同分异构体书写的一般思路及方法.docx
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同分异构体书写的一般思路及方法
同分异构体书写的一般思路及方法
一.一般思路
分子式相同,结构不同的化合物互称为同分异构体。
在中学阶段结构不同有以下三种情况:
类别不同,碳链不同,位置不同(环上支链及官能团)。
因此同分异构体书写的一般思路为:
类别异构→碳链异构→位置异位。
①碳链异构:
由于C原子空间排列不同而引起的。
如:
CH3-CH2-CH2-CH3和CH(CH3)3
②位置异构:
由于官能团的位置不同而引起的。
如:
CH2=CHCH2CH3和CH3CH=CHCH3
③官能团异构:
由于官能团不同而引起的。
如:
HC≡C-CH2-CH3和CH2=CH-CH=CH2;这样的异构主要有:
烯烃和环烷烃;炔烃和二烯烃;醇和醚;醛和酮;羧酸和酯;氨基酸和硝基化合物。
例1.写出的所有同分异构体的结构简式。
分析:
(1)类别异构:
根据通式可知在中学知识范围内为羧酸和酯两类。
(2)碳链异构:
四个碳原子的碳链有二种连接方式
(3)位置异构:
对于羧酸类,只能连接在碳链两边的碳原子上,直接用去取代上述分子中标有1、2、5、6(未标号的两个碳原子与5号碳原子位置相同)号碳原子上的一个氢原子即可。
则羧酸的异构体为
对于酯类:
则是由酯基的位置引起的,可将酯基插入上述分子中CC键及CH键之间即可。
插入之间为:
插入间为,插入之间为,,插入的键之间为、插入的键为,插入的键之间为,插入的键之间为。
二.常见方法
1.等效氢法
同一碳原子上的氢原子互为等效;与同一碳原子上相连的甲基上的氢原子互为等效;处于镜面对称位置的碳原子上的氢原子互为等效;特别适合于环状化合物异构体书写。
例2.写出联二苯的一氯取代物
分析:
注意CC的可旋转性,可以确定对称性。
说明联二苯中只有a、b、c三个碳原子上的位置不同,则联二苯的异构体有三种,分别为:
2.转换法
例3.写出苯环上连有四个甲基的异构体。
分析:
依据教材知识,二甲苯有三种形式,
可将二甲苯中两个甲基换为2个氢原子,其余四个碳上的氢原子换为甲基,便可得题目所求异构体:
3.逐个引入法
当题目所求异构体中包含多个官能团时,可以采取逐个依次引入。
例4.苯丙醇胺(英文缩写为PPA)其结构简式如下:
将、、在碳链上的位置作变换,可以写出多种同分异构体(、不能连在同一个碳原子上),请写出这些异构体。
分析:
(1)先解决碳链异构→
(2)引入,其可能的位置为1、2、3、4、5号五个碳原子上(5、6两个甲基位于同一个碳原子上,所处位置相同),然后再引入线路图如下:
故:
题目所求同分异构为上述9种。
4.移位法
例5.写出与互为同分异构体且含有苯环,又属于酯类化合物的结构简式。
分析:
属于酯类化合物,结构中必含,且不能直接连接在氢原子上,故可对题给结构中有关原子或原子团的位置作相应变动即可。
(1)结构中,将移至苯环与羰基之间为:
依据教材知识,苯环上连有两个取代基,不管取代基相同不相同,均存在三种位置关系,移动在苯环上的位置得,
。
(2)在结构中,将移至羰基与氢原子之间为,又将移至苯环与羰基之间为
,再将移至苯环与之间为
。
故:
题目所求同分异构体有六种,它们分别是:
5.分类法
例6.1、2、3三苯基环丙烷的3个苯基可以分布在环丙烷平面的上下,因此有两种异构体。
据此,可判断1、2、3、4、5五氯环戊烷(假定五个碳原子也处于同平面上)的异构体数是()
A.4B.5C.6D.7
分析:
依据题设信息,可以对五个氯原子在环戊烷平面上的位置做分类处理,五个上有一种,四个上一个下有一种,三个上两个下有两种,很容易写出其异构体,故选A。
一卤代烃种数与烃的质子峰个数、化学环境不同的氢原子的种数的关系
[例1]某烃的分子式为C5H12,核磁共振氢谱图中显示三个质子峰,该烃的一氯代物有种。
[解析]写出C5H12的各种同分异构体进行分析,结果如下表:
同分异构体
质子峰数
一氯代物
CH3CH2CH2CH2CH3
3
3
(CH3)2CHCH2CH3
4
4
C(CH3)4
1
1
【小结】
