“三步法”書寫有機物同分異構體

王艷偉

（河北青縣第一中學）

同分異構體書寫是高考有機試題中必考的內容，學生由于缺少系統有序的書寫思路，而導致最后書寫結果不準確，既丟失了分數，又浪費了寶貴的時間，甚至有很多學生對高考《有機化學》選做題望而卻步，只能選擇《物質結構與性質》.筆者為此推出了“三步法”應對有機物同分異構體書寫題.

明確有機物同分異構體的類型：1)碳鏈異構，采用降碳對稱法書寫基本的碳骨架異構；2)官能團及含苯環物質取代基的位置異構.等效氫的種類判斷和“定一議二”法的應用是解決這類異構問題的關鍵；3)官能團種類異構.熟練掌握有機物各官能團之間的結構特點和性質特點，互相拆解轉化是解決這類異構情況的基本要求.

“三步法”具體思維過程：1)先寫分子式，利用“減氫大法”(烷烴每形成1個雙鍵少2個氫，每形成1個三鍵少4個氫，每形成1個脂環少2個氫，每形成1個苯環少8個氫)確定不飽和度；2)根據不飽和度，題目中的已知條件，碳、氫、氧原子個數初步確定含有哪些基團；3)將這些基團進行拼接.這里的拼接會用到一些“必殺技”：a)“定一議二”法，有時還存在基團“等價轉化”思想(將復雜的基團看作鹵原子)；b)含苯環有機物的苯環上有3個取代基：—AAA(3種)、—AAB(6種)、—ABC(10種)；c)書寫含酯基有機物同分異構體時，酯基兩側的“分家”思想.

例1芳香化合物X與

互為同分異構體，X能發生銀鏡反應，并且能與飽和碳酸氫鈉溶液反應放出CO2，符合條件的X的同分異構體有________種.

解析

1)先寫分子式C9H8O3，不飽和度為6.

3)基團拼接.拼接規律以苯環取代基數目入手.

c)3個 取 代 基 時，分 別 為—CH3、—COOH、—CHO與苯環拼接，正好用到“必殺技”——苯環與—ABC拼接(10種).

綜上可知，符合條件的X的同分異構體有17種.

例2某有機物結構為在其同分異構體中，含有苯環且既能發生銀鏡反應又能發生水解反應的共有________種.

解析

1)先寫分子式C9H10O2，不飽和度為5.

2)確定基團.a)含有苯環(不飽和度為4)；b)既能發生銀鏡反應又能發生水解反應，總計2個氧原子，必含HCOO—(不飽和度為1)；c)此時基團不飽和度與該物質已經相同，不再含有雙鍵、三鍵或其他環狀結構，再根據碳原子個數，可以分析必含有2個—CH3或1個—C2H5.

3)基團拼接.拼接規律以苯環取代基數目入手.

c)3個 取 代 基 時，分 別 為—CH3、—CH3、—OOCH與苯環拼接，正好用到“必殺技”——苯環與—AAB拼接(6種).

綜上可知，該有機物的同分異構體共有14種.

例3的同分異構體中屬于酯類，且水解產物不含甲酸、甲醇的有_________種(不考慮立體異構).

解析

1)先寫分子式C6H12O2，不飽和度為1.

2)確定基團.a)屬于酯類，必含—COO—(不飽和度為1)；b)此時基團不飽和度與該物質已經相同，不再含有雙鍵、三鍵或其他環狀結構，再根據碳氧原子個數，可以分析必含有1個碳原子數為5的烷基.

3)基團拼接.從酯基兩側的“分家”思想入手，又因水解產物不含甲酸、甲醇，所以5個碳原子的分法有3種：a)按1/4分，即左側1個碳，右側4個碳.4個碳的丁基有4種，所以此分法有4種；b)按2/3分，即左側2個碳，右側3個碳.3個碳的丙基有2種，所以此分法有2種；c)按3/2分，即左側3個碳，右側2個碳.3個碳的丙基有2種，所以此分法有2種.

綜上可知，符合條件的該有機物的同分異構體共有8種.

例4與有機物X互為同分異構體，其中符合下列條件的X有________種(不考慮立體異構).

①能發生水解反應和銀鏡反應.

②苯環上有2個取代基，1個是—C2H5.

③除苯環外無其他環狀結構.

解析

1)先寫分子式C12H14O2，不飽和度為6.

2)確定基團.a)能發生水解反應和銀鏡反應且只含2個氧原子，必含HCOO—(不飽和度為1)；b)含有苯環(不飽和度為4)；c)基團還差1個不飽和度，結合條件③可知其必含1個碳碳雙鍵，其余部分均為烷基；d)結合條件②，可知X中有3個基團

3)基團拼接.拼接規律用到“必殺技”——“定一議二”法，將復雜的基團“等價轉化”為鹵原子.將HCOO—看作氯原子，將看作溴原子，去取代上的氫原子，總計8種.這8種情況中，每一種又伴隨苯環有2個取代基時的鄰、間、對情況，所以總計24種.

筆者旨在利用“三步法”建構同分異構體書寫的解題模型，化繁為簡，深入淺出，讓學生把抽象的問題形象化，培養學生的應變能力.經過課堂教學實踐，學生能在較短時間內順利突破這一教學難點，而且在學習過程中會更加自覺地進行學習和實踐.