专题二 同分异构体
一、有机化合物的同分异构现象
1．同分异构体的类别
同分异构现象 同分异构体 化合物具有相同的分子式，但结构不同，因而产生性质上的差异的现象 具有同分异构现象的化合物互为同分异构体 碳原子连接方式不同而使碳链骨架不同，如 碳链异构 和类 型 官能团位置异构 官能团位置不同CHCH3CH3CH3] 官能团类别异构 顺反异构 2．常见的官能团类别异构
组成通式 CnH2n CnH2n－2 CnH2n-6 CnH2n＋2O CnH2nO 可能的类别及典型实例 烯烃(CH2=CHCH3)、 炔烃(CHCCH2CH3)、二烯烃(CH2CHCHCH2)、苯及其同系物，如： 饱和一元醇(C2H5OH)、饱和一元醚(CH3OCH3) 饱和一元醛(CH3CH2CHO)、饱和一元酮(CH3COCH3)、烯醇 (CH2=CHCH2OH)、 羧酸(CH3CH2COOH)、酯(HCOOCH2CH3)、羟基醛(HOCH2CH2CHO) CnH2nO2 CnH2n－6O CnH2n+1NO2 硝基烷(CH3CH2NO2)、氨基酸(H2NCH2COOH) 1 / 8
官能团种类不同如：CH3CH2OH和 如：2—丁烯有顺、反两种异构体 此外还有Cn(H2O)m多为糖类，如：
C6H12O6：葡萄糖CH2OH(CHOH)4CHO、果糖CH2OH(CHOH)3COCH2OH C12H22O11：蔗糖、麦芽糖。 3．同分异构体的书写方法和步骤 (1)烷烃的异构体书写：碳链异构
书写方法：主链由长到短，(支链)位置由心到边，(多个碳)支链由整到散，位置由集中到分散。
(2)具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、醇、酮等，它们具有碳链异构、官能团位置异构、官能团类别异构。
书写方法：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构→立体异构。
(3)芳香族化合物：二元取代物的取代基在苯环上的相对位置有邻、间、对三种，三元取代的取代基在苯环上的下对位置有：三个取代基相同在苯环上的相对位置有3种(邻、偏、间)；三个取代基有2个相同在苯环上的相对位置有6种；三个取代基均不相同在苯环上的相对位置有10种。
4．判断同分异构体的常见方法： (1)记忆法：
①碳原子数目1~5的烷烃异构体数目：甲烷、乙烷和丙烷均无异构体，丁烷有两种异构体，戊烷有三种异构体。
②碳原子数目1~6的一价烷基：甲基(—CH3) 1种、乙基(—C2H5) 1种、丙基(—C3H7) 2种、丁基(—C4H9) 4种、戊基(—C5H11) 8种、己基(—C6H13) 17种。 ③二价丙基(—C3H6—)：X—C3H6—X有4种，X—C3H6—Y有5种； 二价丁基(—C4H8—)：X—C4H8—X有9种，X—C4H8—Y有12种。 ④一价苯基一种、二价苯基三种(邻、间、对三种)。
(2)基团连接法：将有机物看成由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。
如：丁基有四种，丁醇（看作丁基与羟基连接而成）也有四种，戊醛、戊酸（分别看作丁基跟 醛基、羧基连接而成）也分别有四种。
(3)等同转换法：将有机物分子中的不同原子或基团进行等同转换。
如：乙烷分子中共有6个H原子，若有两个H原子被Cl原子取代所得二氯乙烷只有2种结构，那么四氯乙烷有多少种？假设把四氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟二氯乙烷完全相同，故四氯乙烷也有2种结构。 (4)等效氢法：等效氢指在有机物分子中处于相同位置的氢原子。等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质。其判断方法有：
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①同一碳原子上连接的氢原子等效。
②同一碳原子上连接的—CH3中氢原子等效。如：新戊烷中的四个甲基连接于同一个碳原子上，故新戊烷分子中的12个氢原子等效。
③同一分子中处于镜面对称（或轴对称）位置的氢原子等效。如： 分子中的18个氢原子等效。
④某物质有几种等效氢原子，该物质的一元取代产物就有几种同分异构体。 (5)由烃基种类推断一元衍生物数目
烃基类别 化学式 异构体数目 甲基 CH3— 1 乙基 C2H5— 1 丙基 C3H7— 2 丁基 C4H9— 4 戊基 C5H11— 8 己基 C6H13— 17 第一步牢记甲基~己基几种烃基数目。 第二步将一元衍生物看作是由烃分子中一个氢原子被—OH、—X、—CHO、—COOH取代后得到的，则相应的一元衍生物同分异构体数目与烃基数目相同。如C5H11OH、C4H9CHO的同分异构体数目分别为8种、4种。 (6)轴线移动法
对于多个苯环并在一起的稠环芳香烃，要确定两者是否为同分异构体，可以画一根轴线，再通过平移或翻转来判断是否互为同分异构体。 (7)酯类同分异构体数目确定的技巧分析——碳原子数目分解法
将酯中碳原子数目分解成酸中碳＋醇(酚)中碳，即分解为RCOO—与R—两部分，先分别确定酸与醇的同分异构体数目，然后再利用数字中的排列组合知识确定最后的同分异构体数目。
二、同分异构体的类型举例
1．碳链异构（碳架异构）：碳骨架不同而产生的异构。
例1：找出分子式分别为C4H10、C5H12和C6H14的同分异构体的数目。
2．位置异构：官能团位置不同而产生的异构。
例2：找出分子式分别为－C4H9、－C5H11的同分异构体的数目。
例3：分子式为C6H12属于烯烃的同分异构体数目。
例4：分子式为C6H10属于炔烃的同分异构体数目。
例5：4-苯基丁酸中含有苯环且只有一个侧链的所有羧酸类同分异构体数目。
例6：X的结构简式为 ，分子中无“—O—O—”结构，醛基与苯环直接相连的
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