資源簡介

(共50張PPT)
第68講
限定條件下同分異構體的判斷與書寫
掌握限定條件下分析有機物同分異構體的一般方法和思路。
復
習
目
標
1.常見的限制條件總結
(1)以官能團特征反應為限制條件
反應現象或性質 思考方向(有機物中可能含有的官能團)
溴的四氯化碳溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵
酸性高錳酸鉀溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、苯的同系物等
遇氯化鐵溶液顯色、濃溴水產生白色沉淀 酚羥基
生成銀鏡或磚紅色沉淀 醛基或甲酸酯基或甲酸
反應現象或性質 思考方向(有機物中可能含有的官能團)
與鈉反應產生H2 羥基或羧基
遇碳酸氫鈉產生CO2 羧基
既能發生銀鏡反應又能在NaOH溶液中水解 甲酸酯基
能發生催化氧化，產物能發生銀鏡反應 伯醇(—CH2OH)
(2)以核磁共振氫譜為限制條件
確定氫原子的種類及數目，從而推知有機物分子中有幾種不同類型的氫原子以及它們的數目。
①有幾組峰就有幾種不同化學環境的氫原子。
②根據其峰值比例可判斷有機物中不同化學環境氫原子的最簡比例關系。
③若有機物分子中氫原子個數較多但吸收峰的種類較少，則該分子對稱性高或相同的基團較多。
2.隱含的限制條件——有機物分子的不飽和度(Ω)
(1)根據有機物分子式計算不飽和度(Ω)
特別提醒：有機物分子中鹵素原子(—X)以及—NO2、—NH2等都視為H原子。
(2)
3.限定條件下同分異構體的書寫步驟
第一步：依據限定條件，推測“碎片”(原子、基團)的結構；
第二步：摘除“碎片”，構建碳骨架；
第三步：按照思維的有序性組裝“碎片”，完成書寫。
示例　F(HOCH2—C≡C—CH2OH)的同分異構體中能同時滿足下列條件的共有____種(包含順反異構)。
①鏈狀化合物；
②能發生銀鏡反應；
③氧原子不與碳碳雙鍵直接相連。
其中，核磁共振氫譜顯示為2組峰，且峰面積之比為2∶1的是______________________
(填結構簡式)。
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OHC—CH2—CH2—CHO
分析
1.已知阿魏酸的結構簡式為　　　　 　　　　　　　　，則同時符合下列條件的阿魏酸的同分異構體的數目為
①苯環上有兩個取代基，且苯環上的一溴代物只有2種；
②能發生銀鏡反應；
③與碳酸氫鈉溶液反應可生成使澄清石灰水變渾濁的氣體；
④遇FeCl3溶液發生顯色反應
A.2 　　　B.3 　　　 C.4 　　　D.5
√
根據條件①，兩個取代基處于對位；根據條件③，含有羧基；根據條件④，含有酚羥基，結合阿魏酸的分子式及條件②，含有醛基，故其同分異構體的可能結構為　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　 　、　　　　 。
2.M是D(　　　　　)的一種芳香族同分異構體，滿足下列條件的M有_____種(不包
含D物質)。[已知苯胺和甲基吡啶(　　　　)互為同分異構體，并且均具有芳香性]
①分子結構中含一個六元環，且環上有兩個取代基；
②氯原子和碳原子相連。
其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為1∶1∶1的物質的結構簡式為
__________________。
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M是D的一種芳香族同分異構體，滿足：①分子結構中含一個六元環，且環上有
兩個取代基，則六元環可以是　 　或　　；②氯原子和碳原子相連；若六元環
為　　　 ，則取代基為—Cl和—NH2，有鄰、間、對三種，間位即為D，所以
滿足條件的有2種；若六元環為　　，則取代基為—Cl和—CH3，采用“定一移
一”的方法討論：　　　 、　　 、　　(數字表示甲基可能的位置)，共有4＋
4＋2＝10種；綜上所述符合條件的同分異構體有10＋2＝12種。
3.(1)抗結腸炎藥物的有效成分的結構簡式為　　　　　　　　，它的同分異構體中，符合下列條件的有_____種。
①遇FeCl3溶液發生顯色反應　②分子中甲基與苯環直接相連　③苯環上共有三個取代基
10
遇FeCl3溶液發生顯色反應，說明含有酚羥基；分子中甲基與苯環直接相連，苯環上共有三個取代基，則三個取代基分別是硝基、甲基和酚羥基。如果硝基和甲基處于鄰位，有4種結構；如果硝基和甲基處于間位，有4種結構；如果硝基和甲基處于對位，有2種結構，所以符合條件的同分異構體有10種。
(2)寫出符合下列要求的　 　　　　　　　　的同分異構體的結構簡式：
_____________________________。
①苯環上只有兩個取代基　②能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性條件下能發生水解　③核磁共振氫譜顯示吸收峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2
能使溴的CCl4溶液褪色，說明含有碳碳雙鍵，在酸性條件下能發生水解，說明含有酯基，核磁共振氫譜顯示吸收峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2，苯環上只有兩個取代基，符合上述條件的有機物的結構簡式為　　　　　　　　　　　　。
(3)D是化合物B(CH2==CHCH2Br)的一種同分異構體，其核磁共振氫譜顯示有兩種不
同化學環境的氫，且峰面積之比為4∶1，D的結構簡式為______。
練真題 明考向
1.[2023·新課標卷，30(7)]在B(　　　　)的同分異構體中，同時滿足下列條件的共有
______種(不考慮立體異構)，
①含有手性碳；②含有三個甲基；③含有苯環。
其中，核磁共振氫譜顯示為6組峰，且峰面積比為3∶3∶3∶2∶2∶1的同分異構體的
結構簡式為_____________。
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連有4個不同原子或原子團的碳原子稱為手性碳原子。在B的同分異構體中，同
