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微专题6　碎片组装法书写有机物的同分异构体
1.缺氢指数
(1)缺氢指数又称不饱和度(Ω)，是有机物分子不饱和程度的量化标志。有机物分子中与碳原子数相等的烷烃(CnH2n+2)比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1。
(2)Ω的计算
双键Ω=1，环Ω=1，三键Ω=2，苯环Ω=4。
特别提醒　①碳碳双键或碳氧双键的Ω=1。
②Ω的计算适用于C、H或C、H、O组成的有机物，但不适用于空间结构。
2.书写思路
第一步：确定碎片
解读限定条件，从性质联想结构，将有机物拆分成一个个碎片，碎片可以是官能团，也可以是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)。
第二步：组装分子
根据有机物结构特点和思维的有序性组装分子。要特别关注分子是空间结构还是平面结构，有无对称性等。
3.书写方法
(1)根据分子式确定不饱和度(Ω)；
(2)根据题意的限定条件和不饱和度确定分子结构片段和官能团；
(3)分析可能存在的碳骨架异构、官能团位置异构、官能团类型异构；
(4)最后将分子结构片段组合成有机物。
4.典例剖析
分子式为C6H8O4，同时满足下列条件的所有同分异构体有　　　　种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为两组峰，且峰面积之比为3∶1的结构简式为　　　　　　。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色；
②1 mol该同分异构体与足量饱和NaHCO3溶液反应产生88 g气体。
解题思路
第一步：确定官能团和基团，根据限定条件，确定该有机物分子中含有两个“—COOH”、一个“”。
第二步：排布官能团和基团
(1)含有“”的四个碳原子的碳骨架有三种情况：CC—C—C、C—CC—C、。
(2)运用“定一移一”的方法，将两个羧基分别在以上三种碳骨架上排布，图示如下(数字表示另一个“—COOH”可能的位置)、、、，共9种情况；、，共5种情况；、，共4种情况。
第三步：算总数：9种+5种+4种=18种。
第四步：核磁共振氢谱有两组峰，即有两种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为3∶1的结构简式为或。
1.有多种同分异构体，其中属于酯类且含有苯环的同分异构体有 (　　)
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
2.某羧酸的衍生物A的分子式为C6H12O2，已知：A
又知D不与Na2CO3溶液反应，C和E都不能发生银镜反应，则A的结构(不考虑立体异构)可能有(　　)
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
3.［2022·全国甲卷，36(6)］化合物X是C()的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸，写出X的结构简式　　　　　　　。
4.［2024·吉林，19(4)］D()的同分异构体中，与D官能团完全相同，且水解生成丙二酸的有　　　　　　　　种(不考虑立体异构)。
5.写出下列特定有机物的结构简式。
(1)写出同时满足下列条件的的同分异构体的结构简式：　　　　　　。
①分子中含有苯环，且苯环上的一氯代物有两种
②与FeCl3溶液发生显色反应
③能发生银镜反应
(2)写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式：_________。
①苯环上有两个取代基
②分子中有6种处于不同化学环境的氢原子
③既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应
6.［2022·全国乙卷，36(7)］在E()的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为　　种。
a)含有一个苯环和三个甲基；
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；
c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为_____________________________。
7.［2022·海南，18(5)］X是F()的同分异构体，符合下列条件。X可能的结构简式为　　　　(任写一种)。
①含有酯基　②含有苯环　③核磁共振氢谱有两组峰
8.［2022·山东，19(4)］H()的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有　　　　　种。
答案精析
跟踪训练
1.D
2.B　[根据题意可推断A为酯，C为羧酸，D为醇，E为酮；因C、E都不能发生银镜反应，则C不是甲酸，而D分子中应含有，结合A的分子式可知A只可能有和两种结构。]
3.
解析　C()的分子式为C9H8O，其同分异构体X可发生银镜反应，说明含有醛基，又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸，则X的取代基处于苯环的对位，满足条件的X的结构简式为。
4.6
解析　D的同分异构体中，与D的官能团完全相同，说明有酯基的存在，且水解后生成丙二酸，说明主体结构中含有。根据D的分子式，剩余的C原子数为5，剩余H原子数为12，因同分异构体中只含有酯基，则不能将H原子单独连接在某一端的O原子上，因此将5个碳原子拆分。当一侧连接甲基时，另一侧连接—C4H9，共有4种同分异构体；当一侧连接乙基时，另一侧连接—C3H7，共有2种同分异构体，故满足条件的同分异构体有4+2=6种。
5.(1)
(2)
(或)
解析　(1)根据②可知含有酚羟基，根据③可知含有醛基，占去Ω=5，即所有的不饱和度，根据①可知分子对称，采用对位结构，故其结构简式是。
(2)根据③可知含有酚羟基、甲酸酯基，占去Ω=5，即所有的不饱和度，还剩余2个饱和的碳原子，再根据①②可知其结构简式是或。
6.10　、
解析　由E的结构简式知其分子式为C11H12O3，不饱和度为6；E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，结合分子式中O原子的个数，说明含1个羧基；能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有3种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有6种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有1种位置；故符合题意的同分异构体共有3+6+1=10种。
7.(或)
解析　F的分子式为C10H10O4，X是F的同分异构体，X含有苯环和酯基，其核磁共振氢谱有两组峰，说明X只有2种不同化学环境的H原子，则满足条件的X的结构简式为或。
8.6
解析　由H的同分异构体中仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构可知，同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被—NH2取代所得，所得结构分别有1、3、2种，共有6种。

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