湖南 肖松華

巧用拆分法書寫同分異構(gòu)體

湖南 肖松華

同分異構(gòu)是近年高考的重點(diǎn)，考查方式多、知識面廣，常見的有同分異構(gòu)體的判斷、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷、限定條件的同分異構(gòu)體書寫。在同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷及書寫中，我們可以巧用“拆分法”快速準(zhǔn)確地書寫，下面就拆分形式做簡單的歸納。

一、拆分物質(zhì)

（一）根據(jù)官能團(tuán)的類型拆分物質(zhì)

1．單聯(lián)型（R—y）官能團(tuán)，拆成官能團(tuán)（—y）＋烴基（—R）

如鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、胺等，先拆出官能團(tuán)（—y），如鹵原子、—OH、—CHO、—COOH、—NH2等，然后考慮烴基（—R）的異構(gòu)，主要是對應(yīng)的烴（R）等效氫的種數(shù)判斷。如：丁基（—C4H9）有4種，則可確定丁醇、丁胺、戊醛、戊酸以及甲酸丁酯都有4種同分異構(gòu)體。

【例1】①（2011新課標(biāo)Ⅰ）分子式為C5H11Cl的同分異構(gòu)體共有（不考慮立體異構(gòu)）_______種。

②（2012新課標(biāo)Ⅰ）分子式為C5H12O且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī)化合物有（不考慮立體異構(gòu)）________種。

③（2015海南）分子式為C4H10O并能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī)物有（不含立體異構(gòu)）________種。

④（2015新課標(biāo)Ⅱ）分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的有機(jī)物有（不含立體異構(gòu)）________種。

【分析】四道題屬于同一類型。①拆出官能團(tuán)（—Cl）。②可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的必為醇，拆出官能團(tuán)（—OH）。均余下烴基（—C5H11），即考慮對應(yīng)的烴（C5H12）等效氫的種數(shù)，正戊烷有三種氫，異戊烷有四種氫，新戊烷有一種氫，共計(jì)有8種不同環(huán)境的氫，即①②題中物質(zhì)的同分異構(gòu)體均為8種。③拆出官能團(tuán)（—OH）。④拆出官能團(tuán)（—COOH）。均余下丁基，丁基有4種，所以戊酸、丁醇也有4種。

2．雙聯(lián)型H（R）—y—R′官能團(tuán)，拆出官能團(tuán)（—y—）＋剩余烴類［H（R）—R′］

如烯、炔、醚、酮、酯等，先拆出官能團(tuán)（—y—），考慮余下烴的碳鏈異構(gòu)，并找出對稱位置，然后在C與C間插入官能團(tuán)，也有部分C與H間能插入官能團(tuán)。

【例2】（2015新課標(biāo)Ⅰ）寫出與A（C2H2）具有相同官能團(tuán)的異戊二烯的所有同分異構(gòu)體________（填結(jié)構(gòu)簡式）。

【分析】題意即為異戊二烯含有碳碳三鍵的同分異構(gòu)體，拆出官能團(tuán)碳碳三鍵，余下丙烷。丙烷中有三種不同的鍵，即，將官能團(tuán)碳碳三鍵插入這三個(gè)位置得：

（二）根據(jù)題干已知信息拆分物質(zhì)

1．已知具體性質(zhì)，拆成固定結(jié)構(gòu)＋變化結(jié)構(gòu)

適用于限定條件的同分異構(gòu)體書寫。先根據(jù)題干已知信息，將分子結(jié)構(gòu)中必須存在的部分拆出組成“固定結(jié)構(gòu)”，然后將余下部分組成“變化結(jié)構(gòu)”。對“變化結(jié)構(gòu)”按碳鏈異構(gòu)、類別異構(gòu)、位置異構(gòu)順序?qū)懗龇弦蟮耐之悩?gòu)體結(jié)構(gòu)。

【例3】（2015天津）寫出符合下列條件的F的所有同分異構(gòu)體（不考慮立體異構(gòu)）的結(jié)構(gòu)簡式：________。

①屬于一元酸類化合物，②苯環(huán)上只有2個(gè)取代基且處于對位，其中一個(gè)是羥基。

【分析】根據(jù)題目限定條件，將苯環(huán)、羥基組成固定結(jié)構(gòu)余下—C3H4BrO2構(gòu)成變化結(jié)構(gòu)，其中包含官能團(tuán)羧基，可變化為則符合條件的同分異構(gòu)體有

2．已知分子式，部分物質(zhì)可一拆為二

部分由二種或多種分子合成的物質(zhì)，已知分子式書寫它的同分異構(gòu)體時(shí)，可以反過來將它拆成二種或多種物質(zhì)，如多肽、酯等，多肽可拆分為各種氨基酸，酯可拆分為合成它的羧酸和醇（酚）。

【例4】（2013新課標(biāo)Ⅰ）分子式為C5H10O2的有機(jī)物在酸性條件下可水解為酸和醇，若不考慮立體異構(gòu)，這些醇和酸重新組合可形成的酯共有（ ）

A．15種 B．28種 C．32種 D．40種

【分析】先書寫C5H10O2屬于酯的同分異構(gòu)體，根據(jù)雙聯(lián)型官能團(tuán)拆出官能團(tuán)酯基，余下烴（C4H10），丁烷中有7種不同位置的鍵，即，注意酯基在同一位置有可能有2種結(jié)構(gòu)，將官能團(tuán)酯基插入這7種位置得：

再將一種物質(zhì)拆分為2種物質(zhì)，即所得的酸有甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸，所得的醇有甲醇、乙醇、1－丙醇、2－丙醇、1－丁醇、2－丁醇、2－甲基－1－丙醇、2－甲基－2－丙醇，這些醇和酸重新組合形成的酯共有5×8種。答案：D。

二、拆分官能團(tuán)

將物質(zhì)中大的官能團(tuán)（含兩種或兩種以上元素）拆分為小的原子或官能團(tuán)，也可將小官能團(tuán)合成大的官能團(tuán)。如：將羥基（—OH）拆分為—O—和—H，即碳原子數(shù)相同的醇、醚互為同分異構(gòu)體。將醛基（—CHO）拆分為—H和，或拆分為碳碳雙鍵和羥基（—OH），即碳原子數(shù)相同的醛、酮、烯醇等互為同分異構(gòu)體。將羧基拆分為和—H，或拆分為—CHO和—OH，或拆分為和—OH，即碳原子數(shù)相同的酸、酯、羥基醛、羥基酮等互為同分異構(gòu)體。

【例5】（2015江蘇）寫出同時(shí)滿足下列條件的E的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_______。

Ⅰ．分子含有2個(gè)苯環(huán) Ⅱ．分子中含有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫

【分析】根據(jù)分子含有2個(gè)苯環(huán)、含有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫，說明此結(jié)構(gòu)是對稱結(jié)構(gòu)，只要變化官能團(tuán)?？梢詫Ⅳ然鸪珊汀狾—、—H，也可以將2個(gè)—O—和連在一起組成碳酸酯。則符合條件的同分異構(gòu)體有

（作者單位：湖南省新化縣第一中學(xué)）