同分异构体书写方法
同分异构体的书写方法讲练专题
一、碳链异构
熟记C1-C6的碳链异构: CH 4、C2H6、C3H8 无异构体;C4H10 2种、C5H12 3 种、C6H14 5 种。书写方法:减碳法
例1:C7H16 的同分异构体共有几种
例2 :相对分子质量100 的烃分子结构中有4 个甲基共有几种
例3:C9H20的烷烃众多同分异构体中有A B C三种,分别只能有且只有一种单烯烃加氢得到,则A B C 的结构件式分别为
【方法小结】:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,连接不能到端, 排布对邻到间,对称碳上防重现。碳总为四键,规律牢记心间。
二、位置异构
(一)、烯炔的异构(碳链的异构和双键或叁键官能团的位置异构)
方法:先写出所有的碳链异构,再根据碳的四键,在合适位置放双键或叁键官能团。
例4:请写出C6H12的单烯烃主链4 个碳的同分异构体
例5:C5H12O2的二元醇主链3个碳的有__ 种,主链4个碳的有种
(二)、苯同系物的异构(侧链碳链异构及侧链位置“邻、间、对”的异构)例6 :请写出如C9H12 属于苯的同系物的所有同分异构体
【注意】苯环上有两个取代基时有3 种,苯环上连三个相同取代基有3 种、连三个不同取代基有10 种
(三)、烃的一元取代物的异构:卤代烃、醇、醛、羧酸、胺都可看着烃的一元取代物方法:取代等效氢法(对称法)、烃基转换法
【取代等效氢法】
等效氢的概念:
①分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效。②同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等
效。③分子中处于对称位置上的氢原
子是等效的。如分子中的18 个H原子是等效的。取代等效氢法的关键:观察并找出分子结构中的对称要素
例7、C3H7X _________ 种碳链,共有___________ 种异构体
C4H9X ___________ 种碳链,共有________ 种异构体
C5H11X _________ 种碳链,共有___________ 种异构体
【注意】这里的一元取代基X,可以是原子,如卤原子,也可以是原子团,如-OH、-
NH2 、-CHO、-COOH、HCOO等- 。因此,已知丁基-C4H9 有四种,则可断定丁醇、丁胺、戊醛、戊酸以及甲酸丁酯都有4 种异构体。
《针对练习》
1、乙苯的异构体有4 种,则对应环上的一氯代物的种数位()
A 、12种
B 、10 种
C 、9种
D 、7种
2、菲和蒽互为同分异构体,菲的结构简式为从菲的结构简式分析,菲的一氯取代物共有
()
A.4 种B.5 种C .10 种D .14 种
3、分子式为C11H16 的一烷基取代苯的同分异体共有种
4、对位上有-C4H9 的苯胺可能的同分异构体共有种,写出它们的结构简式
5、含碳原数少于10 的烷烃中,其中一卤代物不存在异构体的有4 种,它们分别是:
6、已知烯烃C6H12 的一氯代物只有一种,则可断定该烯烃的分子结构为_____________ 【烃基转换法】
概念方法:烃基转化法是先找出组成有机物的烃基种类,然后再写出它的同分异构体,这种方法适合于烃的衍生物,如根据丙基有2 种结构,丁基有4 种结构,戊基有8 种结构,就可快速判断短链烃的衍生物的同分异构体种类。
《针对练习》丁基异构的应用
(1)写出丁基的四种同分异构体:
CH 3CH2CH2CH2-
(2)写出分子式为C5H10O 的醛的各种同分异构体并命名:
CH 3-CH2-CH2-CH2-CHO 戊醛
(3)分子式为C5H12O的醇有种能被红热的CuO氧化成醛?
