有機物同分異構體考點探析

山東 李 波

同分異構現象廣泛存在于有機物中，同分異構體的知識也貫穿于中學有機化學的始終。因此，分析、判斷同分異構體也就成為有機化學的一大特點。作為考查考生空間想象能力和結構簡式書寫能力的重要手段，也是高考熱點之一，有機物同分異構體歷年被高考命題者所青睞。從近幾年全國卷理科綜合試題看出，對有機化學基礎知識的考查頻率有上升的趨勢，考查的重點集中在有機物同分異構體數目的判斷、有機物的結構和性質等方面，考查考生對所學有機化學基礎知識的掌握程度以及對已有知識的運用能力。

下面舉例歸納分析有機物同分異構體的高考常見考點。

一、同分異構體的判斷

依據“同分異構體”的概念作出判斷。

( )

A.與環戊烯互為同分異構體

B.二氯代物超過兩種

C.所有碳原子均處同一平面

D.生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2

【答案】C

【例2】(2003·廣東卷·15)人們使用四百萬只象鼻蟲和它們的215磅糞物，歷經30多年時間弄清了棉子象鼻蟲的四種信息素的組成，它們的結構可表示如下(括號內表示④的結構簡式)

④

以上四種信息素中互為同分異構體的是

( )

A.①和② B.①和③ C.③和④ D.②和④

【答案】C

【解析】①和②的不飽和度均為3，但①比②多一個碳原子，所以①和②不可能互為同分異構體；③和④的不飽和度均為2，結合選項采用排除法可選出正確選項C。

【點評】“同分異構體”的判斷，一是判斷分子式相同的分子，各原子間的化學鍵是否相同；二是判斷原子的排列是否相同，即判斷是否有著不同的“結構式”。

二、簡單同分異構體的書寫

對一些簡單有機物，書寫同分異構體要注意思維有序性，避免寫重或少寫。

【例3】鹵代烴在生產生活中具有廣泛的應用，三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一種麻醉劑，寫出其所有同分異構體的結構簡式：________。(不考慮立體異構)

【點評】正確解答同分異構體問題的前提和關鍵是掌握書寫同分異構體的方法。書寫時，一是注意避免重復，即空間立體結構對稱性，對于碳鏈異構和官能團的位置異構，都重在找出分子結構中的對稱要素，避免書寫重復；二是注意思維要有序，一般按下列步驟有序寫出：①根據分子式先確定可能的官能團異構有幾類；②在每一類異構中先確定不同的碳鏈異構，應先考慮形成直鏈，后考慮形成支鏈；③在每一條碳鏈上考慮官能團的位置異構有幾種。

三、有條件限制的同分異構體的書寫

有限定條件的同分異構體的書寫是近幾年考試的熱點。如遇到三氯化鐵溶液顯色必含有酚羥基，能與碳酸氫鈉溶液反應放出二氧化碳氣體的物質可能有羧基，能發生銀鏡反應的物質必含有醛基，能發生堿性水解的物質必含有酯基，能使溴水褪色的物質可能含有的官能團有碳碳雙鍵、碳碳三鍵等。

【例4】(2018·全國卷Ⅲ·36，節選)近來有報道，碘代化合物E與化合物H在Cr-Ni催化下可以發生偶聯反應，合成一種多官能團的化合物Y，其合成路線如下：

已知：

X與D互為同分異構體，且具有完全相同官能團。X的核磁共振氫譜顯示三種不同化學環境的氫，其峰面積之比為3∶3∶2。寫出3種符合上述條件的X的結構簡式：__________________________________。

【例5】(2017·全國卷Ⅱ·36，節選)化合物G是治療高血壓的藥物“比索渃爾”的中間體，一種合成G的路線如下：

已知以下信息：

①A的核磁共振氫譜為單峰；B的核磁共振氫譜為三組峰，峰面積比為6∶1∶1。

②D的苯環上僅有兩種不同化學環境的氫；1 mol D可與1 mol NaOH或2 mol Na反應。

回答下列問題：

L是D的同分異構體，可與FeCl3溶液發生顯色反應，1 mol的L可與2 mol的Na2CO3反應，L共有________種；其中核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為3∶2∶2∶1的結構簡式為________、________。

【點評】有一定限制條件的同分異構體的書寫在近幾年高考命題中進一步強化考查。例如，給出結構基團，限制必須含有或不含有某基團等。解答此類題的一般思路是“三確定”，即確定類別——根據限制條件的范圍，確定有機物的類別(即官能團異構)；確定結構——確定有機物可能含有的幾種碳鏈結構(即碳鏈異構)；確定位置——確定有機物中官能團的具體位置(即位置異構)。

四、同分異構體數目的判斷

一般來說，已知分子式確定同分異構體的數目，只需寫出碳骨架，而不必把相連的氫原子全部寫出；已知結構簡式確定同分異構體數目，則可用箭頭或用阿拉伯數字表示，而不必將其結構簡式一一寫出。要判斷兩種結構簡式是否互為同分異構體，首先要看分子式是否相等，然后看結構是否不同。

【例6】(2016·全國卷Ⅱ·10)分子式為C4H8Cl2的有機物共有(不含立體異構)

( )

A.7種 B.8種 C.9種 D.10種

【答案】C

【解析】根據同分異構體的書寫方法，一共有9種，分別為1，2-二氯丁烷；1，3-二氯丁烷；1，4-二氯丁烷；1，1-二氯丁烷；2，2-二氯丁烷；2，3-二氯丁烷；1，1-二氯-2-甲基丙烷；1，2-二氯-2-甲基丙烷；1，3-二氯-2-甲基丙烷。

【點評】本題重點考查了同分異構體數目的判斷。判斷取代產物同分異構體的數目，其主要的分析方法是①分析有機物的結構特點，確定不同位置的氫原子種數，再確定取代產物同分異構體數目；②依據烴基的同分異構體數目進行判斷。

總之，同分異構體是近年高考化學命題的重要熱點內容，也是考查考生能否靈活書寫有機物的化學式和結構簡式的重要載體之一。平時學習過程中，要領會其中的本質，把握其中的規律，掌握該類試題的解題方法和技巧。