用_____同分异构体的异构方式及书写方法(1)

同分异构体的异构方式及书写方法

一、同分异构体的异构方式

绝大多数有机物都存在同分异构现象，同分异构体的异构方式主要有三种：碳链异构、官能团位置异构、官能团类别异构等。 1. 碳链异构

碳链异构是指由于碳原子的连接次序不同引起的异构，如，正丁烷与异丁烷。由于烷烃分子中没有官能团，所以烷烃不存在官能团位置异构和官能团类别异构，而只有碳链异构。 2. 官能团位置异构

含有官能团的有机物，由于官能团的位置不同引起的异构。如，

和

。

含有官能团（包括碳碳双键、叁键）的有机物一般都存在官能团位置异构。互为碳链异构和官能团位置异构的有机物属于同一类物质。 3. 官能团类别异构

所谓官能团类别异构是指分子式相同，官能团类型不同所引起的异构。除烷烃以外，绝大多数有机化合物分子都存在与其对应的官能团类别异构体，如二烯烃（分子中含有两个双键）与单炔烃、饱和一元脂肪酸与饱和烃基酯等。互为官能团类别异构的有机物不属于同一类物质。 二、同分异构体的书写方法

1 烃的异构

1.1 烷烃的异构(碳架的异构)

熟记C 1-C 6的碳链异构: CH4、C 2H 6、C 3H 8 无异构体；C 4H 10 2种、C 5H 12 3种、C 6H 14 5种。 烷烃的同分异构体书写回顾 以C 7H 16为例：

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

1、先写最长的碳链： C -C -C -C -C -C -C

② ③

2、减少1个C ，依次加在第②、③ ……个C 上（不超过中线）： C—C

—C ——C —C 3、减少2个C ：

1）组成一个-C 2H 5，从第3个C 加起（不超过中线）： C—C —C C —C 2）分为两个-CH 3

a ）两个-CH 3在同一碳原子上（不超过中线）： C—C C —C —C C—C —C ——C b) 两个-CH 3在不同的碳原子上：

C——C C —C C—C —C —C —C

1.2 烯炔的异构( 如丁烯C 4H 81.3 苯同系物的异构(侧链碳架异构及侧链位置的异构) 如C 9H 12有7种异构体：

2 烃的一元取代物的异构（取代等效氢法）

卤代烃、醇、醛、羧酸、胺都可看着烃的一元取代物。确定它们异构体可用取代等效氢法。

等效氢概念

有机物分子中位置等同的氢叫等效氢，分子中等效氢原子有如下情况： 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。如新戊烷（可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得），其四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H 原子是等效的。

③分子中处于镜面对称位置（相当于平面镜成像时，物与像的关系）上的氢原子是等效的。如

分子中的18个H 原子是等效的。

取代等效氢法要领 利用等效氢原子关系，可以很容易判断出有机物的一元取代物异构体数目。其方法是先写出烃（碳架）的异构体，观察分子中互不等效的氢原子有多少种，则一元取代物的结构就有多少种。 2 种异构体 C 4H 9X 二种碳链，共有 4 种异构体

C 5H 11X

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 、-NH 2 、-CHO 、-COOH 、HCOO-等。因此，已知丁基-C 4H 9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。 观察并找出分子结构中的对称要素是取代等效氢法的关键 ） [练2-2]对位上有-C 4H 9的苯胺可能的同分异构体共有 种，写出它们的结构简式 {10的烷烃中，其中一卤

又如，已知烯烃C 6H 12的一氯代物只有一种，则可断定该烯烃的分子结构为

3 烃的二元(或三元) 取代物的异构

3.1 有序法（定一移一）

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：先写出碳架异构，再在各碳架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] 二氯丙烷有 4 种异构体，它们的结构简式是

[练3-1] 蒽的结构式为 它的一氯代物有 种，二氯代物又有 种。 3.2 换元法

[例] 已知C 6H 4Cl 2 624（将H 代替Cl ）

[练3-2] 已知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 m+n=64 4.1 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。

还以为C 5H 10O 2为例推异其属于酯的异构体数目及结构简式： [解] 甲酸丁酯 HCOOC4H 9 异构体数为 1×4=4 种

乙酸丙酯 CH3COOC 3H 7 异构体数为 1×2=2 种 丙酸乙酯 C2H 5COOC 2H 5 异构体数为 1×1=1 种 丁酸甲酯 C3H 7COOCH 3 异构体数为 2×1=2 种

因此，分子式为C 5H 10O 2其属于酯的异构体共有 9 种，结构简式见前。 同理可知，C3H7COOC4H9 其中属于酯 的同分异构体共有 2×4=8 种。 [练4-1] 分子式为 C8H 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4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6种）5 类别异构

