中学化学竞赛试题多手性旋光异构

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1、中学综合学科网 第 1 页 共 17 页 http:/中学化学竞赛试题多手性旋光异构A 组1材料一：在有机物中，有一类化合物的化学式相同，原子的连接方式和次序也相同（即结构式相同） ，但原子在空间排列的方式上不同，因而具有实物与镜像一样的结构，虽然这两种结构非常相似，但不能重叠，这种异构现象叫对映异构，这一对映异构之间的关系就旬人的左手和右手一样，故这类化合物的分子叫手性分子。材料二：在有机物分子中，若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团，这种碳原子就叫做手性碳原子或不对称碳原子，含有手性碳原子的分子一般是手性分子，手性分子就可能存在对映异构。试回答下列问题：（1）3氯2丁氨酸的结构简式为：

2、一个 3氯2丁氨酸分子中含有 个手性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示为（右图）：则另一对对映异构体的简单投影式为： 和（ ）（2）化学式为 的分子属于手性分子，一定条件下发生下列反应后，生成有机物仍然是手性分子的是： A 与乙酸发生酯化反应 B 与氢氧化钠溶液共热C 在催化剂存在下与氢气作用 D 与银氨溶液作用2有机化学中常用各种投影式表示分子中各原子关系。下面是 D 和 L 一甘油醛的投影式（图中 A 和 B 式） ，它们表示，如果以 2位碳原子为中心放在纸平面上，则该碳原子分别向纸后方向连接了CHO 和CH 2OH，向纸前方向连接了 H 和OH （横线表示向前，竖线表示向后）

3、，A 式和 B 式非常相似互为镜像，但不能叠合（恰如左右手的关系） ，所以它们互为对应异构体。本题中 2位碳原子属于手性碳原子（碳原子连接的四个基团各不相同） 。（1）请指出下面（1）（6）哪几个跟 A 式完全相同 （多一个或少一个各扣两分）中学综合学科网 第 2 页 共 17 页 http:/（1） （2） （3） （4） （5） （6）（2）某化合物 C 分子式为 C6H10，催化氢化后得化合物 D，分子式 C6H12，C 有手性，D 没有。请写出 C 的所有可能结构，用*表示其手性碳原子。（3）右图是一种刚合成的有机化合物，用*表示出手性碳原子，并计算该化合物理论上的异构体数目 3下列各

4、式为描述化合物立体结构的构型式，请判断各对构型式是否代表同一种化合物（用“是”或“不是”表示） 。 B 组4据报道，最近有人第一次人工会成了一种有抗癌活性的化合物 Depudecin，这种物质是曾从真菌里分离出来的，其结构简式如下：（1）试写出这种化合物的分子式。（2）这个分子的结构里有几个不对称碳原子？请在上面给出的结构式里用*把它们标记出来。（3）如果每一个不对称碳原子都可以出现两个光学异构体的话，这种抗癌分子将会有多少种不同的光学异构体？5写出下列反应的每步反应的主产物（A 、B、C）的结构式；若涉及立体化学，请用 Z、E、R 、S 等符号具体标明。CH2O-H2OACH3O (等 摩

5、尔 ） BHBrCB 是两种几何异构体的混合物。6分子式为 C7H11Br 的化合物（A） ，构型为（R ） ，在过氧化物存在下（A）和溴化氢反应生成（B）和（C） ，分子式都为 C7H12Br2， （B）具有光学活性， （C）没有光学活性。用 1mol/L 叔丁醇钾处理（B ） ，则又生成（A ） ，用 1mol 叔丁醇钾处理（C） ，则得到（A）和它的对映体。 （A）用叔丁醇钾处理得 D，分子式为 C7H10， （D）经臭氧化并还原中学综合学科网 第 3 页 共 17 页 http:/水解可得 2mol 甲醛和 1mol 1，3环戊二酮（ ） 。试写出（A ） 、 （B ） 、 （C） 、

6、（D）的结构。7已知 ，写出下列反应中字母所标记的结构。（两者分子式都为 C4H7O3N）（两者分子式都为 C4H8O5）CHNO 3E（C 4H4O6）有光学活性DHNO 3F（ C4H4O6）无光学活性8化合物 A 含有一个五元环，分子式为 C7H12。A 用臭氧处理后，经 Zn/H2O 还原得到二元醛 B，分子式为 C7H12O2。化合物 A 在 0下用碱性高锰酸钾溶液处理生成化合物 C（C 7H14O2） ；后者是非手性分子，容易在吡啶存在下与 1mol 的光气反应生成一种双环化合物 D（C 8H12O3） 。C 用热的高锰酸钾水溶液处理生成二元酸 E（C 7H12O4） 。E 经氯化

7、得到互为异构体的 F、G 和 H，它们均是分子式为 C7H11O4Cl 的一氯代化合物。F 是非手性的，而 G 和 H 是对映体。用某种过氧酸处理 A，再经酸性水解，得到 I 和 J（都是C7H14O2） ，它们是对映体。化合物 I 和 J 是化合物 C 的非对映异构体。请给出化合物AJ 的立体结构。C 组9(1R，2S)2甲胺基1苯基丙醇的费歇尔投影式是A B C D 10Newman 投影式中，2， 3二溴戊烷分子的两个手性碳原子的构型是A 2R，3R B 2S，3R C 2R，3S D 2S， 3S11薄荷醇 中手性原子数目和它的立体异构体数为A 2 对 DL，2 个内消旋体，共 6 个

