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模板 02 限制条件同分异构体的书写
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技法01 同分异构体书写的常见限制条件 技法02 同分异构体数目的判断和书写
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限定条件的同分异构体书写或数目的判断，是近年来试卷的“压轴”题。同分异构体的常见题型如下：
(1)限定范围书写和补写，解题时要看清所限范围，分析已知几个同分异构体的特点，对比联想找出规
律补写，同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。
(2)对“结构不同”要从两个方面考虑：一是原子或原子团的连接顺序；二是原子的空间位置。
(3)判断取代产物同分异构体种类的数目。其分析方法是分析有机物的结构特点，确定不同位置的氢原
子种类，再确定取代产物同分异构体的数目。
第一步：根据限定条件确定官能 根据题目所给分子式、结构、性质、定量反应关系、谱图等信
团或取代基 息判断含有的官能团或取代基的种类及数量。
第二步：根据不饱和度确定其他 计算所求物质的不饱和度，进一步确定是否含有其他官能团或
官能团或取代基 取代基。
第三步：写出碳骨架，组装官能 利用“取代法”、“插入法”或“定一移一法”等确定官能团
团或取代基 或取代基的位置。对于母体为苯环的，可根据支链数目和特征
进行判断。
第四步：确定同分异构体的种类 计算所有符合条件条件的同分异构体种类数，写出所有物质的
及结构简式 结构简式。技法01 同分异构体书写的常见限制条件
1．同分异构体书写的常见限制条件与结构的关系
(1)不饱和度与结构的关系
Ω=1，1个双键或1个环
Ω=2，1个三键或2个双键或1个双键或1个环
Ω=3，3个双键或1个双键和1个三键或1个环和2个双键
Ω≥4，考虑可能含有苯环
(2)化学性质与结构的关系
能与金属钠反应：羟基、羧基
能与碳酸钠溶液反应：酚羟基、羧基
能与FeCl 溶液发生显色反应：酚羟基
3
能发生银镜反应：醛基
能发生水解反应：卤原子、酯基、酰胺基
(3)核磁共振氢谱与结构的关系
确定有多少种不同化学环境的氢原子及个数之比
判断分子的对称性
2．限定条件下同分异构体的书写方法
(1)“碎片”推测：依据分子式(不饱和度)信息、特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推断官能团。
(2)碳架构建：除“碎片”以外的碳原子，按碳架异构搭建。
(3)“碎片”组装：先在苯环上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考虑取代基在苯环上的位
置异构→最后考虑官能团类别异构。
(4)方法选择：“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”，“定一移一”等方法；“非端基碎片”
的位置异构一般选择“插入法”。
①端基官能团(又称一价官能团)，指在有机物的结构简式中只能位于末端的官能团，主要包括卤素原子、
硝基、氨基、羟基、羧基、醛基等。书写含有这些官能团的同分异构体时，可将其分子式变形为烃基和官能团
两部分，如R-CHO、R-X等。它们的同分异构体则取决于烃基部分的异构体数目，如甲基1种，乙基1种，丙
基2种，丁基4种。
②非端基官能团，分为桥基官能团、三叉基官能团、十字基官能团。桥基官能团(也称二价官能团)通常有：
羰基、酯基、酰胺基等；三叉基包括苯环的三取代、 、 ；十字基官能团包括 等；桥基
官能团通常采用插入法，其余均可采用烃基分配法确定。
技法02 同分异构体数目的判断和书写
1．同分异构体数目的判断方法
(1)记忆法：记住一些常见有机化合物同分异构体的数目，如
①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体;
②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无同分异构体;4个碳原子的烷烃有2种同分异构体，5个碳原子的烷烃有3种同分异构体，6个碳原子的烷烃有5
种同分异构体。
③
(2)基元法：如根据丁基有4种，可以确定丁醇、戊醛、戊酸都有4种结构。
(3)替代法：如二氯苯(C HCl)有3种同分异构体(氯原子位置包括邻、间、对三种)，四氯苯也有3种
6 4 2
同分异构体(两个氢原子位置包括邻、间、对三种);又如CH 的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH) 的一氯代
4 3 4
物也只有1种。
(4)等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：
①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
(5)二元取代物同分异构体的判断，可用“定一移一”的方法，即先定位一个取代基，再移动另一个取
代基。
2．苯的同系物的同分异构体
判断苯的同系物的同分异构体的数目一般按照基团连接法，如C H 属于芳香烃的同分异构体：
9 12
(1)只有一个取代基：可以看作由苯环连接丙基(—C H)构成，由于丙基(—C H)有2种结构，因此有：
3 7 3 7
、 。
(2)两个取代基： 、 、 。
(3)三个取代基： 、 、 。
3．苯环上位置异构的书写技巧——定一(或定二)移一法
(1)在苯环上连有两个新的原子或原子团时，可固定一个移动另一个，从而写出邻、间、对三种异构体；
(2)苯环上连有三个新的原子或原子团时，可先固定两个原子或原子团，得到三种结构，再逐一插入第
三个原子或原子团，这样就能写全含有芳香环的同分异构体。
例如：二甲苯苯环上的一氯代物的同分异构体共有六种(2＋3＋1＝6)。
注意：在移动原子或原子团时要按照一定的顺序，有序思考，防止重复，避免遗漏，这样就能写全含
有芳香环的同分异构体。
(3)若苯环上连有3个不同的取代基，其同分异构体数目为10种，如 苯环有3个取代基的结构有10种。