時含有手性碳、3個甲基和苯環的同分異構體有9種，分別為　　　 、　　　、
　　　、　　　、　　　、　　　、　　　、　　　 、 　　　。
2.[2022·湖南，19(5)]　　　　是一種重要的化工原料，其同分異構體中能夠發生銀
鏡反應的有______種(考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為
4∶1∶1的結構簡式為__________。
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　　　　的同分異構體能發生銀鏡反應，說明該物質含有醛基，根據分子式
C4H6O可得知，該物質還含有碳碳雙鍵或者三元環，還要分析順反異構，則符合條件的同分異構體有5種，它們分別是CH2==CHCH2CHO、 　　　　　　、　　　　
　　　　　　　(與前者互為順反異構體)、　 　和　 。
3.[2022·遼寧，19(6)]化合物I(C10H14O)的同分異構體滿足以下條件的有______種(不考慮立體異構)；
ⅰ.含苯環且苯環上只有一個取代基
ⅱ.紅外光譜無醚鍵吸收峰
其中，苯環側鏈上有3種不同化學環境的氫原子，且個數比為6∶2∶1的結構簡式為
__________________________(任寫一種)。
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(或 　　　　)
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化合物I的分子式為C10H14O，計算可得其不飽和度為4，根據題目所給信息，化合物I的同分異構體分子中含有苯環(已占據4個不飽和度)，則其余C原子均為飽和碳原子(單鍵連接其他原子)；又由紅外光譜無醚鍵吸收峰，可得苯環上的取代基中含1個羥基；再由分子中苯環上只含有1個取代基，可知該有機物的碳鏈結構有如下四種：　　　　 、　　　　、　　　　、　　　 (1、2、3、4均表示羥基的連接位置)，所以滿足條件的化合物I的同分異構體共有12種；其中，苯環側鏈上有3種不同化學環境的氫原子，且個數比為6∶2∶1的同分異構體應含有
兩個等效的甲基，則其結構簡式為 　　　　或　 　　　。
4.[2020·全國卷Ⅱ，36(6)]化合物　　　　的同分異構體中能同時滿足以下三個條件
的有____個(不考慮立體異構體，填標號)。
(ⅰ)含有兩個甲基；
(ⅱ)含有酮羰基(但不含C==C==O)；
(ⅲ)不含有環狀結構。
a.4 　　　b.6　　　 c.8 　　　d.10
其中，含有手性碳(注：連有四個不同的原子或基團的碳)的化合物的結構簡式為
___________。
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c
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4
　　　有2個不飽和度，同分異構體中含酮羰基但不含環狀結構，則分子中含一
個碳碳雙鍵、一個酮羰基，外加2個甲基，符合條件的有8種，如下：CH3CH==CHCOCH2CH3、CH3CH==CHCH2COCH3、CH3CH2CH==CHCOCH3、CH2==CHCH(CH3)COCH3、CH2==C(C2H5)COCH3、CH2==C(CH3)COCH2CH3、CH2==C(CH3)CH2COCH3、CH2==CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的為
CH2==CHCH(CH3)COCH3(　　　　)。
課時精練
1.B(　　　　　　)有多種同分異構體，同時滿足下列條件的同分異構體共有_____種
(不考慮立體異構)。
a.分子結構中含有—CF3
b.能與NaHCO3溶液發生反應產生氣體
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B的分子式為C5H5O2F3，B有多種同分異構體，同時滿足下列條件a.分子結構中含有—CF3，b.能與NaHCO3溶液發生反應產生氣體，說明含有羧基，因此相當于是丙烯或環丙烷分子中的2個氫原子被羧基和—CF3取代，依據定一移一的方法可判斷，如果是丙烯中的2個氫原子被取代，有8種，如果是環丙烷分子中的2個氫原子被取代，有2種，共計有10種。
2.(2023·山東省青島第二中學模擬)寫出同時符合下列條件的C( 　　　　　　)的同
分異構體的結構簡式：__________________________________________。
①屬于芳香族化合物
②核磁共振氫譜有4組峰，峰面積之比為6∶3∶2∶1
③遇FeCl3溶液無顏色變化，不能與單質鈉反應產生氫氣
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、
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①屬于芳香族化合物，分子中含有苯環；
②核磁共振氫譜有4組峰，峰面積之比為6∶3∶2∶1，說明分子中含有4種不同化學環境的氫原子；
③遇FeCl3溶液無顏色變化，不能與單質鈉反應產生氫氣，則不含有酚羥基、醇
羥基，應含有醚鍵。符合條件的C的同分異構體的結構簡式為　 　　　　、
　　　　　　 。
3.I(　　　　　　　　　　　　　　　)存在順反異構，其反式結構的結構簡式為
_____________________；M為F( 　　　　　　　)的同分異構體，滿足下列條件的
M的結構有_____種(不考慮立體異構)。
①苯環上連有4個取代基
②1 mol M最多能與3 mol NaOH發生反應
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M為F的同分異構體，1 mol M最多能與3 mol NaOH發生反應，說明M中含有三個酚羥基，同時苯環上連有4個取代基，則另一個取代基為—CH2CH2CH3或　　　　　，苯環上有4個取代基，其中3個取代基相同的同分異構體有6種，
