同分异构体的书写方法

2017-09-25范后堂

中学化学 2017年7期

关键词：同分异构碳原子官能团

范后堂

一、同分异构体的的类型

同分异构体主要分为三类：碳链异构、官能团位置异构、类别异构。其中，常见有机物的类别异构见表1。

对于含有官能团的单烯烃、炔烃、醇、酸等，它们同时具备碳链异构、官能团位置异构、类别异构，书写时要考虑顺序。一般是：碳链异构→官能团位置异构→类别异构。

二、同分异构体的书写的主要方法

下面就同分异构体的书写出现的几种情况，结合典型例题进行分析，旨在挖掘解题方法。

1.“一元或多元”取代物的写法

例1 某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明：分子中有2个-CH3、2个-CH2-、1个—CH和1个-Cl，它的可能的结构有几种（）。

A.2 B.3 C.4 D.5

解析本题可看成是1个氯原子取代了

C5H12中的1个氢原子。先写出C5H12的3种同分异构体，然后让1个氯原子取代其中的1个氢原子（注意：对称氢为等效氢原子），符合条件的有：正戊烷中产生2种，异戊烷中能产生2种（注意：等效甲基上的氢为等效氢原子），新戊烷中没有符合条件的。故答案为C。

解题提醒（1）一元取代物，有几种不同位置的氢原子就有几种一元取代物。

（2）要明确氢原子种类（等效氢）：同一碳上

的氢原子等效，同一碳上所连甲基上的氢原子等效，对称位置上氢原子等效。

（2）书写“二元取代物”，按照“邻、间、对”来写，就是两个氯在同一个碳原子为“对”，相邻的碳原子上为“邻”，不相邻的碳原子上为“间”。二元取代物的写法也可先固定一个取代基的位置，移动另一个，看有几种可能，然后再固定一个取代基于另一不同位置，依次移动，注意有无前后重复。

2.基元法

例2 分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有（）（不考虑立体异构）。

A.5种 B.6种 C.7种 D.8种

解析分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物应为醇，而不是醚，它可以看成是“—OH”取代了C5H12分子中1个氢原子，先写出C5H12的3种同分异构体的结构简式，然后依据每种结构中有几种不同的氢（注意等效氢原子），正戊烷中有3种不同的氢原子；异戊烷中有4种不同的氢原子；新戊烷有1种氢原子。故答案为D。

知识拓展：例2用到了“基元法”，即每种烷基有几种结构，则含有此烷基的物质就具有几种同分异构体：乙基（—C2H5）有1种结构，故C2H5COOH和C2H5OH分别是1种；丙基（—C3H7）有2种结构，故C3H7OH和C3H7COOH分别有2种同分异构体；丁基（—C4H9）有4种结构，故C4H9—OH、C4H9—CHO、C4H9—COOH分别有4种同分异构体，由此类推：戊基（-C5H11）有8种结构，故戊醇C5H11OH有8种同分异构体，己醛＼[C5H12-CHO＼]有8种同分异构体，己酸＼[C5H12-COOH＼]也有8种。

3.限定条件的同分异构体的写法

例3 已知阿魏酸的结构简式为

HOH3COCHCHCOOH

，则同时符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的数目为（）

①苯环上有两个取代基，且苯环上的一溴代物只有2种

②能发生银镜反应

③与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体

④与FeCl3溶液发生显色反应

A.2 B.3 C.4 D.5

解析根据条件①，则2个取代基处于对位；根据条件②，则含有醛基；根据条件③，则含有羧基；根据条件④，则含有酚羟基。另外，除了苯环外，1个醛基的不饱和度正好和结构中的羰基相同。先写出符合条件的1种，如

HOCH2CHCHOCOOH，然后要考虑醛基的位置可以移动，即HOCHCH2CHOCOOH；然后再写出另一种（看成是主链减少一个碳原子），如

HOCHCH2CHOCOOH