(4)等效氢法判断芳香烃一卤代物的数目
“等效氢”就是在有机物分子中处于相同或完全对称位置的氢原子，任一等效氢原子若被相同取代基
取代所得产物都属于同一物质
例：甲苯和乙苯苯环上的一氯代物的同分异构体分别都有三种(邻、间、对)：
4．熟记常考的同分异构体模型
(1)只含一种化学环境的氢原子的有机物：
甲烷、乙烷、新戊烷、2，2，3，3-四甲基丁烷、苯、环己烷、乙炔、乙烯等；
(2)丁烷、丁炔、丙基、丙醇均有2种不同结构；
(3)戊烷、丁烯、戊炔均有3种不同的结构；
(4)丁基、C H 芳香烃的不同的结构均有4种；
8 10
(5)己烷、C HO的含有苯环的不同结构均有5种；
7 8
(6)戊基、C H 的含有苯环的不同结构均有8种；
9 12
(7)含苯环同分异构体数目的判断
①若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。
②若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种。
③若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基，其结构有6种。
④若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基，其结构有10种。
1．（2023·全国甲卷）阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。
L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。已知：R-COOH R-COCl R-CONH
2
(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构，填标号)。
a．10 b．12 c．14 d．16
其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2：2：1：1的同分异构体结构简式为 。
【答案】(7)d
【第一步 根据限定条件确定官能团或取代基】根据有机物C的结构，有机物B被酸性高锰酸钾氧化为C，
则有机物B为 。所以官能团为—NO 和-Cl。
2
【第二步 根据不饱和度确定其他官能团或取代基】要求找出具有相同官能团的B的芳香同分异构体，所以
除官能团和苯环以外，还有一个饱和碳原子。
【第三步 写出碳骨架，组装官能团或取代基】碳骨架为苯环，依次考虑苯环上只有1个取代基、2个取代
基和3个取代基，找出对应的取代基。
只有1个取代基： （1种）；有2个取代基，会出现2种情况：①—NO 、—CHCl（3种）；②
2 2
—CHNO 、—Cl（3种）；有3个取代基，分别为—CH、—NO 、—Cl（10种），共17种结构。
2 2 3 2
【第四步 确定同分异构体的种类及结构简式】与分子式为C HClNO 的芳香同分异构体且含有-Cl、-NO
7 6 2 2两种官能团共有17种，分别为： (有机物B)、 、 、 、
、 、 、 、 、
、 、 、 、 、
、 、 ，除有机物B外，其同分异构体的个数为16个；在这些
同分异构体中核磁共振氢谱的峰面积比为2：2：1：1，说明其结构中有4种化学环境的H原子，该物质应
为一种对称结结构，则该物质为 。
2．（2023·重庆卷）有机物K作为一种高性能发光材料，广泛用于有机电致发光器件(OLED)。K的一
种合成路线如下所示，部分试剂及反应条件省略。
已知： ( 和 为烃基)
(5)G的同分异构体中，含有两个 的化合物有 个(不考虑立体异构体)，其中核磁共振
氢谱有两组峰，且峰面积比为 的化合物为L，L与足量新制的 反应的化学方程式为
。【答案】(5)9 C(CH )(CHO) +4Cu(OH) +2NaOH———→ C(CH)(COONa) +2Cu O+6HO
3 2 2 2 3 2 2 2 2
【第一步 根据限定条件确定官能团或取代基】含有两个 。
【第二步 根据不饱和度确定其他官能团或取代基】G的同分异构体中除两个 外，其余的3个碳原子
均为饱和碳原子。
【第三步 写出碳骨架，组装官能团或取代基】碳骨架为5个碳原子，有3种结构：C—C—C—C—C、
、 ，采取定一移一法，确定两个=O的位置。 、
、 、 ，共10种结构。
【第四步 确定同分异构体的种类及结构简式】G的同分异构体中，含有两个 的化合物有
、 、 、 、
、 、 、 、
、 ，共10个，其中G的同分异构体有9个，其中核磁共振氢
谱有两组峰，且峰面积比为1:3的化合物为L，L是 ，L与足量新制的 反应的
化学方程式为 C(CH)(CHO) +4Cu(OH) +2NaOH C(CH)(COONa) +2Cu O+6HO。
3 2 2 2 3 2 2 2 2
1．（2022·全国甲卷）左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，以下是其盐酸盐(化合物K)的一种
合成路线(部分反应条件已简化，忽略立体化学)：已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
(7)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为 种。
a)含有一个苯环和三个甲基；
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；
c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6：
3：2：1)的结构简式为 。
2．（2023·福建卷）沙格列汀是治疗糖尿病的常用药物，以下是制备该药物重要中间产物F的合成路线。
已知： 表示叔丁氧羰基。
(7)A的其中一种同分异构体是丁二酸分子内脱水后的分子上一个H被取代后的烃的衍生物，核磁共振氢谱
图的比例为 ，写出该同分异构体的结构简式 。(只写一种)
1．（2022·广东卷）基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原