故滿足條件的M的結構有6×2＝12種。
4.I是E(　　　　　　　　)的同系物，其相對分子質量比E少70，滿足下列條件的I的同分異構體(不考慮立體異構)共有_____種。
①能使Br2的CCl4溶液褪色
②既能發生水解反應又能發生銀鏡反應
其中核磁共振氫譜為1∶1∶6的結構簡式為____________________________。
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I是E(　　　　　　　　)的同系物，其相對分子質量比E少70(5個CH2原子團)，則I的分子式為C5H8O2，不飽和度為2。I的同分異構體滿足限定條件：①能使Br2的CCl4溶液褪色，②既能發生水解反應又能發生銀鏡反應。由此可知含碳碳雙鍵和甲酸酯基，所以I的同分異構體(不考慮立體異構)共有8種，其中核磁共振氫
譜為1∶1∶6的結構簡式為　　　　　　　　　　　。
5.H是F(　　　　　　　　　　　　)的同分異構體，滿足下列條件的H共有_____種
(不考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜有5組峰的結構簡式是____________________
_____________________________________________________(寫出一種即可)。
①含有飽和六元碳環；
②能發生水解反應；
③能發生銀鏡反應。
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(或 　　　　　 　或　　　　　 　　)
滿足條件：①含有飽和六元碳環；
②能發生水解反應，說明含有酯基；
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③能發生銀鏡反應，說明含有醛基，則符合條件的是 　　 、　　　　　、
　　　　　　　　、　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　，共有6種。
6.C(　　　)有多種同分異構體，其中能滿足下列條件的芳香族化合物的結構簡式為
________________、______________________。
①能發生銀鏡反應，也能發生水解反應，且水解后的產物之一能與FeCl3溶液發生顯色反應；
②核磁共振氫譜有四組峰；峰面積比為1∶1∶2∶6。
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C的同分異構體屬于芳香族化合物，說明含有苯環，能發生銀鏡反應，也能發生水解反應，分子式中有兩個O原子，說明是甲酸酯，水解產物之一能與FeCl3溶液
發生顯色反應，說明是甲酸酚酯，即含有結構　　　　　，結合核磁共振氫譜有
四組峰，且峰面積之比為1∶1∶2∶6可知，結構中還有兩個甲基，且兩個甲基的
位置對稱，所以滿足條件的結構簡式為　　　　　　　、　　　　　　　。
7.有機物H是C(　　　　)的同分異構體，符合下列條件的H有_____種。
①分子中除苯環外不含其他環狀結構；
②僅含有一種官能團，能與新制Cu(OH)2反應，生成磚紅色沉淀；
③苯環上有3個取代基。
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C的分子式為C10H10O2，H滿足下列條件：①分子中除苯環外不含其他環狀結構；
②僅含有一種官能團，能與新制Cu(OH)2反應，生成磚紅色沉淀，說明含有兩個—CHO；
③苯環上有3個取代基，可以是—CHO、—CHO、—CH2CH3，此時有6種結構；也可以是—CHO、—CH2CHO、—CH3，此時有10種結構，所以符合條件的H有16種。
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8.寫出4種同時符合下列條件的化合物F(　　　　　)的同分異構體的結構簡式(不包
括立體異構)：_________________________________________。
①分子中有—NH2、　　　　　、六元碳環；
②無次甲基　　　；
③分子有6種不同化學環境的氫原子。
　　　、　　　　、　　　　、　　　　
①根據羧基和酯基互為官能團異構，則同分異構體含有—NH2、羧基、六元碳環或—NH2、酯基、六元碳環的結構；
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②無次甲基　　　，說明氨基與羧基或氨基與酯基不能連在同一個C原子上；
再結合③分子中有6種不同化學環境的氫原子可得符合題意的同分異構體為
　　　　 、　　　　、　　　　、　　　　。
9.化合物C的分子式為C12H9NCl2，它的同分異構體有多種，寫出同時滿足下列條件
的所有同分異構體的結構簡式：_____________________________________________
__________________。
①IR譜表明分子中含有兩個苯環結構，且2個氯原子不在同一個苯環上；
②核磁共振氫譜顯示只有5種不同化學環境的氫原子。
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　　　　　、　 　　　　　、 　　　　　、　　　　　
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C的分子式為C12H9NCl2，①IR譜表明分子中含有兩個苯環結構，且2個氯原子不在同一個苯環上，②核磁共振氫譜顯示只有5種不同化學環境的氫原子，可
能的結構簡式為　 　　　 、　　　　　 、　　　　　 、 　　　　　。
10.寫出化合物C8H7NO4符合下列條件的同分異構體的結構簡式：_________________
______________________________________________________。
①能與FeCl3溶液發生顯色反應，1 mol 有機物能與足量銀氨溶液反應生成4 mol Ag；
②核磁共振氫譜顯示分子中有4種不同化學環境的氫原子；
③分子中無N—O。
