三步突破有限制條件的同分異構(gòu)體書寫

江蘇 陳仕功

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》對(duì)有機(jī)化學(xué)模塊有這樣一條要求：能基于官能團(tuán)、化學(xué)鍵的特點(diǎn)與反應(yīng)規(guī)律分析和推斷含有典型官能團(tuán)的有機(jī)化合物的性質(zhì)，能根據(jù)有關(guān)信息書寫相應(yīng)的反應(yīng)式。各省市的高考試題都能依據(jù)“課程標(biāo)準(zhǔn)”，考查有機(jī)物分子同分異構(gòu)體的書寫，江蘇試題還在固定的題號(hào)及小題中出現(xiàn)，現(xiàn)將江蘇省近三年對(duì)應(yīng)考查的內(nèi)容摘錄如下：

年份2017年2016年2015年題號(hào)17(3)17(3)17(3)已知物質(zhì)NH2COOCH3OCH3NHCOCH3OCH3CH2OCH2COOH限制條件①含有苯環(huán),且分子中有一個(gè)手性碳原子;②能發(fā)生水解反應(yīng),水解產(chǎn)物之一是α-氨基酸,另一水解產(chǎn)物分子中只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能發(fā)生水解反應(yīng),其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);③分子中只有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫①分子中含有2個(gè)苯環(huán);②分子中含有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫

根據(jù)所考查的內(nèi)容，筆者從解題方法層面上，總結(jié)三個(gè)層級(jí)來(lái)突破同分異構(gòu)體的書寫，以期取得較好效果。

一、宏微結(jié)合，步驟三層級(jí)

[示例1]M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖，它的同分異構(gòu)體有多種， 寫出符合下列條件的一種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__________。

①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

③核磁共振氫譜有4個(gè)峰

層級(jí)1——列參數(shù)，明方向

試題大多考查芳香族化合物，必然含有苯環(huán)取代基，所以先寫出苯環(huán)，固定好位置，則側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式書寫直接決定同分異構(gòu)體書寫的成敗。書寫時(shí)，確立參數(shù)尤為重要，參數(shù)可從不飽和度、碳原子數(shù)、氧原子數(shù)等方面分析。

所以，側(cè)鏈的三個(gè)參數(shù)：不飽和度為1、碳原子數(shù)為5、氧原子數(shù)為3。

層級(jí)2——依限制，建基團(tuán)

層級(jí)3——組物質(zhì)，須驗(yàn)證

[變式訓(xùn)練]B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖，寫出一種符合下列條件B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__________。

①屬于苯的衍生物，苯環(huán)上有兩個(gè)取代基

②分子中有一個(gè)手性碳

③分子中有一個(gè)醛基和一個(gè)羧基

④分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫

【解析】 1.列參數(shù)。側(cè)鏈不飽和度為2、C原子數(shù)為4、O原子數(shù)為3。

3.組物質(zhì)。苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，則兩個(gè)取代基須位于苯環(huán)的對(duì)位。有一個(gè)手性碳，則手性碳須與—CH3或—COOH或—CHO處于對(duì)位，所以有三種結(jié)構(gòu)：

二、證據(jù)推理，策略三維度

高考試題中同分異構(gòu)體的書寫大多帶有限制條件，既降低了難度，又增加了難度。降低難度，體現(xiàn)在降低了同分異構(gòu)體數(shù)目，學(xué)生可以用拼湊法解題；增加難度，要求學(xué)生在限制條件下完成，指向性更明確，在一定框架內(nèi)完成難度又適當(dāng)加大了。從解題策略層面上分析，應(yīng)著力解決好三個(gè)維度的任務(wù)。

維度1——合理搭配氧原子

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

②能發(fā)生水解反應(yīng)，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

③分子中只有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫

維度2——優(yōu)化組合手性碳

人們將連有四個(gè)不同基團(tuán)的碳原子形象地稱為手性碳原子(常以*標(biāo)記手性碳原子)，手性碳原子存在于許多有機(jī)化合物中特別是和生命現(xiàn)象有關(guān)的有機(jī)化合物葡萄糖、果糖等中。

①含有苯環(huán)且分子中有一個(gè)手性碳原子 ②能發(fā)生水解反應(yīng),水解產(chǎn)物之一是α -氨基酸,另一水解產(chǎn)物分子中只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫

維度3——緊扣等效找對(duì)稱

對(duì)于含苯環(huán)的分子而言，如只有1種化學(xué)環(huán)境的氫，所有氫原子具有空間等效性，必須處于苯環(huán)的中心對(duì)稱。如有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫，氫原子應(yīng)分別成苯環(huán)的軸對(duì)稱。如有3～5種不同化學(xué)環(huán)境的氫，氫原子應(yīng)分別成苯環(huán)的中心軸對(duì)稱。由于書寫的同分異構(gòu)體大多含9～10個(gè)碳原子，即使有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫，氫原子也可能成苯環(huán)的中心軸對(duì)稱，所以緊扣等效找對(duì)稱，也是重要維度之一。

對(duì)于[示例3]中的另一水解產(chǎn)物分子中只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫，就要考慮分子的軸對(duì)稱，即水解后 —OH 位于苯環(huán)的對(duì)位。