8、 B 3 对 DL，共 6 个C 3 对 DL，2 个内消旋体，共 8 个 D 4 对 DL，共 8 个12如右图所示的光学活性化合物的立体化学表述，哪一个是正确的？中学综合学科网 第 4 页 共 17 页 http:/A 1R，3R ，4R B 1R， 3R，4SC 1R，3S，4R C 1S，3S，4R E 1S，3S，4S13指出下列化合物中哪些有手性碳原子，若有的话，用星号标出，并写出旋光异构体的数目。 14下列化合物中有几个手性碳原子？用*标出手性碳原子。 15写出 的可能构型异构体。16请用透视式及 Fischer 投影式写出 C6H5CHBrCHClC6H5 的可能的立体异构体，

9、并用 RS 标出其构型。17画出下列化合物所有可能的立体异构体的构型式，标明成对的对映体和内消旋体，以R 、S命名每对中的一个异构体。CH 3CHBrCH(OH)CH3C 6H5CH(CH3)CH(CH3)C6H518用 RS 标记下列化合物的构型。（1） （2） （3 ） （4） （5）19把下列四个 Newman 投影式改写成 Fischer 投影式，并用 R，S 标记。这四个式子中，哪些是对映体？哪些是非对映体？哪些是同一化合物？ 中学综合学科网 第 5 页 共 17 页 http:/20请给下列结构命名 21将下面的透视式转换成 Fischer 投影式和 Newman 投影式。 22下

10、列反应的产物不同，为什么？（1）（2）23请用 Fischer 投影式、Newman 投影式或木楔式表示下列各名称相应的构型式。（1）顺2己烯（2）反1，2二苯乙烯（3）内消旋 2，3二溴丁烷（4）反1甲基4丁基环乙烷（5）(2R，3S)2，3，4三羟基丁醛（6）(1R，2S)2甲基环己醇24用 Fischer 投影式写出 2氟丁烷在光照下生成的所有可能的一氯代物，并指出它们的立体化学关系。25外消旋体2溴丙酸和（R）2丁醇反应生成酯的混合物，试写出酯的结构。它们是对映体还是非对映体？并用RS标记。26从印度烟叶中可分离得到一种可用作商品戒烟剂的称山梗烷烃的化合物，其结构如右图所示。它没有族光

11、性，也不可拆分为有旋光的化合物，试用构象式表示其立体结构。27化合物 CH3CHBrCHClCHO 是一个卤代的醛，请回答：（1）有几个旋光异构体？（2）画出异物体的 Fisher 投影式，并标出手性中心 R、S 构型；中学综合学科网 第 6 页 共 17 页 http:/（3）指出各异构体间的关系；（4）用 Newman 投影式表示出各异构体的优势构象。28丙二酸及取代丙二酸受热容易失羧（COOH） ，生成相应的乙酸及其取代乙酸，反应式如下：CO 2 在合成 2,5二甲基一 1,1 一环戊烷二羧酸时，得到熔点不同的两种物质 A 和 B，它们均没有旋光性，但 B 可以拆分为一对对映体。当加热

12、A 和 B 时，A 可以生成两个没有旋光的 2,5二甲基环戊烷羧酸 C 和 D，B 则生成一对对映体 E 和 F。试推测 AF 的结构。29甲基环戊烯用手性的有光学活性的硼氢化试剂（R 2*BH）处理，然后进行氧化，得到一种有旋光活性的混合醇。文献 HCBrown，JOrgChem ，47，5074，1982回答以下问题：（1）写出这些酸的结构。（2）在手性中心上标出构型（R、S） 。（3）试用一句话来解释：为什么得到的混合醇有光学活性。30具有光学活性的有机化合物 A，被氧化后形成一个无光学活性的化合物 B；化合物 C 具有和化合物 A 相同的官能团，C 比 A 少一个碳原子，并可由 A 获

13、得（合成） ；C 被还原后产生一个无光学活性的化合物 D（38.7% C） ；D 和 Na 反应释放出 2mol 氢（对每摩尔 D） ；试写出化合物 AD 的分子式（结构） ，并写出（设计）AC 的反应（方法） 。31用KMnO 4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。CH3CHCHCH 3KMnO 4H 2O 两个邻二醇都是无旋光性的。将熔点为 19的进行分析，可以得到两个旋光度数值相等、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？32麻黄素又称麻黄碱，是我国特

14、产的中药材麻黄中所含的一种生物碱。天然麻黄素是一种左旋体，经我国学者确定，其结构如右：麻黄素的合成路线为：C6H6CH 3CH2COCl A B 3lC COHBr32/C D 2N PdH/2（1）用 Fischer 投影式分别写出化合物 A、B、C 、D 的旋光异构体。HNHC3C3C6H5O（）麻黄素中学综合学科网 第 7 页 共 17 页 http:/（2）按此路线合成出的产物 D 是否具有旋光性? 简述理由。（3）指出化合物 D 的各种旋光异构体间的关系（对映体、非对映体） 。（4）写出化合物 C 的各种旋光异构体的最稳定构象（用 Newman 式表示） 。33 （1）写出环丁基二羧酸的所有异构体的结构式并给以系统命名。（2）环丁基1，2二羧酸有三种异构体：、，写出它们的投影式或者立体式，并指出其相对构型。（3）立体异构体、中哪对是非对映异构体，哪对是对映异构体？（4）利用什么反应可以确定非对映异构体的不同的相对构型？（5）怎样拆分环丁基1，2二羧酸的对映异构体？（6）标明立体异构体、的手性中心的绝对构型（R、S 体系，又称 CahnIngoldprelog 规则） 。341，3二羟基丙酮与甘油醛（2，3二羟基丙醛