有机物同分异构体的书写
湖北浠水实验高中(438200) 骆旭锋 有机物
具有相同分子式, 但由于分子中原子的连接方式不同, 为同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
质,也可以是不同类物质,因此同分异构体的类型有三类:碳链异构、
能团异构,下面按照这种思维顺序考虑,总结有机物同分异构体的书写, 以避免漏写或重写。
一、碳链异构、官能团位置异构(同类物质) (一)、烷烃同分异构体的书写
烷烃、环烷烃只存在碳链异构,烷烃的同分异构体的书写一般遵循以下原则: (1) 先书写主链最长的烷烃。
(2) 然后书写减少一个碳原子的主链,再将减少的碳原子作为支链,连接位置由边到对称 中心。
(3)再逐渐减少主链的碳原子 (一般情况下支链碳原子总数不多于主链碳原子总数)
,将减
少的碳原子作为支链, 支链由整体到分散, 连接位置由同一碳原子到不同碳原子; 支链的连 接不能改变链长,以免重复。
例1:写出C 6H 14的同分异构体
(1)最长主链的烷烃:CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3(2)主链为五个碳:CH 3CH (CH 3)CH 2CH 2CH 3、 CH 3CH 2CH (CH 3)CH 2CH 3( 3)主链为四个碳:(减少的两个碳原子作为乙基无位置可连,如 果和第二个
碳原子相连主链就变为五个碳原子,和
CH 3CH 2CH (CH 3)CH 2CH 3重复,所以作
为两个甲基)CH 3C (CH 3)2CH 2CH 3、CH 3CH (CH 3)CH (CH 3)CH 3
(二)、烯烃、炔烃同分异构体的书写 烯烃、炔烃存在碳链异构、官能团位置异构。
烯、炔烃的同分异构体的书写和烷烃的书写原
则类似,只是主链相同时存在官能团位置不同。
例2:写出C 5H 10属于烯烃的同分异构体
(1) CH 2=CHCH 2CH 2CH 3 CH 3CH=CHCH 2CH 3
⑵
CH.
CH 3
同分异构体的书写
卤代烃、醇从结构上看, 可以看成烃中的氢原子分别被卤素、 羟基取代,存在碳链异构和官
能团位置异构。
卤代烃、醇的同分异构体的书写一般遵循以下原则:
(1 )一卤代烃、一元醇的同分异构体书写可以先写对应烃,再取代相应烃中不同种类等效 氢。
(同一种碳原
子上的氢原子是等效的;同一碳原子所连甲基上的氢原子等效;处于对称 位置的氢原子等效) 例3:写出C 4H 9CI 或C 4H 9OH 的同分异构体
解:对应的烃为:C 4H 10同分异构体为①CH 3CH 2CH 2CH 3② ①、②中等效氢均有两种,故 C 4H 9CI 或C 4H 9OH 的同分异构
(2)多卤代烃、多元醇的异构体的书写:对于比较简单烃的多卤、多羟基可以同时取代;对 于比较复杂的可以
先一卤、一羟基取代,
再在一卤代烃、一元醇的基础上逐一进行取代。
但 多羟基一般不能取代同一碳上氢(不稳定) 。
例4: C 3H 6CI 2和的二氯取代萘的同分异构体
解:C 3H 6CI 2可以看做是 C 3H 8的二氯取代,同一碳的二氯取代两种( CHCI 2CH 2CH 3、 CH 3CCI 2CH 3),不同碳的二氯取代两种 (CH 2CICHCICH 3、CH 2CICH 2CH 2CI )。
对于萘的二氯
具有不同的结构的现象称 同分异构体可以是同类物
官能团位置异构和官 (3)
(三)、卤代烃、醇的
CHs-Qi YHi
CH
体有4种。
取代可以先进行一氯取代有两种,分别对应 (a )图的1, 2号位,如b 、c 所示。
当萘的一号 位被氯取代后,剩余的氢都不等效,有 7种异构体,如(d )所示。
当2号位被取代后其余氢 也不等效,但原来的1号位不能再取代,以免重复,有 3种,如(e )所示。
(四)、醛、酸同分异构体的书写
醛、酸的官能团总在链端,醛、酸同分异构体没有官能团的位置异构,只有碳链异构。
醛、 酸同分异构体的书写一般遵循以下的原则:
(1)先写最长主链的异构体 (将官能团放在链端)