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　　　　　　　　、　 　　　　　、　　　　　　
、
化合物C8H7NO4的同分異構體同時符合：①能與FeCl3溶液發生顯色反應，說明含有酚羥基，1 mol有機物能與足量銀氨溶液反應生成4 mol Ag，說明含有2個醛基；
②核磁共振氫譜顯示分子中有4種不同化學環境的氫原子，說明分子結構對稱；
③分子中無N—O，符合條件的同分異構體的結構簡式見答案。
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11.P為B(　　　　　)的同系物，分子式為C8H9NO2，滿足下列條件的P的同分異構體
有______種。已知吡啶環(　　)與苯環性質相似，也具有芳香性，羥基吡啶與Fe3＋發生顯色反應。
①芳香環上只有兩個取代基；②能與FeCl3溶液發生顯色反應；③能發生銀鏡反應。
請寫出其中核磁共振氫譜有6組峰，且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1∶1的一種分子的結
構簡式：________________________________________________________________
__________________________。
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32
　　　　　　　　(或　 　　 或
)
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B為　　　　，P為B的同系物，分子式為C8H9NO2，滿足條件：①芳香環上只有兩個取代基，②能與FeCl3溶液發生顯色反應說明含有酚羥基或羥基連接在吡啶環上，③能發生銀鏡反應，說明含有醛基，同分異構體有　 　　　　　、
　　 　　　　、 　　　　、　 　　　、　 　　　　、　　　　　、　　　　　
、　　　　　 、 　　　　　、　 　　　　(數字表示—OH
的位置)，共32種，
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其中核磁共振氫譜有6組峰，且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1∶1的一種分子的結
構簡式為　 　　　　　　、 　　　　　　或
　　　　　　　。1．B()有多種同分異構體，同時滿足下列條件的同分異構體共有________種(不考慮立體異構)。
a．分子結構中含有—CF3
b．能與NaHCO3溶液發生反應產生氣體
2．(2023·山東省青島第二中學模擬)寫出同時符合下列條件的C()的同分異構體的結構簡式：________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
①屬于芳香族化合物
②核磁共振氫譜有4組峰，峰面積之比為6∶3∶2∶1
③遇FeCl3溶液無顏色變化，不能與單質鈉反應產生氫氣
3．I()存在順反異構，其反式結構的結構簡式為______________________________；M為F()的同分異構體，滿足下列條件的M的結構有________種(不考慮立體異構)。
①苯環上連有4個取代基
②1 mol M最多能與3 mol NaOH發生反應
4．I是E()的同系物，其相對分子質量比E少70，滿足下列條件的I的同分異構體(不考慮立體異構)共有________種。
①能使Br2的CCl4溶液褪色
②既能發生水解反應又能發生銀鏡反應
其中核磁共振氫譜為1∶1∶6的結構簡式為________________________。
5．H是F()的同分異構體，滿足下列條件的H共有________種(不考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜有5組峰的結構簡式是________________(寫出一種即可)。
①含有飽和六元碳環；
②能發生水解反應；
③能發生銀鏡反應。
6．C()有多種同分異構體，其中能滿足下列條件的芳香族化合物的結構簡式為______________________________________________________________________________、_____________________________________________________________________________。
①能發生銀鏡反應，也能發生水解反應，且水解后的產物之一能與FeCl3溶液發生顯色反應；
②核磁共振氫譜有四組峰；峰面積比為1∶1∶2∶6。
7．有機物H是C()的同分異構體，符合下列條件的H有________種。
①分子中除苯環外不含其他環狀結構；
②僅含有一種官能團，能與新制Cu(OH)2反應，生成磚紅色沉淀；
③苯環上有3個取代基。
8．寫出4種同時符合下列條件的化合物F()的同分異構體的結構簡式(不包括立體異構)：________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
①分子中有—NH2、、六元碳環；
②無次甲基；
③分子有6種不同化學環境的氫原子。
9．化合物C的分子式為C12H9NCl2，它的同分異構體有多種，寫出同時滿足下列條件的所有同分異構體的結構簡式：_________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
①IR譜表明分子中含有兩個苯環結構，且2個氯原子不在同一個苯環上；
②核磁共振氫譜顯示只有5種不同化學環境的氫原子。
10．寫出化合物C8H7NO4符合下列條件的同分異構體的結構簡式：___________________
_____________________________________________________________________________。
①能與FeCl3溶液發生顯色反應，1 mol 有機物能與足量銀氨溶液反應生成4 mol Ag；