(四)、烃的二元(或三元、多元)取代物的异构方法:有序法(定一移一)、换元法、【有序法(定一移一)】
概念:有序法要求解决问题时遵循一定的特定线索和步骤去探索的一种思维方法。应用有序法解决烃的多元取代物异构体问题的步骤顺序是:先写出碳链异构,再在各碳
链上依次先定一个官能团,接着在此基础上移动第二个官能团, 依此类推,即定一移一例8 :二氯丙烷有_______ 种异构体,它们的结构简式是:
针对练习》
2、蒽的结构式为
它的一氯代物有 种,二氯代物又有 种。
换元法 】
例 9、已知 C 6H 4Cl 2 有三种异构体, 则 C 6H 2Cl 4有 ______ 种异构体。(将 H 代替 Cl ) 针对练习》
1、已知 A 的结构为 A 的 n 溴代物与 m 溴代物的异构体数目相同,则 n 和 m
必满足关系式 ________ 。
2 、如图所示, C 8H 8 分子呈正六面体结构,因而称为“立方烷” ,它的六氯代物的同
分异构体共有( )种
A 、3
B 、 6
C 、 12
D 、 24
3 、已知萘的 n 溴代物和 m 溴代物的种数相等, 则 n 与 m (n 不等于 m )的关系是
( )
A . n+m=6
B . n+m=4
C . n+m=8 D
. 无法确定 (五)、 酯的异构
【拆分法】:酯可拆分为合成它的羧酸和醇(酚) 。若已知酸有 m 种异构体,醇有 n 种异 构体,则该酯的同分异构体有 m ×n 种。而羧酸和醇的异构体可用取代有效氢法确定。 例 10、请判断结构简式为
C 5H
10O 2 其属于酯的异构体数目及结构简式:
《针对练习》
1、分子式为 C 8H 8O 2 的异构体很多
(1) 写出其中属于羧酸类,且结构中含有苯环的异构体的结构简式(共有 _______ 种) (2) 写出其中属于酯类,且结构中含有苯环的异构体的结构简式(共有 _________ 种)
例 11 、结构为 C 2H 5 的有机物有很多同分异构体,而含有酯基和一取
代苯结构的同分异构体有 6 个,其中两个的结构简式是,
请写出另外四个同分异构体的结构简式:
、。
三、官能团异构
、常见类别异构
例12:芳香族化合物A的分子式为C7H6O2,将它与NaHCO3 溶液混合加热,有酸性气体产生,那么包括A 在内,属于芳香族化合物的同分异构体数目是()
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
2、方法规律技巧:通过不饱和度确定存在的类别异构: 1 个不饱和度可以是一个碳碳双
键;一个碳氧双键;一个环(碳碳环或碳氧环),以此为依据确定限定条件下得类别异构,然后再进行碳链异构,最后再进行官能团的位置异构。
【经典题型】
高考试题同分异构体
1.(江苏高考17,15 分)敌草胺是一种除草剂。它的合成路线如下:
3 )写出同时满足下列条件的C 的一种同分异构体的结构简
式:。
①能与金属钠反应放出H2;②是萘()的衍生
物,且取代基都在同一个
苯环上;③可发生水解反应,其中一种水解产物能发生银镜反应,另一种水解产物分子中有5 种不同化学环境的氢。
2.(浙江高考 29, 14 分)白黎芦醇(结构简式:
烯类多酚化合物,具有抗氧化、抗癌和预防心血管疾病的作用。某课题组提出了如下合 成路线:
3)化合物 A 不与 FeCl 3溶液发生显色反应, 能与 NaHCO 3反应放出 CO 2,推测其核磁共振
谱(1
H -NMR )中显示有 ___ 种不同化学环境的氢原子,其个数比为 ______________
6)化合物 CH 3O
CHO 有多种同分异构体,写出符合下列条件的所有同分异构体
的结构简式:
① 能发生银镜反应;②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。
3. (安徽高考 26, 17 分)室安卡因( G )是一种抗心率天常药物,可由下列路线合
成;
已知:
①
RCH 2Br
Li R'CHO H 2O
OH
RCH 2 CH R'
OCH 3
OCH 3 O H
HO
COOCH 3
NaBH 4 CH 3OH
5)下列关于室安卡因( G )的说法正确的是
a. 能发生加成反应
b. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c. 能与盐酸反应生成盐
d.. 属于氨基酸
4. (新课标全国, 15 分)香豆素是一种天然香料,存在于黑香豆、兰花等植物中。工
业
上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得:
已知以下信息:
3)X 是 E 的同分异构体, X 分子中含有苯环,且苯环上一氯代物只有两种,则 X
所有可能的结构简式有
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)
① A 中有五种不同化学环境的氢 ② B 可与 FeCl 3溶液发生显色反应
③ 同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定,易脱水形成羰基。
B 的同分异构体中含有苯环的还有 _____ 种,其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有
____ 种;
D 的同分异构体中含有苯环的还有 _____ 中,其中:
①
既能发生银境反应,又能发生水解反应的是 ________________________________________________ 写结构简式)
② 能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO 2 的是 _______ (写结构简式) 18- Ⅱ( 14)PCT 是一种新型聚酯材料,
下图是某研究小组合成 PCT 的路
线。 D 的同分异构体中为单取代芳香化合物的有 ____________ (写结构简式)
B 的同分异构体中,能发生水解反应,且苯环上一氯代产物只有一种的是 ________
(写结构简式) 。
5.( 上海 29)化合物 M 是一种治疗心脏病药物的中间体, 以 A 为原料的工业合成
路线 如下图所示。
1. [新课程理综化学卷 10]分子是为 C5H12O 且可与金属钠反应放出氢气的有机物有
(
不
考虑立体异构 ) ( )
A .5种
B .6 种
C .7种
D .8 种
18. [海南化学卷 18-II ]化合物 A 是合成天然橡胶的单体,分子式为 C5H8。A 的一系
列
反应如下 (部分反应条件略去 ) :
(14 分) 化合物 A 是合成天然橡胶的单体, 分子式为 C5H8。A 的一系列反应如下 (部分 反应条件略去 ) :
(6)A 的同分异构体中不含聚集双烯 (C=C=C )结构单元的链状烃还有
种,写出其
中互为立体异构体的化合物的结构简式 。
2. [福 31]对二甲苯(英文名称 p-xylene ),缩写为 PX )是化学工业的重要原料。 增塑剂( DEHP )存在如下图所示的转化关系,其中 A 是 PA 的一种同分异构体。
已知: RONa+ R ' X →ROR ' 的邻位异构体分子内脱水产物香豆素的结构简
+
3)写出
3.. [浙江理综化学卷 29](14 分)化合物 A (C12H16O3)经碱性水解、酸化后得到 B 和 C (C8H8O2)。C 的核磁共振氢谱表明含有苯环,且苯环上有 2 种氢原子。 B 经过下列
反应
后得到 G ,G 由碳、氢、氧三种元素组成, 相对分子质量为 172,元素分析表明, 含碳
55.8 %, 含氢 7.0 % ,核磁共振氢谱显示只有一个峰。
2) H + C
已知:
(4)写出满足下列条件的 C 的所有同分异构体: ①是苯的对位二取代化合物; ② 能与 FeCl3 溶液发生显色反应;
CC ③ 不考虑烯醇( OH
)结构。
4.. [重庆理综化学卷 28] (16 分 ) 衣康酸 M 是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化 学品的重要原料,可经下列反应路线得到(部分反应条件略) .
