淺析限定條件下有機物同分異構體的判斷及書寫

吳健

有機物同分異構體的書寫及判斷題有效地考查了學生對同分異構概念和異構原因的理解以及有機物結構和官能團的性質及相互關聯的知識體系，尤其考查了學生有序、變形轉化及空間想象能力，有較好的區分度。中學階段主要學習了引起同分異構的主要原因有碳鏈異構、官能團位置異構、官能團種類異構、空間立體結構異構（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物同分異構體的書寫，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，給學生帶來不小的難度。對于空間異構，中學中僅介紹了順反異構、手性異構等空間異構知識，僅有少數省份只涉及到順反異構體的書寫、判斷和應用，但都未涉及到手性異構在高考中的考查，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，節選）F（4-苯并呋喃乙酸）是合成神經保護劑依那朵林的中間體，某種合成路線如圖1所示：

（3）寫出同時滿足下列條件的E的一種同分異構體的結構簡式。

Ⅰ.能發生銀鏡反應；

Ⅱ.分子中含有1個苯環且有3種不同化學環境的氫.

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

（4）寫出同時滿足下列條件的A的一種同分異構體的結構簡式

Ⅰ.能發生銀鏡反應

Ⅱ.與FeCl3發生顯色反應

Ⅲ.分子中含有5種不同化學環境的氫

解題導引 本題中A的結構式在流程圖中已給出，要寫出A的一種同分異構體的結構簡式符合三個限定條件，結合限定條件和官能團的性質可判斷，由能發生銀鏡反應，說明結構中含有醛基或含有甲酸酯結構，由與FeCl3發生顯色反應，說明結構中肯定含有酚羥基，由Ⅰ、Ⅱ就可寫出基本結構框架，再由分子中含有5種不同化學環境的氫條件，結合位置異構將-OH和一個碳原子進行移位拼湊書寫，只要符合有限定條件Ⅲ即為符合題意的答案，很容易推出分子結構中含有-OH和-CH2CHO，而且是處于對位，較易的就可寫出該答案。

（1）B的同分異構體中能同時滿足下列條件的共有種（不含立體異構）。

a.屬于芳香族化合物

b.能與NaOH溶液反應

c.結構中除苯環外不含其他環狀結構

（2）其中核磁共振氫譜顯示只有4組峰，且不能發生銀鏡反應的同分異構體是（填結構簡式）。

解題導引 （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體有幾種，這種題學生最容易出錯，有時少一個或多一個都會出現錯誤，要求學生有序思維能力高。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體中含有苯環，又B中碳原子數是7個，故試題的難度降低了好多。由能與NaOH溶液反應，分子中含有兩個氧原子，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。由結構中除苯環外不含其他環狀結構，進一步限定只含有一個苯環，苯環側鏈可能是一個羧基，只有苯甲酸一種；另考查了官能團種類異構、官能團位置異構，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的同分異構體中共有5種（題中已排除立體結構異構，故不考慮）。

（2）問在（1）問基礎上進行篩選，由題中不能發生銀鏡反應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，結合苯甲酸的對稱性可判斷有4種不同化學環境的氫，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，結構簡式為

此類試題帶有限定條件的有機物同分異構體的書寫及判斷經常出現在有機合成題中一部分，解此類題要結合合成路線圖中信息判斷需要寫的對象的分子式或結構式，再結合題中限定條件，聯系所掌握的有機物的知識進行書寫，需要大膽寫出，小心驗證，符合題意條件的就是答案。

（收稿日期：2016-08-20）