②核磁共振氫譜顯示分子中有4種不同化學環境的氫原子；
③分子中無N—O。
11．P為B()的同系物，分子式為C8H9NO2，滿足下列條件的P的同分異構體有________種。已知吡啶環()與苯環性質相似，也具有芳香性，羥基吡啶與Fe3＋發生顯色反應。
①芳香環上只有兩個取代基；
②能與FeCl3溶液發生顯色反應；
③能發生銀鏡反應。
請寫出其中核磁共振氫譜有6組峰，且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1∶1的一種分子的結構簡式：______________________________。
1．10
2．、
3.　12
解析　M為F的同分異構體，1 mol M最多能與3 mol NaOH發生反應，說明M中含有三個酚羥基，同時苯環上連有4個取代基，則另一個取代基為—CH2CH2CH3或，苯環上有4個取代基，其中3個取代基相同的同分異構體有6種，故滿足條件的M的結構有6×2＝12種。
4．8　
5．6　(或或)
6．　
解析　C的同分異構體屬于芳香族化合物，說明含有苯環，能發生銀鏡反應，也能發生水解反應，分子式中有兩個O原子，說明是甲酸酯，水解產物之一能與FeCl3溶液發生顯色反應，說明是甲酸酚酯，即含有結構，結合核磁共振氫譜有四組峰，且峰面積之比為1∶1∶2∶6可知，結構中還有兩個甲基，且兩個甲基的位置對稱，所以滿足條件的結構簡式為、。
7．16
解析　C的分子式為C10H10O2，H滿足下列條件：①分子中除苯環外不含其他環狀結構；②僅含有一種官能團，能與新制Cu(OH)2反應，生成磚紅色沉淀，說明含有兩個—CHO；③苯環上有3個取代基，可以是—CHO、—CHO、—CH2CH3，此時有6種結構；也可以是—CHO、—CH2CHO、—CH3，此時有10種結構，所以符合條件的H有16種。
8.、、、
9.、、
、
10．、、、
解析　化合物C8H7NO4的同分異構體同時符合：①能與FeCl3溶液發生顯色反應，說明含有酚羥基，1 mol有機物能與足量銀氨溶液反應生成4 mol Ag，說明含有2個醛基；②核磁共振氫譜顯示分子中有4種不同化學環境的氫原子，說明分子結構對稱；③分子中無N—O，符合條件的同分異構體的結構簡式見答案。
11．32　(或或
)
解析　B為，P為B的同系物，分子式為C8H9NO2，滿足條件：①芳香環上只有兩個取代基，②能與FeCl3溶液發生顯色反應說明含有酚羥基或羥基連接在吡啶環上，③能發生銀鏡反應，說明含有醛基，同分異構體有、、、、、、、、、(數字表示—OH的位置)，共32種，其中核磁共振氫譜有6組峰，且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1∶1的一種分子的結構簡式為、或
。第68講　限定條件下同分異構體的判斷與書寫
[復習目標]　掌握限定條件下分析有機物同分異構體的一般方法和思路。
1．常見的限制條件總結
(1)以官能團特征反應為限制條件
反應現象或性質 思考方向(有機物中可能含有的官能團)
溴的四氯化碳溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵
酸性高錳酸鉀溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、苯的同系物等
遇氯化鐵溶液顯色、濃溴水產生白色沉淀 酚羥基
生成銀鏡或磚紅色沉淀 醛基或甲酸酯基或甲酸
與鈉反應產生H2 羥基或羧基
遇碳酸氫鈉產生CO2 羧基
既能發生銀鏡反應又能在NaOH溶液中水解 甲酸酯基
能發生催化氧化，產物能發生銀鏡反應 伯醇(—CH2OH)
(2)以核磁共振氫譜為限制條件
確定氫原子的種類及數目，從而推知有機物分子中有幾種不同類型的氫原子以及它們的數目。
①有幾組峰就有幾種不同化學環境的氫原子。
②根據其峰值比例可判斷有機物中不同化學環境氫原子的最簡比例關系。
③若有機物分子中氫原子個數較多但吸收峰的種類較少，則該分子對稱性高或相同的基團較多。
2．隱含的限制條件——有機物分子的不飽和度(Ω)
(1)根據有機物分子式計算不飽和度(Ω)
對于有機物CxHyOz，Ω＝＝x＋1－。
特別提醒：有機物分子中鹵素原子(—X)以及—NO2、—NH2等都視為H原子。
(2)
3．限定條件下同分異構體的書寫步驟
第一步：依據限定條件，推測“碎片”(原子、基團)的結構；
第二步：摘除“碎片”，構建碳骨架；
第三步：按照思維的有序性組裝“碎片”，完成書寫。
示例　F(HOCH2—C≡C—CH2OH)的同分異構體中能同時滿足下列條件的共有________種(包含順反異構)。
①鏈狀化合物；
②能發生銀鏡反應；
③氧原子不與碳碳雙鍵直接相連。
其中，核磁共振氫譜顯示為2組峰，且峰面積之比為2∶1的是________(填結構簡式)。
分析
答案　9　OHC—CH2—CH2—CHO
1．已知阿魏酸的結構簡式為，則同時符合下列條件的阿魏酸的同分異構體的數目為(　　)
①苯環上有兩個取代基，且苯環上的一溴代物只有2種；
②能發生銀鏡反應；
③與碳酸氫鈉溶液反應可生成使澄清石灰水變渾濁的氣體；
④遇FeCl3溶液發生顯色反應
A．2 B．3 C．4 D．5
答案　C
解析　根據條件①，兩個取代基處于對位；根據條件③，含有羧基；根據條件④，含有酚羥基，結合阿魏酸的分子式及條件②，含有醛基，故其同分異構體的可能結構為、、、。
2．M是D()的一種芳香族同分異構體，滿足下列條件的M有________種(不包含D物質)。[已知苯胺和甲基吡啶()互為同分異構體，并且均具有芳香性]
①分子結構中含一個六元環，且環上有兩個取代基；
②氯原子和碳原子相連。
其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為1∶1∶1的物質的結構簡式為
________________________________________________________________________。
答案　12　
