高考理综36题：含苯环的同分异构现象(DOC 10页).doc

1、 10 / 10芳香化合物同分异构体的书写芳香化合物：分子结构中至少含有一个苯环的各类有机物。所以，在书写任何一种芳香化合物的同分异构体时，都应该首先找出苯环（6个C原子），并把苯环单独做为一个特殊而独立的基团（一价、二价、三价、四价等的基团）。一价苯环：（1种）二价苯环：或或（3种）三价苯环：或或（3种）四价苯环：或或（3种）五价苯环：（1种）。注意：二、三、四价苯环，可以在一价苯环基础上，采用定一移一、定二移一、定三移一的方法书写出来。一、芳香化合物同分异构体类型：1只有1个苯环时（高考主要考查内容）：一取代：三取代：四取代：把苯环作为1个一价基团（苯环上的侧链只有1个）。二取代：五取代：

2、把苯环作为1个二价基团（苯环上的侧链只有2个）。把苯环作为1个三价基团（苯环上的侧链只有3个）。把苯环作为1个四价基团（苯环上的侧链只有4个）。把苯环作为1个五价基团（苯环上的侧链只有5个）。（1）苯环上（2）侧链上：苯环的侧链上可会产生碳链异构或种类异构或位置异构，有碳碳双键时，还会产生顺反异构。注意：当苯环上出现三个以上的取代基（原子或原子团）时，要注意这些取代基是否相同，因为它们的同分异构体数目是不一样的，而且苯环上不同化学环境的H原子种数也不一样。例如：苯环上有三种不同取代基：先固定两个，再移动第三个。 若由-X、-X 、-X 3个相同取代基取代， 其结构式有3种： 、这三种结构，在苯

3、环上分别2、3、1种不同化学环境的H原子。若由-X、-X 、-Y 3个取代基取代， 其结构式有6种（固定2个X，移动Y）： 、；、；这六种结构，在苯环上分别3、3、2、3、3、2、3种不同化学环境的H原子。若由-X、-Y 、-Z 3个不同的取代基， 其结构式有10种（固定X和Y，移动Z）：X、Y邻位时，变动Z（4种）： X、Y间位时，变动Z（4种）： X、Y对位时，变动Z（2种）：这10种结构，在苯环上分别都是有3种不同化学环境的H原子。【例1】分子式为C8H10苯的同系物在苯环上的一硝基取代物的同分异构体共有 种。【解析】分子式为C8H10属于苯的同系物，则含有1个苯环（6个C），侧链为烷基

4、，剩余的2个C可形成1个-C2H5或2个-CH3，有乙苯和3种二甲苯共4种。、在这4种的基础上，再在苯环上分别引入1个-NO2，则分别有3、2、3、1种，共9种。【总结】此题除苯环的6个C后，侧链只剩余2个C，不存在侧链的同分异构体。所以只老需要写出苯环上的异构体即可。【例2】（2013年全国高考）分子式为C8H9Br含有苯环的结构简式共有 种。（不考虑立体异构）【解析】本题的不同之处是：Br原子也可以作为1个取代基取代苯环上的H；Br原子在-CH2CH3上会产生同分异构体；-CH2Br也可以作为一个取代基。一元取代（2种）：、二元取代（6种）： 、；、三元取代（6种）：； 【总结】正确书写的

5、关键是弄清原有机分子除苯环的6个C原子后，剩余的原子能组合成哪几种不同的取代基。例如本题中的取代基，除CH3、CH2CH3、Br外，还可以组合成CH2Br。【例3】某芳香化合物的分子式为C8H9Cl，其苯环上的一溴取代物只有两种则该化合物结构简式有A2种 B3种 C4种 D5种【解析】苯环上的一溴取代物只有两种，说明苯环上只有2种不同化学环境的H原子。一取代苯有3种不同化学环境的H原子；二取代苯的2个取代基可以是CH2CH3与Cl或CH2Cl与C H3，分别形成邻、间、对三种同分异构体。经分析知，只有、结构中苯环上不同化学环境的H原子才是2种，其余的均有4种H原子；三元取代中的取代基是2个-C

6、H3和Cl，由它们形成的6种同分异构体中，只有、结构中苯环上不同化学环境的H原子才是2种，其余的均有3种H原子。共4种，答案选C。【例4】结构为 的有机物有很多同分异构体，而含有酯基和一取代苯结构的同分异构体有6种，它们的结构简式分别为 。【解析】对于酯、醚、酮、烯、炔等官能团镶在碳链中的有机物同分异构体的书写，可采用“插入法”。方法：第一步，将酯基“COO“取出，写出剩余部分的同分异构体。第二步，在CC间插入 “COO”和“OOC”；在CH间插入“OOC”（酯基C与H相连，形成甲酸酯HCOO）。本题给出的结构，取出COO后，余下的一取代苯的结构只有一种，为 。在 CC间分别插入“COO”和“

