三步突破有限制条件的同分异构体书写

江苏 陈仕功

《普通高中化学课程标准(2017年版)》对有机化学模块有这样一条要求：能基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断含有典型官能团的有机化合物的性质，能根据有关信息书写相应的反应式。各省市的高考试题都能依据“课程标准”，考查有机物分子同分异构体的书写，江苏试题还在固定的题号及小题中出现，现将江苏省近三年对应考查的内容摘录如下：

年份2017年2016年2015年题号17(3)17(3)17(3)已知物质NH2COOCH3OCH3NHCOCH3OCH3CH2OCH2COOH限制条件①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢①能发生银镜反应;②能发生水解反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;③分子中只有4种不同化学环境的氢①分子中含有2个苯环;②分子中含有3种不同化学环境的氢

根据所考查的内容，笔者从解题方法层面上，总结三个层级来突破同分异构体的书写，以期取得较好效果。

一、宏微结合，步骤三层级

[示例1]M的结构简式如图，它的同分异构体有多种， 写出符合下列条件的一种同分异构体结构简式：__________。

①能与FeCl3溶液发生显色反应

②能发生银镜反应

③核磁共振氢谱有4个峰

层级1——列参数，明方向

试题大多考查芳香族化合物，必然含有苯环取代基，所以先写出苯环，固定好位置，则侧链的结构简式书写直接决定同分异构体书写的成败。书写时，确立参数尤为重要，参数可从不饱和度、碳原子数、氧原子数等方面分析。

所以，侧链的三个参数：不饱和度为1、碳原子数为5、氧原子数为3。

层级2——依限制，建基团

层级3——组物质，须验证

[变式训练]B的结构简式如图，写出一种符合下列条件B的同分异构体的结构简式：__________。

①属于苯的衍生物，苯环上有两个取代基

②分子中有一个手性碳

③分子中有一个醛基和一个羧基

④分子中有6种不同化学环境的氢

【解析】 1.列参数。侧链不饱和度为2、C原子数为4、O原子数为3。

3.组物质。苯环上有两个取代基，则两个取代基须位于苯环的对位。有一个手性碳，则手性碳须与—CH3或—COOH或—CHO处于对位，所以有三种结构：

二、证据推理，策略三维度

高考试题中同分异构体的书写大多带有限制条件，既降低了难度，又增加了难度。降低难度，体现在降低了同分异构体数目，学生可以用拼凑法解题；增加难度，要求学生在限制条件下完成，指向性更明确，在一定框架内完成难度又适当加大了。从解题策略层面上分析，应着力解决好三个维度的任务。

维度1——合理搭配氧原子

①能发生银镜反应

②能发生水解反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应

③分子中只有4种不同化学环境的氢

维度2——优化组合手性碳

人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子(常以*标记手性碳原子)，手性碳原子存在于许多有机化合物中特别是和生命现象有关的有机化合物葡萄糖、果糖等中。

①含有苯环且分子中有一个手性碳原子 ②能发生水解反应,水解产物之一是α -氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢

维度3——紧扣等效找对称

对于含苯环的分子而言，如只有1种化学环境的氢，所有氢原子具有空间等效性，必须处于苯环的中心对称。如有2种不同化学环境的氢，氢原子应分别成苯环的轴对称。如有3～5种不同化学环境的氢，氢原子应分别成苯环的中心轴对称。由于书写的同分异构体大多含9～10个碳原子，即使有6种不同化学环境的氢，氢原子也可能成苯环的中心轴对称，所以紧扣等效找对称，也是重要维度之一。

对于[示例3]中的另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢，就要考虑分子的轴对称，即水解后 —OH 位于苯环的对位。