解析　M是D的一種芳香族同分異構體，滿足：①分子結構中含一個六元環，且環上有兩個取代基，則六元環可以是或；②氯原子和碳原子相連；若六元環為，則取代基為—Cl和—NH2，有鄰、間、對三種，間位即為D，所以滿足條件的有2種；若六元環為，則取代基為—Cl和—CH3，采用“定一移一”的方法討論：、、(數字表示甲基可能的位置)，共有4＋4＋2＝10種；綜上所述符合條件的同分異構體有10＋2＝12種。
3．(1)抗結腸炎藥物的有效成分的結構簡式為，它的同分異構體中，符合下列條件的有________種。
①遇FeCl3溶液發生顯色反應　②分子中甲基與苯環直接相連　③苯環上共有三個取代基
(2)寫出符合下列要求的的同分異構體的結構簡式：________________________________________________________________________。
①苯環上只有兩個取代基　②能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性條件下能發生水解　③核磁共振氫譜顯示吸收峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2
(3)D是化合物B(CH2==CHCH2Br)的一種同分異構體，其核磁共振氫譜顯示有兩種不同化學環境的氫，且峰面積之比為4∶1，D的結構簡式為___________________________。
答案　(1)10　(2)
(3)
解析　(1)遇FeCl3溶液發生顯色反應，說明含有酚羥基；分子中甲基與苯環直接相連，苯環上共有三個取代基，則三個取代基分別是硝基、甲基和酚羥基。如果硝基和甲基處于鄰位，有4種結構；如果硝基和甲基處于間位，有4種結構；如果硝基和甲基處于對位，有2種結構，所以符合條件的同分異構體有10種。(2)能使溴的CCl4溶液褪色，說明含有碳碳雙鍵，在酸性條件下能發生水解，說明含有酯基，核磁共振氫譜顯示吸收峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2，苯環上只有兩個取代基，符合上述條件的有機物的結構簡式為。
1．[2023·新課標卷，30(7)]在B()的同分異構體中，同時滿足下列條件的共有______________種(不考慮立體異構)，
①含有手性碳；②含有三個甲基；③含有苯環。
其中，核磁共振氫譜顯示為6組峰，且峰面積比為3∶3∶3∶2∶2∶1的同分異構體的結構簡式為________________。
答案　9　
解析　連有4個不同原子或原子團的碳原子稱為手性碳原子。在B的同分異構體中，同時含有手性碳、3個甲基和苯環的同分異構體有9種，分別為、、、、、、、、。
2．[2022·湖南，19(5)] 是一種重要的化工原料，其同分異構體中能夠發生銀鏡反應的有________種(考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為4∶1∶1的結構簡式為__________。
答案　5　
解析　的同分異構體能發生銀鏡反應，說明該物質含有醛基，根據分子式C4H6O可得知，該物質還含有碳碳雙鍵或者三元環，還要分析順反異構，則符合條件的同分異構體有5種，它們分別是CH2==CHCH2CHO、、(與前者互為順反異構體)、和。
3．[2022·遼寧，19(6)]化合物I(C10H14O)的同分異構體滿足以下條件的有__________種(不考慮立體異構)；
ⅰ.含苯環且苯環上只有一個取代基
ⅱ.紅外光譜無醚鍵吸收峰
其中，苯環側鏈上有3種不同化學環境的氫原子，且個數比為6∶2∶1的結構簡式為________(任寫一種)。
答案　12　(或)
解析　化合物I的分子式為C10H14O，計算可得其不飽和度為4，根據題目所給信息，化合物I的同分異構體分子中含有苯環(已占據4個不飽和度)，則其余C原子均為飽和碳原子(單鍵連接其他原子)；又由紅外光譜無醚鍵吸收峰，可得苯環上的取代基中含1個羥基；再由分子中苯環上只含有1個取代基，可知該有機物的碳鏈結構有如下四種：、、、(1、2、3、4均表示羥基的連接位置)，所以滿足條件的化合物I的同分異構體共有12種；其中，苯環側鏈上有3種不同化學環境的氫原子，且個數比為6∶2∶1的同分異構體應含有兩個等效的甲基，則其結構簡式為或。
4．[2020·全國卷Ⅱ，36(6)]化合物的同分異構體中能同時滿足以下三個條件的有________個(不考慮立體異構體，填標號)。
(ⅰ)含有兩個甲基；
(ⅱ)含有酮羰基(但不含C==C==O)；
(ⅲ)不含有環狀結構。
a．4 b．6 c．8 d．10
其中，含有手性碳(注：連有四個不同的原子或基團的碳)的化合物的結構簡式為________________________________________________________________________。
答案　c　
解析　有2個不飽和度，同分異構體中含酮羰基但不含環狀結構，則分子中含一個碳碳雙鍵、一個酮羰基，外加2個甲基，符合條件的有8種，如下：CH3CH==CHCOCH2CH3、CH3CH==CHCH2COCH3、CH3CH2CH==CHCOCH3、CH2==CHCH(CH3)COCH3、CH2==C(C2H5)COCH3、CH2==C(CH3)COCH2CH3、CH2==C(CH3)CH2COCH3、CH2==CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的為CH2==CHCH(CH3)COCH3()。
課時精練
1．B()有多種同分異構體，同時滿足下列條件的同分異構體共有________種(不考慮立體異構)。
a．分子結構中含有—CF3
b．能與NaHCO3溶液發生反應產生氣體
答案　10
解析　B的分子式為C5H5O2F3，B有多種同分異構體，同時滿足下列條件a.分子結構中含有—CF3，b.能與NaHCO3溶液發生反應產生氣體，說明含有羧基，因此相當于是丙烯或環丙烷分子中的2個氫原子被羧基和—CF3取代，依據定一移一的方法可判斷，如果是丙烯中的2個氫原子被取代，有8種，如果是環丙烷分子中的2個氫原子被取代，有2種，共計有10種。
2．(2023·山東省青島第二中學模擬)寫出同時符合下列條件的C()的同分異構體的結構簡式：_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