5.1有机物分子通式与其可能的类别如下表所示：

6 试题精选简解

1 2001年9月1日将执行国家食品卫生标准规定，酱油中3一氯丙醇（ClCH 2CH 2CH 2OH ）含量不得超过1ppm 。相对分子质量为94.5的氯丙醇（不含主结构）共有( ) A 、2种 B、3种 C、4种 D、5种

2 某化合物的分子式是C 5H 11Cl 。实验结果表明：该分子中有2个—CH 3、2个—CH 2—、1个它的同分异构体有(不考虑对映异构现象) ( ) A ．2种

B ．3种 C ．4种

D ．5种

和1个—Cl ，

3 二恶英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，其母体结构如图 A ： （1）已知 A 一氯代物有二种，则 A 的七溴代物共有 种 （2）A 的二氯取代物共有 种。

4 某化学式 C10H 14O 的含氧衍生物，测得分子中含2个-CH 2-，1个， ，1个-CH 3，1个苯环和 1个-OH ，则该化合物可能的结构有 种

5有机物甲的分子式为 C9H 18O 2, 在酸性条件下, 甲水解为乙和丙两种有机物, 在相同温度和压强下, 同质量的乙和丙的蒸气所占的体积相同, 则甲的可能结构有( )。 A. 8 种 B.14种 C. 16种 D.18种

6主链为4个碳原子的某烷烃有2种同分异构体，则具有相同碳原子数，主链也是4个碳原的烯烃的异构体应有( )种。

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

7有机物甲是一种包含一个六元环的化合物，其分子式为C 7H 12O 2，在酸性条件下可发生水解，且水解产物只有一种，则甲的可能结构有（ ）种。

A. 8 B. 11 C. 14 D. 15

8分子式为C 9H 20的烷烃，它的同分异体有些只能由一种相应的烯烃经催化加氢得到。C 9H 20的具有这样结构的同

9 2 种，写出各异构体的10 (1)C 8 H9NO 2，但A 得到两种

(2)请写出一个化合物的结构式。它的分子式也是C8H9N02，分子中有苯环，苯环上有三个代基，其中之一为羧基，但并非上述二甲苯的硝化产物，请任写一个。

11 有机物 A ，它的结构简式为 CH6H 5-CH 2-CH 2-CH 2OH 。它有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异构体有 种（包括A 自身）。写出这些异体结构简式。

12 乙酸苯甲酯的同分异构体有多种，其中苯环上只有一个取代基的同分异构体共有 种 ，写出它们的结构简式。

13 与化合物 CH30-C 6H 4-CHO 互为同分异构体，且结构中含苯环，属酯类的有机物共有 种 写出它们的的结构简式。

14． 蒽的结构简式是 ，如果将蒽分子中减少3个碳原子，而H 原子数保持不变，形成的稠环化合物的同分异构体数目是 （ ）

A ．2 B．3 C．4 D．5

15． 1,2,3-三苯基环丙烷的三个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下，因此有如下两个异构体：

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一平面上）的异构体数目是 （ ） A．4 B ．5 C ．6 D ．7

查尔酮类化合物G 是黄酮类药物的主要合成中间体，其中一种合成路线如下

:

已知以下信息:

① 芳香烃A 的相对分子质量在100-110之间，I mol A充分燃烧可生成72g 水。 ②C 不能发生银镜反应。

③D 能发生银镜反应、可溶于饱和Na 2CO 3溶液、核磁共振氢谱显示期有4中氢

回答下列问题：

（1） A 的化学名称为____________。

（2） 由B 生成C 的化学方程式为____________________。

（3） E 的分子式为________________，由E 生成F 的反应类型为________。 （4） G 的结构简式为____________________。

（5） D 的芳香同分异构体H 既能发生银镜反应，又能与FeCl 3溶液发生显色反应的

共有_______种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积为2：2：2：1：1的为________________（写结构简式）。

席夫碱类化合物G 在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G 的一种路线如下：

已知以下信息：

①

②1molB 经上述反应可生成2molC ，且C 不能发生银镜反应

③D 属于单取代芳烃，其相对分子质量为106

④核磁共振氢谱显示F 苯环上有两种化学环境的氢

⑤

回答下列问题：

（1）由A 生成B 的化学方程式为 ，反应类型为 。 （2）D 的化学名称是 ，由D 生成E 的化学方程式为 。 （3）G 的结构简式为 。

（4）F 的同分异构体中含有苯环的还有 种（不考虑立体异构），其中核磁共振氢谱为4组峰，且面积比为6：2：2：1的是 （写出其中一种的结构简式）。

（5）由苯及化合物C 经如下步骤可合成N-异丙基苯胺：

反应条件1 所选用的试剂为 ，反应条件2所选用的试剂为 。I 的结构简式为 。