1、核心素养微专题核心素养微专题 限定条件下的同分异构体的书写与数目判断 1.1.限定条件下的同分异构体的书写流程限定条件下的同分异构体的书写流程 2.2.常见条件与结构关系常见条件与结构关系 3.3.同分异构体数目的判断方法同分异构体数目的判断方法 (1)一取代产物数目的判断 等效氢法:连在同一碳原子上的氢原子等效;连在同一碳原子上的甲基上的氢 原子等效;处于对称位置的氢原子等效。 烷基种数法:烷基有几种,其一取代产物就有几种。如CH3、C2H5各有 1 种, C3H7有 2 种,C4H9有 4 种。 替代法:如二氯苯 C6H4Cl2的同分异构体有 3 种,四氯苯的同分异构体也有 3 种 (将
2、H 替代 Cl)。 (2)二取代或多取代产物数目的判断 定一移一或定二移一法:对于二元取代物同分异构体数目的判断,可固定一个取 代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。 【典例】(2019全国卷)E()的二氯代物有多种同分异构体,请写出其 中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式_、_。 能发生银镜反应;核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为 321。 【思维建模】 【解析】由“能发生银镜反应”知含有醛基CHO;E 的二氯代物一共含有 6 个氢 原子,其同分异构体的核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为 321,一定含有 1 个甲基和 1 个醛基,另外 2 个氢原子对称,则结构简式
3、为、 。 答案: 【延伸探究】写出 E 的含醚键的芳香族的同分异构体。 提示: 1.某有机物 Q 的分子式为 C4H8O2, 若 Q 在稀硫酸催化下加热进行反应能生成两种有机物,则 Q 的结构有_ 种。 若 Q 与 NaHCO3溶液反应有气体生成,则 Q 的结构有_种。 若 Q 可发生银镜反应,则 Q 的结构有_种。 若 Q 有特殊香味且不溶于水,则 Q 的结构有_种。 【解析】当 Q 在稀硫酸催化下加热进行反应能生成两种有机物,说明 Q 是酯类 物质,有 4 种结构,分别为 HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、 CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3;若 Q 与
4、 NaHCO3溶液反应产生气体说明它是羧酸,有 2 种结构:CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH;若 Q 可发生银镜反应,则 Q 分子中含有 甲酸酯基或醛基,若 Q 分子中含有甲酸酯基,则 Q 有 HCOOCH2CH2CH3、 HCOOCH(CH3)2 2 种结构,若 Q 分子中含有醛基,分子式中含有 2 个氧原子,另一个 氧原子可能是羟基或醚键,当另一个氧原子是醚键时,有三种结构: CH3CH2OCH2CHO、CH3OCH2CH2CHO、;当另一个氧原子是羟基时,则 Q 可 视为 C3H7CHO 分子中的C3H7中的一个氢原子被OH 取代所得的产物,C3H7有 2 种结构,即
5、CH2CH2CH3、CH(CH3)2,分别有 3 种和 2 种等效氢原子,则符合题意 的 Q 的结构共有 10 种。若 Q 有特殊香味且不溶于水时,说明 Q 是酯类物质,与 相同,有 4 种结构。 答案:4 2 10 4 2.在 G()的同分异构体中,苯环上的一氯代物只有一种的共有 _种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱显示两组峰的是_ _ (写结构简式)。 【解析】G 的同分异构体中,苯环上的一氯代物只有一种,则有两种情况,一是苯 环上有两个相同的对位取代基,可能为两个CH2OH 或OCH3: 、,共有 2 种同分异构体;二是苯环 上有四个取代基,且是两个OH 和两个CH3,先固定两个OH
6、的位置,有邻、间、 对三种关系,然后再移动两个CH3,共有 6 种结构:、 、 、 ,故符合条件的总共有 8 种同分异构体;核磁共振氢谱显示两组 峰 , 则 苯 环 上 可 能 有2个 对 位 取 代 基 , 且 是 醚 键 , 结 构 简 式 为 。 答案:8 3.(1)抗结肠炎药物有效成分的结构简式为,它的同分异构 体中,符合下列条件的有_种。 遇 FeCl3溶液发生显色反应 分子中甲基与苯环直接相连 苯环上共有三 个取代基 (2)写出符合下列要求的的同分异构体的结构简式: _。 苯环上只有两个取代基 能使溴的 CCl4溶液褪色,且在酸性条件下能发生水解 核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为
7、11222 (3)D 是化合物 B(CH2CHCH2Br)的一种同分异构体,其核磁共振氢谱显示有两种 不同化学环境的氢,且峰面积之比为 41,D 的结构简式为_。 【解析】(1)遇 FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;分子中甲基与苯环直 接相连,苯环上共有三个取代基,则三个取代基分别是硝基、甲基和酚羟基。如果 硝基和甲基处于邻位,有4种结构;如果硝基和甲基处于间位,有4种结构;如果硝 基和甲基处于对位,有 2 种结构,所以符合条件的同分异构体有 10 种。 (2)能使溴 的 CCl4溶液褪色,说明含有碳碳双键,在酸性条件下能发生水解,说明含有酯基, 核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为 11222,苯环上只有两个取代基, 符合上述条件的有机物结构简式为。(3)核磁共振氢谱 显示有两种不同化学环境的氢,且峰面积之比为 41,说明其结构高度对称,则 D 的结构简式为。 答案:(1)10 (2) (3)
