陳秀娟
限定條件下有機(jī)物的同分異構(gòu)體書寫是高考的熱點(diǎn)問題,尤以帶單個苯環(huán)的有機(jī)物最為常見.構(gòu)建限定條件下同分異構(gòu)體書寫模型,有利于培養(yǎng)學(xué)生的有序思維能力,提升學(xué)生的思維品質(zhì).
1 掌握不飽和度與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系
要寫出同分異構(gòu)體首先要明確物質(zhì)的不飽和度,從而推出物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu).與烷烴相比,每少2個H原子就是1個不飽和度.不飽和度可以幫助我們確定化合物有多少個環(huán)、多少個雙鍵或三鍵,即有機(jī)物的基本碳架結(jié)構(gòu).不飽和度與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)關(guān)系如表1所示.
如果有機(jī)物分子中除了碳原子和氫原子外,只含有氧原子,可以只計(jì)算比含有相同數(shù)目碳原子的烷少幾個H 原子,得出不飽和度,如草酸H2C2O4 的不飽和度為2;如果有機(jī)物分子中含有氯原子、硝基或氨基,可以分別算作1個氫原子,如硝基苯、苯胺的不飽和度都是4.
2 記住常見烴基同分異構(gòu)體數(shù)目及苯環(huán)上不同個數(shù)取代基位置異構(gòu)體的數(shù)目
有機(jī)物同分異構(gòu)體中除了官能團(tuán),剩余部分要么是烴基,要么是苯環(huán),同分異構(gòu)體數(shù)目可以從烴基數(shù)目或苯環(huán)上取代基數(shù)目判斷.
21 常見烴基同分異構(gòu)體數(shù)目
常見烴基同分異構(gòu)體數(shù)目如表2所示.
例2 在CH3COOC(CH3)3 的同分異構(gòu)體中,屬于酯類的物質(zhì)有種;其中,核磁共振氫譜顯示為4組峰,且峰面積比為6∶4∶1∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為.
分析 該分子中有6個碳原子,形成的酯可以是甲酸戊酯,戊醇有8種結(jié)構(gòu),則對應(yīng)的酯有8種;若為乙酸丁酯,丁醇有4種結(jié)構(gòu),則對應(yīng)的酯有4種;若為丙酸丙酯,丙醇有2種結(jié)構(gòu),則對應(yīng)的酯有2種;若為丁酸乙酯,丁酸有2種結(jié)構(gòu),則對應(yīng)的酯有2種;若為戊酸甲酯,戊酸有4種結(jié)構(gòu),則對應(yīng)的酯有4種,共20種結(jié)構(gòu),除去本身1種,還有19種同分異構(gòu)體.其中符合核磁共振氫譜峰面積比為6∶4∶1∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為HCOOCH(CH2CH3)2.
酯是由羧酸和醇通過酯化反應(yīng)形成的,酯的同分異構(gòu)體數(shù)目可以用酸的碳原子數(shù)逐一增加,同時(shí)醇的碳原子數(shù)逐一減少的方法,結(jié)合烴基的數(shù)目進(jìn)行計(jì)算.
2.2 苯環(huán)上不同個數(shù)取代基位置異構(gòu)體的數(shù)目
苯環(huán)上不同個數(shù)取代基位置異構(gòu)體的數(shù)目如表3所示.
限定條件下同分異構(gòu)體的書寫,首先要計(jì)算該化合物的不飽和度,通過不飽和度了解其基本結(jié)構(gòu),再通過題中給出的有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)確定其中的官能團(tuán),同時(shí)還要根據(jù)物質(zhì)的量的關(guān)系確定官能團(tuán)的個數(shù),剩余的部分可以構(gòu)成烴基或苯環(huán),最后根據(jù)碳鏈異構(gòu)或位置異構(gòu)計(jì)算同分異構(gòu)體數(shù)目.