①屬于芳香族化合物
②核磁共振氫譜有4組峰，峰面積之比為6∶3∶2∶1
③遇FeCl3溶液無顏色變化，不能與單質鈉反應產生氫氣
答案　、
解析　①屬于芳香族化合物，分子中含有苯環；②核磁共振氫譜有4組峰，峰面積之比為6∶3∶2∶1，說明分子中含有4種不同化學環境的氫原子；③遇FeCl3溶液無顏色變化，不能與單質鈉反應產生氫氣，則不含有酚羥基、醇羥基，應含有醚鍵。符合條件的C的同分異構體的結構簡式為、。
3．I()存在順反異構，其反式結構的結構簡式為________；M為F()的同分異構體，滿足下列條件的M的結構有________種(不考慮立體異構)。
①苯環上連有4個取代基
②1 mol M最多能與3 mol NaOH發生反應
答案　　12
解析　M為F的同分異構體，1 mol M最多能與3 mol NaOH發生反應，說明M中含有三個酚羥基，同時苯環上連有4個取代基，則另一個取代基為—CH2CH2CH3或，苯環上有4個取代基，其中3個取代基相同的同分異構體有6種，故滿足條件的M的結構有6×2＝12種。
4．I是E()的同系物，其相對分子質量比E少70，滿足下列條件的I的同分異構體(不考慮立體異構)共有________種。
①能使Br2的CCl4溶液褪色
②既能發生水解反應又能發生銀鏡反應
其中核磁共振氫譜為1∶1∶6的結構簡式為_________________________________。
答案　8　
解析　I是E()的同系物，其相對分子質量比E少70(5個CH2原子團)，則I的分子式為C5H8O2，不飽和度為2。I的同分異構體滿足限定條件：①能使Br2的CCl4溶液褪色，②既能發生水解反應又能發生銀鏡反應。由此可知含碳碳雙鍵和甲酸酯基，所以I的同分異構體(不考慮立體異構)共有8種，其中核磁共振氫譜為1∶1∶6的結構簡式為。
5．H是F()的同分異構體，滿足下列條件的H共有________種(不考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜有5組峰的結構簡式是________(寫出一種即可)。
①含有飽和六元碳環；
②能發生水解反應；
③能發生銀鏡反應。
答案　6　(或或)
解析　滿足條件：①含有飽和六元碳環；②能發生水解反應，說明含有酯基；③能發生銀鏡反應，說明含有醛基，則符合條件的是、、、、、，共有6種。
6．C()有多種同分異構體，其中能滿足下列條件的芳香族化合物的結構簡式為________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
①能發生銀鏡反應，也能發生水解反應，且水解后的產物之一能與FeCl3溶液發生顯色反應；
②核磁共振氫譜有四組峰；峰面積比為1∶1∶2∶6。
答案　　
解析　C的同分異構體屬于芳香族化合物，說明含有苯環，能發生銀鏡反應，也能發生水解反應，分子式中有兩個O原子，說明是甲酸酯，水解產物之一能與FeCl3溶液發生顯色反應，說明是甲酸酚酯，即含有結構，結合核磁共振氫譜有四組峰，且峰面積之比為1∶1∶2∶6可知，結構中還有兩個甲基，且兩個甲基的位置對稱，所以滿足條件的結構簡式為、。
7．有機物H是C()的同分異構體，符合下列條件的H有________種。
①分子中除苯環外不含其他環狀結構；
②僅含有一種官能團，能與新制Cu(OH)2反應，生成磚紅色沉淀；
③苯環上有3個取代基。
答案　16
解析　C的分子式為C10H10O2，H滿足下列條件：①分子中除苯環外不含其他環狀結構；②僅含有一種官能團，能與新制Cu(OH)2反應，生成磚紅色沉淀，說明含有兩個—CHO；③苯環上有3個取代基，可以是—CHO、—CHO、—CH2CH3，此時有6種結構；也可以是—CHO、—CH2CHO、—CH3，此時有10種結構，所以符合條件的H有16種。
8．寫出4種同時符合下列條件的化合物F()的同分異構體的結構簡式(不包括立體異構)：______________。
①分子中有—NH2、、六元碳環；
②無次甲基；
③分子有6種不同化學環境的氫原子。
答案　、、、
解析　①根據羧基和酯基互為官能團異構，則同分異構體含有—NH2、羧基、六元碳環或—NH2、酯基、六元碳環的結構；②無次甲基，說明氨基與羧基或氨基與酯基不能連在同一個C原子上；再結合③分子中有6種不同化學環境的氫原子可得符合題意的同分異構體為、、、。
9．化合物C的分子式為C12H9NCl2，它的同分異構體有多種，寫出同時滿足下列條件的所有同分異構體的結構簡式：______________________。
①IR譜表明分子中含有兩個苯環結構，且2個氯原子不在同一個苯環上；
②核磁共振氫譜顯示只有5種不同化學環境的氫原子。
答案　、、、
解析　C的分子式為C12H9NCl2，①IR譜表明分子中含有兩個苯環結構，且2個氯原子不在同一個苯環上，②核磁共振氫譜顯示只有5種不同化學環境的氫原子，可能的結構簡式為、、、。
10．寫出化合物C8H7NO4符合下列條件的同分異構體的結構簡式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
①能與FeCl3溶液發生顯色反應，1 mol 有機物能與足量銀氨溶液反應生成4 mol Ag；
②核磁共振氫譜顯示分子中有4種不同化學環境的氫原子；
③分子中無N—O。
答案　、、、
解析　化合物C8H7NO4的同分異構體同時符合：①能與FeCl3溶液發生顯色反應，說明含有酚羥基，1 mol有機物能與足量銀氨溶液反應生成4 mol Ag，說明含有2個醛基；②核磁共振氫譜顯示分子中有4種不同化學環境的氫原子，說明分子結構對稱；③分子中無N—O，符合條件的同分異構體的結構簡式見答案。
11．P為B()的同系物，分子式為C8H9NO2，滿足下列條件的P的同分異構體有________種。已知吡啶環()與苯環性質相似，也具有芳香性，羥基吡啶與Fe3＋發生顯色反應。
①芳香環上只有兩個取代基；②能與FeCl3溶液發生顯色反應；③能發生銀鏡反應。
請寫出其中核磁共振氫譜有6組峰，且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1∶1的一種分子的結構簡式：______________。
