资源简介

(共45张PPT)
专题七　有机化学
限定条件下同分异构体的书写与判断
1.不饱和度及其计算
(1)概念:不饱和度又称缺氢指数,即有机化合物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较,每减少2个氢原子,有机化合物的不饱和度就增加1,用Ω表示。
(2)有机化合物CxHyOz不饱和度的计算公式为Ω=。
(3)在计算不饱和度时,若有机化合物分子中含有卤素原子,则可将卤素原子视为氢原子;若含有氧原子,则不予考虑;若含有氮原子,则在氢原子总数中减去氮原子数。
、
(4)几种常见结构的不饱和度。
官能 团或 结构 C =O (醛、酮、羧 酸、酯) —C≡C—
不饱 和度 1 1 1 2 4
2.四种方法全面剖析同分异构体
(1)取代思想——采用等效氢、对称的方法,适用于一卤代物、一元醇。
如一卤代烃可看作是氯原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H11Cl”为例(箭头为氯原子的取代位置):
(2)变键思想——将有机化合物中某个位置的化学键进行变化得到新的有机化合物,适用于烯烃、炔烃、醛和羧酸。
①烯烃:单键变双键,要求相邻的两个碳原子上至少各有1个氢原子,以“C5H10”为例。
箭头指的是将单键变成双键 新戊烷中间碳原子上无氢原子,不能变成双键
CCC—C—C CCC
②醛:醛基属于端位基,将烃分子中链端的甲基变成醛基,以“C5H10O”为例。
箭头指向是指将链端甲基变成醛基,数甲基个数即可 C—C—C—C—
(3)插键思想——在有机化合物的结构式中的某个化学键的位置插入原子而得到新的有机化合物的结构,适用于醚和酯。醚键可以理解为在C—C单键之间插入氧原子,以“C5H12O”为例。
箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子 CCC—C—C CCC
(4)多官能团同分异构体。
①同种官能团:定—移—法。以“C3H6Cl2”为例。
先找一氯代物,再利用等效氢法,用氯原子取代一氯代物上的氢原子
②不同种官能团:变键优先,取代最后,以“羟基醛(C5H10O2)”为例。
先找戊醛,再用羟基取代氢原子
3.记住含苯环同分异构体的数目
(1)若苯环上连有2个取代基,则有邻、间、对3种结构。
(2)若苯环上连有3个相同的取代基,则有连、均、偏3种结构。
(3)若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基,则有6种结构。
(4)若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基,则有10种结构。
4.限定条件的同分异构体结构的推断分析
常见限定条件 对应的官能团或结构
能与NaHCO3或Na2CO3溶液反应放出气体(CO2) —COOH
能与钠反应产生H2 —OH或—COOH
能与Na2CO3溶液反应 —OH(酚)或—COOH
能与NaOH溶液反应 —OH(酚)或—COOH或—COOR或—X
能发生银镜反应或能 与新制Cu(OH)2反应 含醛基(—CHO)、甲酸酯(HCOOR)
常见限定条件 对应的官能团或结构
能与FeCl3溶液发生显色反应 —OH(酚)
能发生水解反应 —COOR或—CONH—
或—X
既能发生水解反应又能发生银镜反应(或水解产物能发生银镜反应) 甲酸酯(HCOOR)
　5.限定条件的同分异构体的书写例析
结构 同分异构体的要求
(邻甲基苯甲酸) ①属于芳香族化合物;
②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜;
③能与NaOH溶液反应
第一步:确定有机化合物的类别,找出该有机化合物常见的类别异构体(可以结合不饱和度)。 技巧:原有机化合物属于羧酸类,与羟基醛、酯互为官能团异构 结构 同分异构体的要求 第二步:结合官能团异构和已知限定条件确定基团和官能团(核心步骤) 项目 与银氨溶液 与NaOH溶液 备注 注意细节乃做题制胜法宝
羧酸 × √ - 羟基 醛 √ 酚羟基√ 醇羟基与NaOH溶液不反应,但酚羟基可以 酯 甲酸 酯√ √ 一般酯与银氨溶液不反应,但甲酸酯可以 综上所述,符合本题条件的有两大类:
①羟基醛[(酚)—OH,—CHO];②甲酸酯(—OOCH)
第三步:按类别去找,方便快捷不出错。
①若为羟基醛[(酚)—OH,—CHO],则还剩余一个碳原子,分两种情况讨论:
若苯环有两个侧链,此时—CH2—K只能和醛基一起,有邻、间、对3种结构;
若苯环有三个侧链,则为—OH、—CHO、—CH3,苯环连接三个不同的取代基,有10种结构。
②若为甲酸酯(—OOCH),则用—OOCH取代甲苯上的氢原子,有4种结构。
综上,符合条件的同分异构体总共有17种结构
1.芳香族化合物M是B( )的同分异构体,符合下列要求的M有
　　　　种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③苯环上有4个取代基,且核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1∶1∶1。
4
【解析】B为 ,芳香族化合物M是B的同分异构体,且符合下列要求:①能发生银镜反应,②能与FeCl3溶液发生显色反应,③苯环上有4个取代基,且核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1∶1∶1,则M分子中含有2个—OH、2个—CHO,其可能的结构简式为 、 、 、 ,共有4种。
2.C( )的一种同分异构体同时满足:
①可与NaHCO3溶液反应;
②核磁共振氢谱如图;
③含有手性碳原子。
其结构简式为　　　　　　　　　。
CH3CHOHCOOH
【解析】C的分子式为C3H6O3,不饱和度为1,其一种同分异构体同时满足:①可与NaHCO3溶液反应,含有羧基;②根据核磁共振氢谱可知分子中含有4种氢且一种氢的原子数目较大;③含有手性碳原子。则其结构简式为CH3CHOHCOOH。
3.H( )的同分异构体中,同时满足下列条件的有　　　　　　种(不考虑立体异构)。
①能发生水解反应和银镜反应;②苯环上有两个取代基;③含有碳碳双键。
其中,核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1的同分异构体
的结构简式为_____________________________。
18