7、OOC”，得到的结构简式为： 在CH间插入“OOC”：由于侧链有2种不同化学环境的H原子，故插入2次。在亚甲基“CH2”中的CH键间插入“OOC”，得；在甲基“CH3”中的CH键间插入“OOC”，得。【例5】写出分子式为C8H8O2的酯类芳香化合物的结构简式。【解析】除苯环和酯基“COO“外，余下2个C原子，故取出酯基的结构可能为乙苯和三种二甲苯，按例4的方法分别插入“COO”和“OOC”，共有6种：2.联苯或稠环芳香化合物一元取代用对称轴法找出不同化学环境的H数，即为同分异构体种数；二元以上取代先找出一元取代物，再按“定一动一法”书写。【例6 】菲和蒽互为同分异构体。已知菲的结构简式为 ，菲

8、的一氯取代物有 种；蒽的结构式为 ，它的一氯代物有 种， 二氯代物有 种。【解析】 ，故菲的一氯取代物有 5种。，两条对称轴把蒽分成了成4个相同部分，故蒽一氯代物有3种。蒽的二氯代物的书写步骤如下： 先将第一个Cl放在三个等效H上得到3种一氯蒽： 在此基础上再移动第二个Cl： 所以，蒽的二氯代物共有15种。二、芳香化合物同分异构体书写常见题型1.题目已清楚要求书写苯环上的一元取代或二元取代或三元取代2.只说明了芳香化合物（或含有苯环）的同分异构体的书写（一五取代均有可能）3.给出限定条件的同分异构体的书写4.分子中或苯环上有几种不同化学环境的H原子三、高考链接1.（2019年全国卷I）已知B的

9、结构简式为， 写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式 。(不考虑立体异构，只需写出3个)【解析】B分子不饱和度为2，题目要求写出的B的同分异构体具有六元环结构并能发生银镜反应（含 CHO），它们的不饱和度也是2。因此，六元环中不能含有其他不饱和键，而只能是环己烷。与芳香化合物同分异构体的书写方法相似。B的这些同分异构体分子中共有8个C原子，除去环己烷和CHO，只剩下1个C原子且只能为甲基CH3。所以侧链只能是CH3、CHO和CH2CHO。环己烷的一元取代：环己烷的二元取代：特别要注意：苯环上每个C上只有1个H原子，而环己烷分子中每个C上连接有2个H！因此，当环上的某一个

10、C连有一个取代基后，还可以再连接另一个取代基。所以，环己烷的二元取代物还有一种：2.（2019年全国卷II）已知E的结构简式为 ，E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式_、_。能发生银镜反应；核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为321。【解析】依题意，要求书写的E的同分异构体的结构简式必须：含1个、 2个Cl、1个CHO，分子中共有3种不同化学环境的H原子且比例为321。通过分析E的结构简式知，E的这些同分异构体的苯环侧链除CHO外，还余下的1个C。“H原子比例为321”中的“1”应该是CHO中的H，而“3”只能是CH3中的3个H了，那么剩下的“2”则必

11、然是苯环上还有2个化学环境相同的H原子。由此可知，苯环的侧链应该有4个取代基：2个Cl、1个CHO和1个CH3。4个取代基在苯环上的取代位置有很多，例如：以上的结构，苯环上的2个H都处于不同的位置，是化学环境不同的2种H原子。由于CHO和CH3是2种不同的取代基，处在苯环在间位或对位上都有3类H原子，要保证苯环上2个H原子的化学环境完全相同，首先应考虑将CHO和CH3放在对位上，然后再将2个Cl放在相同位置上，这样才能确保2个H等效，苯环上只有1类H。答案为：3.（2019年全国卷III）已知D的结构简式为，X为D的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式_。含有苯环；有三种不同化学环境的氢

12、，个数比为621；1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。【解析】依题意，2个O原子形成了2个-OH。突破口在于确定是2个酚羟基或醇羟基。若其中有1个或2个醇羟基，则-OH通过连在苯环的侧链C再与苯环相连，那么除苯环中6个C外的另2个C就无法形成2个CH3，当然也就无法满足“621”中的“6”了。由此确定苯环有5个取代基：2个酚羟基、2个CH3和1个I。要保证X中只有3种不同化学环境的H原子，2个酚羟基或2个CH3必须处于相同的位置。只有下列2种满足，故答案为：芳香化合物同分异构体的书写突破口：1. 找出苯环上所有可能的取代基；2. 根据不同环境的H数及其比例，判断取代基在苯环上可能的位置书写方法：1. 等效H法；2. 定一动一法。