 空间来研究结构的部分叫立体化学。 §5－１物质的旋光性 一、 平面偏振光和旋光性 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。普通光线的振动平面，双箭头表示光可能振动的方向。 只有和Nicol 棱晶的晶轴平行振动的射线才能全部通过。 只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 能使平面偏振光振动平面旋转的性质称为物质的旋光性。 具有旋光性的物质称为旋光性物质或光活性物质。 能使平面偏振光振动平面向右旋转称为右旋体用（+）表示； 能使平面偏振光振动平面向左旋转称为左旋体用（-）表示。 旋光物质使平面偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度，通常用α表示。 二、 旋光仪和比旋光度 1． 旋光仪 是测定物质旋光度的仪器。见书P75，图5-3。 2． 比旋光度 为了能比较物质的旋光性能，通常规定：1ml 含1g 旋光物质的溶液，放在10cm 长的 构造异构(凡分子中原子互相连接次序不同而产生的异构现象) 位置异构碳干异构 官能团异构CH 3CH=CHCH 2CH 3 CH 2=CHCH 2CH 2CH 3CH 3 CH 2CH 2CH 3 CH 3CHCH 3 CH 3CH 3CH 2OCH 3CH 3CHCH 3 OH 互变异构 CH 3CCH 2COOEt CH 3C=CHCOOEt O OH 立体异构 (分子中原子互相连接次序相同,但在空间排列的方式不同而产生的异构现象) 顺反异构 对映异构 构型异构 构象异构

有机化学教案-旋光异构

第五章 旋光异构 第一节 光活性 一、 偏振光 1．普通光： 有各不同方向振动的光波。（P92 图6-1 ） 2．尼可尔棱镜：只有与镜轴平行的光才可通过。 3．偏振光：（通过尼可尔棱镜的光）仅在某一平面上振动的光叫偏振光。 4．旋光仪：检查偏振光的仪器。（邢其毅 P90） 普通的旋光仪主要部分是一个两端装有电气石棱镜的长管子，，一端的棱镜是固定的，这个棱镜叫起偏器，另一端是一个可以旋转的棱镜，叫检偏器。检偏器和一个刻有180°的圆盘相连。固定棱镜的外端放一个光源，通常是用一个钠光灯。若两个棱镜的轴是平行的，则圆盘的刻度正指零度，光可通过两个棱镜。长管中间可放入一根装满要测定具有光活性物质的玻璃管。 5．旋光活性物质：可使偏振光旋转的物质称为旋光活性物质。 6．旋光度：使偏振光振动平面旋转的角度为旋光度。用“α”表示。 7．右旋：使偏振光振动平面向右旋转称为右旋。用“+”表示。 8．左旋：使偏振光振动平面向左旋转称为左旋。用“-”表示 二、 旋光度与比旋光度 旋光度：与溶液浓度、盛液管的长度、温度、光波的波长以及溶剂的性质有关。 比旋光度：含有1g 溶质的1ml 溶液放在长1dm 的盛液管中测出的旋光度。 [α]t λ=α/c ×l [α]t λ：比旋光度 t ：测定温度 λ：入射波长， α：旋光度， c ：溶液浓度（g ·ml -1）， l ：盛液管长度（dm ） 例如：[α]20D =+3.8°表示在20℃时用钠光灯源，某物质的比旋光度为右旋3.8° 第二节 手性及手性化合物 一、 分子的立体形象 分子的形象是分子结构体现的一种表现现象。少数简单的分子具有二维形象，大多数有机分子都具有三维形象，也就是呈现立体的形象。碳原子是一个三维的正四面体结构，当它和四个相同的原子结合时，四个键的键长以及它们之间的夹角都是均等的，为109.5°单当它结合的原子不同时，键角就偏离了这一正常角度。键长、键角的变化可以影响分子的其他性质。 分子的几何形象对于其化学及物理性质的影响，有时是非常惊人的。以碳原子本身来说，它可以彼此结合形成不同的同同素异形体。如无定形碳、石墨、金刚石和近来发现的足球烯，它们的外观分别为黑色粉末至块状、暗灰色片状、无色透明和黄色的晶体。它们的性质也有很大的差别，现已为人们所熟悉。 以前我们所学过的甲烷、乙烯、乙炔它们分子的二维图象和三维图象如下： 可以看出这些分子是对称的。如果把分子中的氢互换位置，分子没有变化。 生活中有许多对称的现象，也有不对称的现象。分别举例……。 C H H H H C C H H H H C C H H

旋光异构的基础知识

旋光异构之我见 至学习有机化学以来，化学殿堂的多彩缤纷让我深深为之所吸引。近期对探讨旋光异构体又有产生了强烈的兴趣，下面我想就学习了旋光异构之后谈谈自己对它的分析和看法。 最早在1849年，西方化学家路易·巴斯德（Louis Pasteur）发现从酿酒的容器中取得的酒石酸盐可以使平面偏振光旋转，但是使用其他来源的酒石酸盐却无法测定出此性质。然而，是什么原因让这两者之间有这样的差别呢？原来这二者互为光学异构物，巴斯德的发现为我们敲开了旋光异构的大门。 酒石酸的结构表达式为HOOC—CH—CH—COOH，但是对于巴斯德的 发现，我们又如何去解释同样是酒石酸却表现出不同的偏振光现象，这种导致偏振光现象产生的原因是什么？在进行认真的探讨和分析之后终于找到了满意的答案。当普通光通过一个偏振的透镜或者尼科尔棱镜时，一部分光就被挡住了，只有振动方向与棱镜晶轴平行的光才能通过，这种只有在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光。然而，偏振光所在的振动面化学上习惯性的称为偏振面。当偏振光通过从酿酒的容器中取得的酒石酸后，偏振面的方向就被旋转了。这就是西方化学家路易·巴斯德在做实验过程中看到的现象。 随着有机化学在化学领域不断研究和发展，我们对这一现象在原有的基础上又有了新的认识。我们发现偏振光在通过酒石酸的时候偏

振面的方向被旋转了一个角度，在现代化学领域我们把这个角度称为旋光度，用“a ”表示。把使偏振光的偏振面向右旋转的称为右旋体，把使偏振光的偏振面向左旋转的称为左旋体。左旋体和右旋体的旋光度相同，旋光方向相反，所以等量的左旋体和右旋体组成的体系没有旋光活性，我们把物体内部同时具有左、右旋光的分子而不表现出旋光性称为外消旋性，这种体系叫外消旋体。它可以被拆分为左旋和右旋两个异构体。与此对应的内消旋体是指分子本身结构具有相同碳原子，分子的两个半部分互为实物与镜像的体系不表现旋光性。那么内消旋体与外消旋体有什么异同呢？资料显示两者都不具有旋光性能，内消旋体是一种纯物质，导致其本身不具旋光性的原因在于其分子结构，它不能像外消旋体还可以分离出具有旋光性的两种物质。常用的外消旋体的拆分法有机械拆分法、诱导结晶法、色谱分离法、化学拆分法以及生化拆分法。 此外，物质旋光度的大小还随测定时所用溶液的浓度、盛液管的长度、温度、光波的波长以及溶剂的性质等而改变。但在一定的条件下，旋光度是旋光活性物质的一项物理常数通常用比旋光度[a]表示。比旋光度是指1ml 溶液含1克旋光性物质，放在1分米的样品管中测得的旋光度。也可以按一下公式计算： 从理论化学的角度出发，手性分子都具有旋光性。作为具有[]l c a t ?=λα