同分異構體的書寫技巧

青海省西寧市第二中學 馬如元

同分異構現象既存在于有機物與有機物、有機物與無機物之間，也存在于無機物與無機物之間。高考中的同分異構體的書寫主要是有機物與有機物之間，是高考的熱點，也是難點。突破同分異構體的書寫應掌握以下幾個方面。

一、同分異構體的異構方式

第一，碳鏈異構：由于碳骨架不同產生的異構現象。

第二，官能團位置異構：由于官能團在碳鏈中的位置不同產生的異構。

第三，官能團異構：由于官能團不同而引起的異構。互為官能團異構的有機物具有相同的分子式和通式。

第四，順反異構：當有機物分子中含有碳碳雙鍵，且每個雙鍵碳原子所連的兩個原子或基團不同時，由于碳碳雙鍵不能轉動，這就存在順反異構現象。

第五，鏡像異構：當有機物分子中存在連接著個不同的原子或原子團的碳原子時，就存在對映異構，也叫鏡像異構。

二、等效氫

有機物分子中化學環境相同的原子稱為等效原子。

等效氫：一是與同一個C原子相連的氫原子等效；二是與等效C原子相連的氫原子等效。一般情況下烴分子中等效氫的種類與一元取代物或烴基的數目相等。

三、同分異構體的書寫

第一，降碳對稱法——適用于碳鏈異構。

如C7H16的同分異構體的寫法：

C7：C — C — C — C — C — C — C

C 6：＊C —＊C —＊C — C — C — C三種等效氫

取一個C作甲基，用于取代等效氫，可得三種結構，但取代端位氫時為主鏈，故只有兩種異構體。

C5：＊C1—＊C2—＊C3— C4— C5三種等效氫

取下的兩個C先視作乙基用于取代等效氫，可得三種結構；但取代端位和2號位氫時為主鏈，故只有一種異構體；取下的兩個C視作兩個甲基時，運用“定一移一”的原則，將其中一個甲基定位，有三次機會（三種等效氫），但端位不能定位（主鏈），故只能在2、3兩個位置定位。定位2號位時，移動另一個甲基，可得2—2、2—3、2—4三種結構；定位三號位，移動另一個甲基得到3—3一種結構，3—4等同于2—3。既凡已定位過的位置，不能在移動時再掛取代基。

C4：＊C1—＊C2— C3— C4兩種等效氫

取下三個碳視作丙基，取代時均為主鏈，結構同上；視為一個乙基和一個甲基時，主鏈仍同于C6或C5；

取下三個碳作為三個甲基時，可用“定多余一”的原則，兩個甲基可按2—2、或2—3定位均只得同一種結構。（CH3）3CCH（CH3）2

C 3：＊C —＊C — C兩種等效氫

取下四個碳，無論視作丁基、丙基和甲基、兩個乙基還是四個甲基，均無法寫出同分異構體。所以，C7H16共有9種同分異構體。

第二，取代法——適用于鹵代烴、醇、醛、羧酸及酯。

先寫出除官能團或特定原子團以外的碳鏈異構，再用官能團或特定原子團取代碳鏈上的等效氫。如分子式為C5H12O的醇。

用—OH分別取代＊處的H原子既可，共8種。鹵代烴時同理。

分子式為C5H10O的醛，

用—CHO分別取代＊處的等效氫，共四種結構。分子式為C5H10O2的羧酸的同分異構體的寫法相同。

分子式為C6H12O2的酯：用酸或醇的碳數漸減或漸增的方法書寫

甲酸戊酯：HCOO—C5H11

HCOO—作為特定原子團，戊烷共有8種等效氫，故戊基（—C5H11）共有8種，則甲酸戊酯共有8種；

＊CH3—＊CH2—＊CH2—CH2—CH3

（＊CH3）2＊CH—＊CH2—＊CH3＊C（CH3）3

乙酸丁酯：CH3COOC4H9

CH3COO—作為特定原子團，丁烷共有4種等效氫，故丁基（—C4H9）共有4種，則乙酸丁酯共有4種；

＊C H3—＊C H2—C H2—C H3（＊CH3）2＊CH—CH3

丙酸丙酯：CH3CH2COO—C3H7

CH3CH2COO—作為特定原子團，乙基只有一種；丙烷有2種等效氫，故丙基（—C3H7）有2種結構。

＊CH3—＊CH2—CH3

丁酸乙酯：C3H7—COOCH2CH3

因乙基—CH2CH3只有一種結構，故—COOCH2CH3作為特定原子團，丙基有2種，則丁酸乙酯共有2種結構。

戊酸甲酯：C4H9COOCH3—COOCH3作為特定原子團，丁基（—C4H9）共有4種，則戊酸甲酯共有4種結構。

所以，分子式為C6H12O2的酯共有20種結構，既同分異構體的數目共有20種。

小結：分子結構為CnH2n+1COOCmH2m+1的酯，同分異構體的數目=—CnH2n+1的數目×—CmH2m+1

第三，插入法——適用于烯烴、炔烴、醚、酮、酯等官能團處于碳鏈中間的物質類別。

先寫出碳鏈異構的骨架，再將碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、醚鍵、羰基或酯基，在遵循碳原子的價鍵結構的條件下插入碳鏈中不同的等效碳碳鍵之間，既同分異構體的數目等于等效碳碳鍵的數目。