1) H 2O / NaOH B
D Br 2 / P
1) H 2O / NaOH 浓H 2SO 4
E
2) H
+ F G
CH 3
CH 3 C CH 2
Cl
→
2
C 4H 8Cl 2 CH 2
CH 2
NaOH
△
醇溶液→
C 4
H 7
Cl
NaC
→
N
CH 3 C CH 2CN
→HOOC CH 2
C
AB
D E
(4)F 是 B 的一种同分异构体,具有如下特征: a .是苯的邻位二取代物; b
.遇
FeCl3 溶液显示特征颜色; c .能与碳酸氢钠溶液反
应。
写出 F 与 NaHCO3溶液反应的化学方程式
。
氧化 氧化
(3) M 的同分异构体 Q 是饱和二元羧酸,则 Q 的结构简式为
(只写一种)
5. [ 2012·四川理综化学卷 29](16 分) 直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环 境
问题,将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,最终生成硫 酸钙。硫酸钙可在右图所示的循环燃烧装置的燃料反应器与甲烷反应,气体产物分离出 水后得到几乎不含杂质的二氧化碳,从而有利于二氧化碳的回收利用,达到减少碳排放 的目的。 请回答下列问题:
4)回收的 CO2与苯酚钠在一定条件下反应生成有机物 M ,其化学为 C7H5O3N ,a M 经
稀
C 是芳香化合物, 相对分子质量为 180,其碳的质量分数为 60.0 %,氢的质量分数为 其余为氧,则 C 的分子式是 。
30. [北京理综化学卷 28] (17 分)优良的有机溶剂对孟烷、耐热型特种高分子功能材料 PMnMA 的合成路线如下 :
硫酸化得到一种药物中间 N ,N 的结构简式为
②分子中无— O —O —,醛基与苯环直接相连的 N 的同分异构体共有
6. [ 2012·全国大纲理综化学卷 30](15 分)(注意:在试题卷上作答无效) 化合物 A ( C11H8O4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物 列问题: 写出两种能发生银镜反应的 B 的同分异构体的结构简式
B 和
C 。 种。
回答下 4.4 %,
3.45 g 白色沉淀。 E 不能使 Br2 的 CC14
溶液褪
己知芳吞化合物苯环上的氢原子可被卤代烷中的烷基取代。如 1) B 为芳香烃。 色. (3) 下列说法正确的是 ( 选填字母 ) a . B 可使酸性高锰放钾溶液褪色 b. C c . D 的酸性比 E 弱 d. E
不存在醛类同分异构
体
的沸点高于对孟烷 (4) G 的核磁共振氢谱有 3 种峰,其峰面积之比
为 3:2:1 .G 与 NaHCO3反应放出 CO2。 反应 II 的化学方程式是 AC 7. [ 2012·新课程理综化学卷 38]【化学——选修四:有机化学基础】 (15 分)对羟基 苯甲酸丁酯 ( 俗称尼泊金丁酯 ) 可用做防腐剂,对酵母和霉菌具有很强的抑制作用,工业 上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化作用下进行酯化反应而制得。以下是某课题组 开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线: 已知以下信息: ①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基; ②D 可与银氨溶液反应生成银镜; ③F 的核磁共振氢谱表明其有两个不同化学环境的氢,且峰面积比为 回答下列问题: (6)E 的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有 有三种不同化学环境的氢, 且峰面积比为 2∶2∶1 的是 构简式 ) 。 1∶1。
种,其中核磁共振氢谱
( 写结
(2) 1.08g 的 C 与饱和溴水完全反应生成