(1)烃的一卤代物种数=质子峰数=化学环境不同的H原子种数
(2)分子结构越对称,一卤代物越少,分子结构越不对称,一卤代物越多。
[练习]某有机物A的分子式为C8H8O,A能发生银镜反应,其苯环上的一氯代物只有二种,试写出A的可能的结构简式。
【跟踪训练】
1、目前冰箱中使用的致冷剂是氟里昂(二氯二氟甲烷),根据结构可推出氟里昂的同分异构体
A.不存在同分异构体B.2种C.3种D.4种
2、某苯的同系物的分子式为C11H16,经测定,分子中除含苯环外不再含其它环状结构,分子中还含有两个甲基,两个亚甲基(-CH2-)和一个次甲基。
则符合该条件的分子结构有
A、3种B、4种C、5种D、6种
3、某苯的同系物,已知R-为C4H9-,则该物质可能的结构有
A、3种B、4种C、5种D、6种
4、邻-甲基苯甲酸有多种同分异构体。
其中属于酯类,且结构中含有苯环和甲基的同分异构体有
A、3种B、4种C、5种D、6种
5、菲的结构简式为,它与硝酸反应,可能生成的一硝基取代物有
A、4种B、5种C、6种D、10种
6、分子式为C8H10O的苯的衍生物,分子中含有两个互为对位的取代基,则其中不与NaOH溶液反应的物质的结构式数目有
A、1种B、2种C、3种D、4种
7、分子式为C8H16O2的有机物A,在酸性条件下能水解生成C和D,且C在一定条件下能转化成D。
则有机物A的结构可能有
A、1种B、2种C、3种D、4种
8、烯烃分子中双键两侧的基团在空间也可能引起同分异构,如:
和因双键不能转动而互为同分异构体,组成为C5H10的烃,其所有同分异构体中属于烯烃的共有
A、4种B、5种C、6种D、7种
9、有机物CH3O-C6H4-CHO有多种同分异构体,其中属于酯类,结构中含苯环的有
A、4种B、5种C、6种D、3种
10、由两个氨基酸分子消去一个水分子而形成含有一个-CO-NH-结构的化合物是二肽。
丙氨酸与苯丙氨酸混合后,在一定条件下生成二肽共有
A、5种B、2种C、3种D、4种
11、今有组成为CH4O和C3H8O的混合物,在一定条件下进行脱水反应,可能生成的其它有机物的种数为
A、5种B、6种C、7种D、8种
12、苯的二氯取代物有三种,那么苯的四氯取代物有种.
13、在某有机物分子中,若含有一个-C6H5,一个-C6H4-,一个-CH2-,一个-OH,则属于醇类的同分异构体和属于酚类的同分异构体各有多少种,写出它们的结构简式。
14、写出化学式为C4H8O2所表示的有机物A的结构简式:
(1)若A能与Na2CO3反应,则A为:
;
(2)若A与含酚酞的NaOH溶液共热,红色消失,则A可能是
;
(3)若A既能与钠反应放出H2,又能与新制的氢氧化铜共热出现红色沉淀,但将加热的铜丝插入后,铜丝表面的黑色物质没有消失,试写出A的结构式及与新制的氢氧化铜共热的反应方程式。
15、有机物
按系统命名法的名称是,该有机物的一氯代产物有种。
16、二甲苯苯环上的一溴取代物共有6种,可用还原法制得3种二甲苯,它们的熔点分别如下:
6种溴二甲苯的熔点(℃)
234
206
213
204
214.5
205
对应还原的二甲苯的熔点(℃)
13
-54
-27
-54
-27
54
由此推断
熔点为234℃的分子的结构简式为;熔点为-54℃的分子的结构简式为;
17、A、B、C三种物质的化学式都是C7H8O,若滴入FeCl3溶液,只有C呈紫色;若投入金属钠,只有B没有变化。
(1)写出A、B、C的结构简式;
(2)写出C的另外两种同分异构体的结构简式。
18、写出C4H10O的各种同分异构体(共7种)
-CH3
19、已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为:
CH3-,A苯环上的二溴取代物共有九种,由此推断A苯环上的四溴取代物的异构体的数目是种。
20、分子式为C8H8O2的有机物A的同分异构体有多种,
(1)写出其中属于芳香族酯类的各种异构体;
(2)若A能发生银镜反应且属于芳香族化合物,则写出A的各种异构体的结构简式。
1、
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