淺析限定條件下有機(jī)物同分異構(gòu)體的判斷及書寫

吳健

有機(jī)物同分異構(gòu)體的書寫及判斷題有效地考查了學(xué)生對同分異構(gòu)概念和異構(gòu)原因的理解以及有機(jī)物結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)的性質(zhì)及相互關(guān)聯(lián)的知識體系，尤其考查了學(xué)生有序、變形轉(zhuǎn)化及空間想象能力，有較好的區(qū)分度。中學(xué)階段主要學(xué)習(xí)了引起同分異構(gòu)的主要原因有碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)位置異構(gòu)、官能團(tuán)種類異構(gòu)、空間立體結(jié)構(gòu)異構(gòu)（手性和順反二種類型）四種，高考中主要

考查帶有限定性條件下的有機(jī)物同分異構(gòu)體的書寫，目前這種考查載體信息新，借助于新藥物、新材料的合成，陌生程度高，靈活性強(qiáng)，給學(xué)生帶來不小的難度。對于空間異構(gòu)，中學(xué)中僅介紹了順反異構(gòu)、手性異構(gòu)等空間異構(gòu)知識，僅有少數(shù)省份只涉及到順反異構(gòu)體的書寫、判斷和應(yīng)用，但都未涉及到手性異構(gòu)在高考中的考查，有可能在以后會涉及。下面舉例說明。

例1 （2016屆南京市、鹽城市一模，節(jié)選）F（4-苯并呋喃乙酸）是合成神經(jīng)保護(hù)劑依那朵林的中間體，某種合成路線如圖1所示：

（3）寫出同時(shí)滿足下列條件的E的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。

Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；

Ⅱ.分子中含有1個(gè)苯環(huán)且有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫.

解題導(dǎo)引 本題中要寫E的限定條件下的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式，已給出E結(jié)構(gòu)簡式并只要寫一種，限定條件只有兩個(gè)，此題相對容易一點(diǎn)，學(xué)生只要結(jié)合所學(xué)知識就可判斷進(jìn)行書寫。E的一種同分異構(gòu)體要滿足：Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有醛基（也有可能是含甲酸酯結(jié)構(gòu)）；Ⅱ.分子中含有1個(gè)苯環(huán)且有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫，若分子中含不同化學(xué)環(huán)境的氫的數(shù)目越少，結(jié)構(gòu)式的空間結(jié)構(gòu)對稱性越高，則可判斷需寫的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式中可以含有3個(gè)-CH2CHO，且處于間位位置，由此可寫出符合題意的結(jié)構(gòu)簡式為：

（4）寫出同時(shí)滿足下列條件的A的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式

Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

Ⅱ.與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)

Ⅲ.分子中含有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫

解題導(dǎo)引 本題中A的結(jié)構(gòu)式在流程圖中已給出，要寫出A的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式符合三個(gè)限定條件，結(jié)合限定條件和官能團(tuán)的性質(zhì)可判斷，由能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明結(jié)構(gòu)中含有醛基或含有甲酸酯結(jié)構(gòu)，由與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)，說明結(jié)構(gòu)中肯定含有酚羥基，由Ⅰ、Ⅱ就可寫出基本結(jié)構(gòu)框架，再由分子中含有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫條件，結(jié)合位置異構(gòu)將-OH和一個(gè)碳原子進(jìn)行移位拼湊書寫，只要符合有限定條件Ⅲ即為符合題意的答案，很容易推出分子結(jié)構(gòu)中含有-OH和-CH2CHO，而且是處于對位，較易的就可寫出該答案。

（1）B的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的共有種（不含立體異構(gòu)）。

a.屬于芳香族化合物

b.能與NaOH溶液反應(yīng)

c.結(jié)構(gòu)中除苯環(huán)外不含其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)

（2）其中核磁共振氫譜顯示只有4組峰，且不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體是（填結(jié)構(gòu)簡式）。

解題導(dǎo)引 （1）該題中給出B的分子式，要求答滿足限定條件的同分異構(gòu)體有幾種，這種題學(xué)生最容易出錯(cuò)，有時(shí)少一個(gè)或多一個(gè)都會出現(xiàn)錯(cuò)誤，要求學(xué)生有序思維能力高。由限定條件屬于芳香族化合物可判斷符合條件的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)，又B中碳原子數(shù)是7個(gè)，故試題的難度降低了好多。由能與NaOH溶液反應(yīng)，分子中含有兩個(gè)氧原子，由此推斷符合條件的可能含有羧基或有酯基或有酚羥基，給題中限定了范圍。由結(jié)構(gòu)中除苯環(huán)外不含其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步限定只含有一個(gè)苯環(huán)，苯環(huán)側(cè)鏈可能是一個(gè)羧基，只有苯甲酸一種；另考查了官能團(tuán)種類異構(gòu)、官能團(tuán)位置異構(gòu)，一是將羧基變成甲酸酯即甲酸苯酚酯，也只有一種；還有可能是將羧基拆成羥基和醛基，在苯環(huán)上有鄰、間、對位三種，即對羥基苯甲醛、鄰羥基苯甲醛、間羥基苯甲醛三種，綜上符合條件B的同分異構(gòu)體中共有5種（題中已排除立體結(jié)構(gòu)異構(gòu)，故不考慮）。

（2）問在（1）問基礎(chǔ)上進(jìn)行篩選，由題中不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的限定條件排除甲酸苯酚酯、鄰羥基苯甲醛、間羥基苯甲醛、對羥基苯甲醛四種，只有苯甲酸一種，結(jié)合苯甲酸的對稱性可判斷有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫，也就是核磁共振氫譜顯示只有4組峰，所以得出答案是苯甲酸，結(jié)構(gòu)簡式為

此類試題帶有限定條件的有機(jī)物同分異構(gòu)體的書寫及判斷經(jīng)常出現(xiàn)在有機(jī)合成題中一部分，解此類題要結(jié)合合成路線圖中信息判斷需要寫的對象的分子式或結(jié)構(gòu)式，再結(jié)合題中限定條件，聯(lián)系所掌握的有機(jī)物的知識進(jìn)行書寫，需要大膽寫出，小心驗(yàn)證，符合題意條件的就是答案。

（收稿日期：2016-08-20）