(2)再写主链碳原子依次减少的异构体,减少的碳原子作为支链,支链由整体到分散、位 置由同一碳到不同碳,支链的连接不能改变链长,以免重复。
例5:分别写C 4H 8O 、C 4H 8O 2属于醛、酸的同分异构体 (1) C H 3CH 2CH 2CHO (2) C H 3CH 2CH 2COOH (五) 、酯的分异构体的书
类别的书写如上分析)。
一定要注意有序迁移,切忌想到一个换一个,以免造成漏写。
常见的官能团异构
组成通 式
C n H 2n
C n H 2n-2
C n H 2n+2O
C n H 2n O
C n H 2n O 2
C n H 2n-6O C n H 2n-8O 2
可能的 类别
烯烃、
环烷烃 炔烃、环烯
烃、二烯烃 醇、醚
醛、酮
羧酸、酯、 羟基醛
酚、芳香 醇、芳香醚
芳香酯、芳 香酸
482解:C 4H 8O 2常见的有机物类别可能是羧酸、酯、羟基醛。
属于羧酸的同分异构体见例
5中
(2),属于羟基醛的同分异构体见例 7,属于酯的同分异构体按(五)书写原则有:①
HCOOCH 2CH 2CH 3、HCOOCH (CH 3)2②CH 3COOCH 2CH 3③CH 3CH 2COOCH 3
三、限定条件的同分异构体的书写
限定条件的同分异构体只是所有异构体的一部分, 只要我们抓住限定条件按照有序的思维写 出符合题意
的异构体即可。
CHj-CH COOH
酯(RCOOR '的官能团可以看做醇(酚)羟基和羧基脱水形成的,存在官能团位置异构和 烃基碳链异构,酯的异构体的书写可以从碳原子最小的醇
(酚)和碳原子最大的酸开始,到
碳原子最大的醇(酚)和碳原子最小的酸结束(反之亦可) 例6:写出C 8H 8O 2属于芳香酯的同分异构体
(1)
(2) 酸 (3)
碳原子最多的醇(酚)和碳原子最少的酸 减少一个碳原子 碳原子再减少的
(提供羟基的碳原子从(2)中酚的六个减至甲醇 现芳香结构 (六) 双(多)官能团化合物同分异构体的书写:
双(多)官能团化合物同分异构体的书写一般是选择一种官能团作为母体化合物 般选
择官能团在链端或在链中为母体化合物) ,另一(剩余)官能团作为取代基。
例7:写出C 4H 8O 2含有羟基和醛基的同分异构体
(1)CH 3CH 2CH (OH )CHO
⑵
CH 3CH(0H)CH 2CH0
HOCH.-CH —CHO
I CHj
和碳原子再增多的酸 中一个,才能保持酸出
HOCH 2CH 2CH 2CHO
能团异构(不同类物质)
首先根据所给分子式判定有机物可
能的类别(或根据结构式进行官能团的拆分和重组判定哪些类别和它异构) ,然后从这一类
有机物产生同分异构的原因(碳链、官能团位置)入手,写出各种类别的同分异构体(各种
K)CH 酚和增加一个碳原子的
例9:写出属于芳香族化合物(不含其它环状结构)且分子内含“ ”结构的同分异构体。
解:分子属于芳香族化合物(不含其它环状结构)且中含 有结构,有芳香酸和
芳香酯两类,按照这两类化合物书写原则有: (1)芳香酯见例6;(2)芳香酸:
衔接练习:
1•某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,此烃的分子式可能是 A.CH 4
B.C 3H 8
C.C 4H io
DQ 5H 12
2•某芳香族化合物 A 分子式为C 7H 6O 2,溶于NaHC03水溶液,将此溶液加热,能用石蕊试 纸检验出有酸性气体
产生。
(1) 写出化合物A 的结构简式。
(2) A 有几个属于芳香族化合物的同分异构体,写出它们的结构简式。
3. 芬必得是一种高效的消炎药,其主要成分为布洛芬,它有多种合成路
线,其中一种合成 方法的主要原料 A 的结构简式为: ^ ^ ,写出与A 具有相同的分子式,且
苯环上只有一个取代基的有机物共有四种,写出除
.A 外的其余三种结构简式:
4.
某有机物
化合物 A 含碳77.8%,氢为7.40,其余含氧,A 的相对分子质量为甲烷的 6.75
倍。
(1 )确定有机物的分子式。
(2)据此确定该有机物含有苯环的所有可能的结构简式。
参考答案:1.D
2
.(1)^||—COOH
4. ( 1) A 分子式为C 7H 8O (2)A 的可能结构简式为:
(2)。