“三步法”书写有机物同分异构体

王艳伟

（河北青县第一中学）

同分异构体书写是高考有机试题中必考的内容，学生由于缺少系统有序的书写思路，而导致最后书写结果不准确，既丢失了分数，又浪费了宝贵的时间，甚至有很多学生对高考《有机化学》选做题望而却步，只能选择《物质结构与性质》.笔者为此推出了“三步法”应对有机物同分异构体书写题.

明确有机物同分异构体的类型：1)碳链异构，采用降碳对称法书写基本的碳骨架异构；2)官能团及含苯环物质取代基的位置异构.等效氢的种类判断和“定一议二”法的应用是解决这类异构问题的关键；3)官能团种类异构.熟练掌握有机物各官能团之间的结构特点和性质特点，互相拆解转化是解决这类异构情况的基本要求.

“三步法”具体思维过程：1)先写分子式，利用“减氢大法”(烷烃每形成1个双键少2个氢，每形成1个三键少4个氢，每形成1个脂环少2个氢，每形成1个苯环少8个氢)确定不饱和度；2)根据不饱和度，题目中的已知条件，碳、氢、氧原子个数初步确定含有哪些基团；3)将这些基团进行拼接.这里的拼接会用到一些“必杀技”：a)“定一议二”法，有时还存在基团“等价转化”思想(将复杂的基团看作卤原子)；b)含苯环有机物的苯环上有3个取代基：—AAA(3种)、—AAB(6种)、—ABC(10种)；c)书写含酯基有机物同分异构体时，酯基两侧的“分家”思想.

例1芳香化合物X与

互为同分异构体，X能发生银镜反应，并且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，符合条件的X的同分异构体有________种.

解析

1)先写分子式C9H8O3，不饱和度为6.

3)基团拼接.拼接规律以苯环取代基数目入手.

c)3个 取 代 基 时，分 别 为—CH3、—COOH、—CHO与苯环拼接，正好用到“必杀技”——苯环与—ABC拼接(10种).

综上可知，符合条件的X的同分异构体有17种.

例2某有机物结构为在其同分异构体中，含有苯环且既能发生银镜反应又能发生水解反应的共有________种.

解析

1)先写分子式C9H10O2，不饱和度为5.

2)确定基团.a)含有苯环(不饱和度为4)；b)既能发生银镜反应又能发生水解反应，总计2个氧原子，必含HCOO—(不饱和度为1)；c)此时基团不饱和度与该物质已经相同，不再含有双键、三键或其他环状结构，再根据碳原子个数，可以分析必含有2个—CH3或1个—C2H5.

3)基团拼接.拼接规律以苯环取代基数目入手.

c)3个 取 代 基 时，分 别 为—CH3、—CH3、—OOCH与苯环拼接，正好用到“必杀技”——苯环与—AAB拼接(6种).

综上可知，该有机物的同分异构体共有14种.

例3的同分异构体中属于酯类，且水解产物不含甲酸、甲醇的有_________种(不考虑立体异构).

解析

1)先写分子式C6H12O2，不饱和度为1.

2)确定基团.a)属于酯类，必含—COO—(不饱和度为1)；b)此时基团不饱和度与该物质已经相同，不再含有双键、三键或其他环状结构，再根据碳氧原子个数，可以分析必含有1个碳原子数为5的烷基.

3)基团拼接.从酯基两侧的“分家”思想入手，又因水解产物不含甲酸、甲醇，所以5个碳原子的分法有3种：a)按1/4分，即左侧1个碳，右侧4个碳.4个碳的丁基有4种，所以此分法有4种；b)按2/3分，即左侧2个碳，右侧3个碳.3个碳的丙基有2种，所以此分法有2种；c)按3/2分，即左侧3个碳，右侧2个碳.3个碳的丙基有2种，所以此分法有2种.

综上可知，符合条件的该有机物的同分异构体共有8种.

例4与有机物X互为同分异构体，其中符合下列条件的X有________种(不考虑立体异构).

①能发生水解反应和银镜反应.

②苯环上有2个取代基，1个是—C2H5.

③除苯环外无其他环状结构.

解析

1)先写分子式C12H14O2，不饱和度为6.

2)确定基团.a)能发生水解反应和银镜反应且只含2个氧原子，必含HCOO—(不饱和度为1)；b)含有苯环(不饱和度为4)；c)基团还差1个不饱和度，结合条件③可知其必含1个碳碳双键，其余部分均为烷基；d)结合条件②，可知X中有3个基团

3)基团拼接.拼接规律用到“必杀技”——“定一议二”法，将复杂的基团“等价转化”为卤原子.将HCOO—看作氯原子，将看作溴原子，去取代上的氢原子，总计8种.这8种情况中，每一种又伴随苯环有2个取代基时的邻、间、对情况，所以总计24种.

笔者旨在利用“三步法”建构同分异构体书写的解题模型，化繁为简，深入浅出，让学生把抽象的问题形象化，培养学生的应变能力.经过课堂教学实践，学生能在较短时间内顺利突破这一教学难点，而且在学习过程中会更加自觉地进行学习和实践.