答案　32　(或或
)
解析　B為，P為B的同系物，分子式為C8H9NO2，滿足條件：①芳香環上只有兩個取代基，②能與FeCl3溶液發生顯色反應說明含有酚羥基或羥基連接在吡啶環上，③能發生銀鏡反應，說明含有醛基，同分異構體有、、、、、、、、、(數字表示—OH的位置)，共32種，其中核磁共振氫譜有6組峰，且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1∶1的一種分子的結構簡式為、或
。第68講　限定條件下同分異構體的判斷與書寫
[復習目標]　掌握限定條件下分析有機物同分異構體的一般方法和思路。
1．常見的限制條件總結
(1)以官能團特征反應為限制條件
反應現象或性質 思考方向(有機物中可能含有的官能團)
溴的四氯化碳溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵
酸性高錳酸鉀溶液褪色 碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、苯的同系物等
遇氯化鐵溶液顯色、濃溴水產生白色沉淀 酚羥基
生成銀鏡或磚紅色沉淀 醛基或甲酸酯基或甲酸
與鈉反應產生H2 羥基或羧基
遇碳酸氫鈉產生CO2 羧基
既能發生銀鏡反應又能在NaOH溶液中水解 甲酸酯基
能發生催化氧化，產物能發生銀鏡反應 伯醇(—CH2OH)
(2)以核磁共振氫譜為限制條件
確定氫原子的種類及數目，從而推知有機物分子中有幾種不同類型的氫原子以及它們的數目。
①有幾組峰就有幾種不同化學環境的氫原子。
②根據其峰值比例可判斷有機物中不同化學環境氫原子的最簡比例關系。
③若有機物分子中氫原子個數較多但吸收峰的種類較少，則該分子對稱性高或相同的基團較多。
2．隱含的限制條件——有機物分子的不飽和度(Ω)
(1)根據有機物分子式計算不飽和度(Ω)
對于有機物CxHyOz，Ω＝＝x＋1－。
特別提醒：有機物分子中鹵素原子(—X)以及—NO2、—NH2等都視為H原子。
(2)
3．限定條件下同分異構體的書寫步驟
第一步：依據限定條件，推測“碎片”(原子、基團)的結構；
第二步：摘除“碎片”，構建碳骨架；
第三步：按照思維的有序性組裝“碎片”，完成書寫。
示例　F(HOCH2—C≡C—CH2OH)的同分異構體中能同時滿足下列條件的共有________種(包含順反異構)。
①鏈狀化合物；
②能發生銀鏡反應；
③氧原子不與碳碳雙鍵直接相連。
其中，核磁共振氫譜顯示為2組峰，且峰面積之比為2∶1的是________(填結構簡式)。
分析
1．已知阿魏酸的結構簡式為，則同時符合下列條件的阿魏酸的同分異構體的數目為(　　)
①苯環上有兩個取代基，且苯環上的一溴代物只有2種；
②能發生銀鏡反應；
③與碳酸氫鈉溶液反應可生成使澄清石灰水變渾濁的氣體；
④遇FeCl3溶液發生顯色反應
A．2 B．3 C．4 D．5
2．M是D()的一種芳香族同分異構體，滿足下列條件的M有________種(不包含D物質)。[已知苯胺和甲基吡啶()互為同分異構體，并且均具有芳香性]
①分子結構中含一個六元環，且環上有兩個取代基；
②氯原子和碳原子相連。
其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為1∶1∶1的物質的結構簡式為________________________________________________________________________。
3．(1)抗結腸炎藥物的有效成分的結構簡式為，它的同分異構體中，符合下列條件的有________種。
①遇FeCl3溶液發生顯色反應　②分子中甲基與苯環直接相連　③苯環上共有三個取代基
(2)寫出符合下列要求的的同分異構體的結構簡式：________________________________________________________________________。
①苯環上只有兩個取代基　②能使溴的CCl4溶液褪色，且在酸性條件下能發生水解　③核磁共振氫譜顯示吸收峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2
(3)D是化合物B(CH2==CHCH2Br)的一種同分異構體，其核磁共振氫譜顯示有兩種不同化學環境的氫，且峰面積之比為4∶1，D的結構簡式為________________。
1．[2023·新課標卷，30(7)]在B()的同分異構體中，同時滿足下列條件的共有________種(不考慮立體異構)，
①含有手性碳；②含有三個甲基；③含有苯環。
其中，核磁共振氫譜顯示為6組峰，且峰面積比為3∶3∶3∶2∶2∶1的同分異構體的結構簡式為________________。
2．[2022·湖南，19(5)]是一種重要的化工原料，其同分異構體中能夠發生銀鏡反應的有________種(考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積之比為4∶1∶1的結構簡式為__________。
3．[2022·遼寧，19(6)]化合物I(C10H14O)的同分異構體滿足以下條件的有__________種(不考慮立體異構)；
ⅰ.含苯環且苯環上只有一個取代基
ⅱ.紅外光譜無醚鍵吸收峰
其中，苯環側鏈上有3種不同化學環境的氫原子，且個數比為6∶2∶1的結構簡式為__________________(任寫一種)。
4．[2020·全國卷Ⅱ，36(6)]化合物的同分異構體中能同時滿足以下三個條件的有____個(不考慮立體異構體，填標號)。
(ⅰ)含有兩個甲基；
(ⅱ)含有酮羰基(但不含C==C==O)；
(ⅲ)不含有環狀結構。
a．4 b．6 c．8 d．10
其中，含有手性碳(注：連有四個不同的原子或基團的碳)的化合物的結構簡式為________________________________________________________________________。

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