巧妙利用不飽和度，快速書寫同分異構體

王金棟

摘要：每年的高考試題中的有機化學部分幾乎都有同分異構體的書寫，如何使考生快速全面完整的書寫，本文提供了一種簡單有效容易掌握的方法.

關鍵詞：不飽和度;同分異構體;書寫

每年的高考題中，無論是全國卷還是省市卷，都無一例外的在有機化學試題中出現(xiàn)同分異構體書寫的考點.學生普遍反應耗用時間多、還常常寫不全，是應考的難點.從考生試卷情況來看，60-70%的學生失分率在50%以上.在近幾年的教學中，我嘗試從不飽和度的角度，結合題目的條件來引導學生書寫同分異構體，取得了事半功倍的教學效果.

不飽和度的概念，在人教版《有機化學化學基礎》教材中沒有出現(xiàn)，教學過程中教師可補充介紹.所謂不飽和度是指對飽和烴（烷烴）而言，不飽和程度的具體量度.與同碳原子數(shù)目的烷烴分子相比，每缺少兩，個氫原子為一一個不飽和度，以此類推，氫原子數(shù)越少不飽和度越高.在烴的衍生物中，可用飽和一元醇為參照物，推出其他物質(zhì)的不飽和度.現(xiàn)把中學中常見的有機物歸納見表1.

例1圖1和圖2是A、B兩種物質(zhì)的核磁共振氫譜.已知A、B兩種物質(zhì)都是鏈狀烴類，都含有6個氫原子.請根據(jù)圖1和圖2兩種物質(zhì)的核磁共振氫譜圖，選擇出可能屬于圖1和圖2的兩種物質(zhì)是（）

A.A是C3H6;B是CgH6

B.A是C.H6;B是CgH6

C.A是C3H6;B是C.H6

D.A是CgH6;B是C，H6

解析如下：該題目考查的是符合核磁共振氫譜條件下的物質(zhì)同分異構體的書寫C3H6的結構簡式比較簡單，重點分析后兩種物質(zhì).C4H。與相同碳原子數(shù)的烷烴C.H相比，分子中缺少4個氫原子，不飽和度為2.鏈狀分子中含有兩個碳碳雙鍵或一一個碳碳三鍵，結構簡式可為CH3-C=C-CH，或CH=C一CH2-CH3分別符合圖1和圖2.同理可推知CgH。的不飽和度為4鏈狀分子中可以含4個碳碳雙鍵、-個碳碳三鍵和兩個碳碳雙鍵、或含有兩個碳碳三鍵等情況，因而可寫出CH，-C=C-C=C-CH3或CH3-CH2-C=C-C=CH分別符合圖1和圖2（其他成鍵情況寫出后不符合圖1和圖2，此略）.可確定答案為BD.

例2某苯的衍生物，含有兩個互為對位的取代基，其分子式為CsHo0，其中不溶解于氫氧化鈉溶液的該衍生物的結構式有（）

A.1種B.2種C.3種D.4種

解析如下：因為苯環(huán)的不飽和度為4，該物質(zhì)又含有苯環(huán)，可知該物質(zhì)苯環(huán)外的原子團是飽和的.羥基直接連在苯環(huán)上屬于酚類，溶解于氫氧化鈉溶液不合題意，只能是醇類或醚類.又因為是兩個取代基，只能是一CH，和一OCH3或一CH3和一CH2OH.可確定答案為B.

例3已知丙酮醛的結構簡式為CH3-C-CHO，在其所有的同分異構體中，

（1）能使新制氫氧化銅濁液變澄清的是____;

（2）能發(fā)生水解反應且與銀氨溶液反應發(fā)生銀鏡現(xiàn)象的是____.

（3）不含醛基和羧基的同分異構體還有____種（不考慮立體異構，不考慮一OH與碳碳雙鍵相連的不穩(wěn)定情況），其中核磁共振氫譜中有3組峰，且面積比為2：1：1的_是（寫出其結構簡式）.

解析如下：丙酮醛CHCCHO的不飽和度為2，能使新制氫氧化銅濁液變澄清，則必須含有不飽和度為1的一CO0H，若維持不飽和度為2，還應有不飽和度為1的碳碳雙鍵，所以（1）的答案為CH2=CH一COOH.酯基的不飽和度與羧基相同，只有甲酸生成的酯能發(fā)生銀鏡反應，（2）的答案為CH2=CH-OOCH.若原子鏈接成環(huán)時不飽和度為1，羰基的不飽和度為1，據(jù)此可寫出（3）的答案.

其中最后一種符合有3組峰，且面積比為2：1：1的題目要求.

例4寫出物質(zhì)C6H3-C3H3O2的符合下列條件的同分異構體的結構簡式：

（1）屬于芳香族化合物且分子中沒有其他環(huán)狀結構;

（2）能和碳酸鈉溶液反應放出二氧化碳.

解析如下：如果把苯基（C6Hs一）看成一個氫原子的話，該物質(zhì)的分子式為C3H4O2，不飽和度為2.除含有不飽和度為1的一個羧基外，應還含有不飽和度為1的一個碳碳雙鍵.據(jù)此不難分析得出苯環(huán)外的側(cè)鏈為：一CH=CH-COOH，或CH2=C（COOH）-，或一COOH和CH2=CH-（在苯環(huán)上有鄰、間、對三種情況），共有五種同分異構體（具體結構簡式，此略）.

對于例4，若把條件改為（1）與氯化鐵溶液顯紫色，（2）可與新制氫氧化銅濁液反應生成紅色沉淀的話，則苯環(huán)連接的原子團分別是一OH、一CH0和一CH=CH2，進而推出三者在苯環(huán)上的相對位置不同，共有10種同分異構體

綜上所述，理解不飽和度的概念后，結合題目的所限條件，可以很方便的判斷出分子中碳原子的成鍵方式或原子團.同分異構體的不飽和度是確定的，在書寫過程中，只要保證碳原子和氧原子數(shù)目不變，再補寫出氫原子的數(shù)目，進而迅速的寫出所有同分異構體.

參考文獻：

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