巧妙利用不饱和度，快速书写同分异构体

王金栋

摘要：每年的高考试题中的有机化学部分几乎都有同分异构体的书写，如何使考生快速全面完整的书写，本文提供了一种简单有效容易掌握的方法.

关键词：不饱和度;同分异构体;书写

每年的高考题中，无论是全国卷还是省市卷，都无一例外的在有机化学试题中出现同分异构体书写的考点.学生普遍反应耗用时间多、还常常写不全，是应考的难点.从考生试卷情况来看，60-70%的学生失分率在50%以上.在近几年的教学中，我尝试从不饱和度的角度，结合题目的条件来引导学生书写同分异构体，取得了事半功倍的教学效果.

不饱和度的概念，在人教版《有机化学化学基础》教材中没有出现，教学过程中教师可补充介绍.所谓不饱和度是指对饱和烃（烷烃）而言，不饱和程度的具体量度.与同碳原子数目的烷烃分子相比，每缺少两，个氢原子为一一个不饱和度，以此类推，氢原子数越少不饱和度越高.在烃的衍生物中，可用饱和一元醇为参照物，推出其他物质的不饱和度.现把中学中常见的有机物归纳见表1.

例1图1和图2是A、B两种物质的核磁共振氢谱.已知A、B两种物质都是链状烃类，都含有6个氢原子.请根据图1和图2两种物质的核磁共振氢谱图，选择出可能属于图1和图2的两种物质是（）

A.A是C3H6;B是CgH6

B.A是C.H6;B是CgH6

C.A是C3H6;B是C.H6

D.A是CgH6;B是C，H6

解析如下：该题目考查的是符合核磁共振氢谱条件下的物质同分异构体的书写C3H6的结构简式比较简单，重点分析后两种物质.C4H。与相同碳原子数的烷烃C.H相比，分子中缺少4个氢原子，不饱和度为2.链状分子中含有两个碳碳双键或一一个碳碳三键，结构简式可为CH3-C=C-CH，或CH=C一CH2-CH3分别符合图1和图2.同理可推知CgH。的不饱和度为4链状分子中可以含4个碳碳双键、-个碳碳三键和两个碳碳双键、或含有两个碳碳三键等情况，因而可写出CH，-C=C-C=C-CH3或CH3-CH2-C=C-C=CH分别符合图1和图2（其他成键情况写出后不符合图1和图2，此略）.可确定答案为BD.

例2某苯的衍生物，含有两个互为对位的取代基，其分子式为CsHo0，其中不溶解于氢氧化钠溶液的该衍生物的结构式有（）

A.1种B.2种C.3种D.4种

解析如下：因为苯环的不饱和度为4，该物质又含有苯环，可知该物质苯环外的原子团是饱和的.羟基直接连在苯环上属于酚类，溶解于氢氧化钠溶液不合题意，只能是醇类或醚类.又因为是两个取代基，只能是一CH，和一OCH3或一CH3和一CH2OH.可确定答案为B.

例3已知丙酮醛的结构简式为CH3-C-CHO，在其所有的同分异构体中，

（1）能使新制氢氧化铜浊液变澄清的是____;

（2）能发生水解反应且与银氨溶液反应发生银镜现象的是____.

（3）不含醛基和羧基的同分异构体还有____种（不考虑立体异构，不考虑一OH与碳碳双键相连的不稳定情况），其中核磁共振氢谱中有3组峰，且面积比为2：1：1的_是（写出其结构简式）.

解析如下：丙酮醛CHCCHO的不饱和度为2，能使新制氢氧化铜浊液变澄清，则必须含有不饱和度为1的一CO0H，若维持不饱和度为2，还应有不饱和度为1的碳碳双键，所以（1）的答案为CH2=CH一COOH.酯基的不饱和度与羧基相同，只有甲酸生成的酯能发生银镜反应，（2）的答案为CH2=CH-OOCH.若原子链接成环时不饱和度为1，羰基的不饱和度为1，据此可写出（3）的答案.

其中最后一种符合有3組峰，且面积比为2：1：1的题目要求.

例4写出物质C6H3-C3H3O2的符合下列条件的同分异构体的结构简式：

（1）属于芳香族化合物且分子中没有其他环状结构;

（2）能和碳酸钠溶液反应放出二氧化碳.

解析如下：如果把苯基（C6Hs一）看成一个氢原子的话，该物质的分子式为C3H4O2，不饱和度为2.除含有不饱和度为1的一个羧基外，应还含有不饱和度为1的一个碳碳双键.据此不难分析得出苯环外的侧链为：一CH=CH-COOH，或CH2=C（COOH）-，或一COOH和CH2=CH-（在苯环上有邻、间、对三种情况），共有五种同分异构体（具体结构简式，此略）.

对于例4，若把条件改为（1）与氯化铁溶液显紫色，（2）可与新制氢氧化铜浊液反应生成红色沉淀的话，则苯环连接的原子团分别是一OH、一CH0和一CH=CH2，进而推出三者在苯环上的相对位置不同，共有10种同分异构体

综上所述，理解不饱和度的概念后，结合题目的所限条件，可以很方便的判断出分子中碳原子的成键方式或原子团.同分异构体的不饱和度是确定的，在书写过程中，只要保证碳原子和氧原子数目不变，再补写出氢原子的数目，进而迅速的写出所有同分异构体.

参考文献：

[1]课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.有机化学基础（选修）[M].北京：人民教育出版社，2016.

[2]方展画.创新教程[M].杭州：浙江大学出版社，2011.[3]胡久华，王磊.中学化学教学策略[M].北京：北京师范大学出版社，2010.