【解析】①审限定条件,确定官能团:由H的结构简式及条件①可知,分子中含有—OOCH。②根据不饱和度,确定其他官能团:该物质的不饱和度为6,苯环的不饱和度为4,故该物质结构中还含有1个碳碳双键和1个甲酸酯基,其余为1个饱和碳原子。③写出碳链,组装官能团:采用“定一移一法”,先组装好苯环上的两个取代基,再用“取代法”或“插入法”进行组装。
④确定同分异构体的种类或结构简式:符合要求的H的同分异构体共有6×3=18(种)。其中,核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为 、 。
4. 是一种重要的化工原料,其同分异构体中能够发生银镜反应的有　　　种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为　　　　。
5　
【解析】①由限定条件,确定官能团: 的同分异构体能发生银镜反应,说明该物质结构中含有醛基。②根据分子式C4H6O可知,该物质还含有碳碳双键或者三元环,则符合条件的同分异构体有5种,它们分别是CH2=CHCH2CHO、 、 、 和 。其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式是 。
5.(2024·承德三模)在 I(C9H8O3)的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 　　　　 种(不考虑立体异构)。
①含有苯环且苯环上有2个取代基;
②能发生银镜反应且1 mol该化合物与足量的银氨溶液反应生成4 mol Ag。
其中,核磁共振氢谱显示有6组峰且峰面积之比为2∶2∶1∶1∶1∶1的同分异构体的结构简式为___________。
15
【解析】I的分子式为C9H8O3,不饱和度为6,在I的同分异构体中,同时满足下列条件:①含有苯环且苯环上有2个取代基,②能发生银镜反应且1 mol该化合物与足量的银氨溶液反应生成4 mol Ag,说明分子中含有2个醛基或1个醛基、1个甲酸酯基,两个取代基可能为①—OOCH、—CH2CHO;②—CHO、—OCH2CHO;③—CHO、—CH2OOCH;④—OH、—CH(CHO)2;⑤—CHO、—CH(OH)CHO五种组合,每种组合又有邻、间、对三种结构,故符合条件的同分异构体共有5×3=15种。其中核磁共振氢谱显示有6组峰且峰面积之比为2∶2∶1∶1∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
6.(2024·厦门联考)E( )的同分异构体中只有一个环且是苯环的有
　　　　种,其中含有氰基(—C≡N)且核磁共振氢谱中峰面积之比为
2∶2∶2∶1的结构简式是　　 　　。
11　
7.(2024·咸阳一模)C( )有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有　　　　种(不考虑立体异构)。
①与FeCl3溶液发生显色反应;
②苯环上含有2个取代基;
③1 mol该物质与足量的Na反应产生1 mol H2。
其中核磁共振氢谱中峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为
_________________。
15　
8.写出3种同时符合下列条件的化合物C( )的同分异构体的结
构简式_________________________________。
①分子中只含一个环,且为六元环;②1H—NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基( )。
1.(2025·重庆卷) 的同分异构体中,满足下列条件的有　　　　种。
①存在 和2个环外π键;②不含-OH与sp杂化的碳原子。
写出其中核磁共振氢谱峰面积比为3∶2∶2∶2∶1的结构简式:　　　　。
10　
【解析】有机物的分子式为C10H10O2,不饱和度为6,存在 和2个环外π键,说明分子中除了苯环外还存在2个双键结构,不含-OH与sp杂化的碳原子,说明不含有羟基、羧基、碳碳三键,则苯环的支链可以为:
属于醛或酮的有:—CH2—CH2—CO—CHO、
—CH2—CO—CH2—CHO、—CH2—CO—CO—CH3、
—CH2—CH、—CH2—O—CH=CHCHO、 ;
2.(2025·河北卷)写出满足下列条件A( )的芳香族同分异构体的结构简式:　　　　。
①不与FeCl3溶液发生显色反应;
②红外光谱表明分子中不含C=O键;
③核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为1∶1∶3;
④芳香环的一取代物有两种。
3.(2025·河南卷)G( ) 的同分异构体中,含有碳氧双键的还有
　　　　种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为　　　　。
6
4.(2024·安徽卷)D( )的同分异构体中,同时满足下列条件的有
　　　　种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式:　
。
①含有手性碳原子;②含有2个碳碳三键;③不含甲基。
4
5.(2024·全国甲卷节选)白藜芦醇( )的同分异构体中,同时满足下列条件的共有　　　　种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
9
【解析】对于有机物( )的同分异构体,可以发生银镜反应说明含有醛基;含有手性碳原子,说明有饱和碳原子,可以得到其主体结构为 ,
因其含有两个酚羟基和手性碳原子,则满足条件的同分异构体有9种,分别为:
6.(2024·新课标卷节选)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
回答下列问题:
(1)G中手性碳原子是　　　 　(写出序号)。
(2)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为4组峰,
且可以发生已知反应Ⅱ。则H的可能结构是　 　　　。
3和4
、
【解析】(1)手性碳原子指连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子,由G的结构简式知,其中手性碳原子为3号和4号碳原子。
(2)B的结构简式为 ,其同分异构体H能发生已知反应Ⅱ,说明其具有 或—NH2结构;具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示有4组峰,说明结构对称,则其可能的结构简式有 、 。

展开更多......

收起↑