料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。(5)化合物VI有多种同分异构体，其中含 结构的有 种，核磁共振氢谱图上只有一组峰
的结构简式为 。
2．（2023·江苏卷）化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如下：
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式： 。
碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%
酸性 溶液褪色；加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中
只有1个峰。
3．（2023·海南卷）局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如下：(5)X与E互为同分异构体，满足条件①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰，则X的简式为：
(任写一种)
4．（2023·浙江卷）某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知：
请回答：
(6)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环
② 谱和 谱检测表明：分子中共有4种不同化学环境的氢原子，有酰胺基( )。
5．（2023·湖南卷）含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性，一种合成该类化合物的
路线如下(部分反应条件已简化)：回答下列问题：
(6) (呋喃)是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中。除HC=C=CH-CHO外，
2
还有 种；
6．卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如图：
已知：i．
ii．
回答下列问题：
(7)C的一种同系物 ，其同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应、且有4条支链的化合物
共有 种。(不考虑立体异构)
7．有机物M是重要的有机合成中间体，其合成路线之一如下：已知：① ( 、 、 为烃基)；
② 的原子利用率为100％。
回答下列问题：
(6)D有多种同分异构体，同时满足下列条件的有 种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱有4组
峰且峰面积之比为3：2：2：1的是 (写结构简式)。
①含有苯环；②1mol异构体最多与2molNa反应；③1mol异构体最多与2molNaOH反应。
8．吡扎地尔是一种降血脂、抗血小板聚集药。一种合成路线如图。
请回答下列问题：
(4)D的芳香族同分异构体有 种，其中在核磁共振氢谱上有4组蜂且峰的面积之比为2：2：2：3的结
构简式为 。
9．肉桂醛基阿司匹林衍生物有望作为新型抗结直肠癌药物。肉桂醛基阿司匹林(化合物J)的某合成路线如
图所示(部分反应条件已略去)。
回答下列问题：
(5)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的共有 种。
①含有苯环；②与E含有相同的官能团；③苯环上有两个取代基；④不含 结构
其中，核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为3 ： 2 ： 2 ： 1的结构简式为 (写出一种
即可)。
10．化合物M是有机合成重要中间体，其合成路线如图：已知：R COOR +R CHCOOR +R OH
1 2 3 2 4 2
(5)B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式。
i.能与FeCl (aq)发生显色反应；
3
ⅱ.碱性水解后酸化，所得两种产物分子均只有2种不同化学环境的氢原子。
11．催化剂Mo(CO) 对于间位取代苯衍生物的合成至关重要，一种化合物H的合成路线如图：
6
已知：－Ph代表苯基。
(4)D与C HOH发生酯化反应的有机产物有多种同分异构体，其一种同分异构体同时满足下列条件，写出
2 5
该同分异构体的结构简式： 。
①分子中不同化学环境的氢原子个数比是6：2：2：1：1；
②能发生水解反应，且1mol该物质完全水解时消耗2molNaOH。
12．按要求写出符合特定条件的有机物的结构简式
(1)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的 的同分异构体的结构简式_________________。(不
考虑立体异构，只需写出3个)
(2) 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
______________、____________。
①能发生银镜反应；②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。
(3)化合物CHC≡CCOOC(CH ) 的核磁共振氢谱中有________个吸收峰；其满足以下条件的同分异构体(不
3 3 3考虑手性异构)数目为______________。
①分子中含有碳碳叁键和乙酯基(—COOCH CH)
2 3
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳叁键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式_______________。
13．判断下列特定有机物的同分异构体的数目。
(1)分子式是C HO 的芳香酯的化合物有 种。
8 8 2
(2)有机物 有多种同分异构体，其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物有_____种。
(3)有机物 的同分异构体很多，符合下列条件的同分异构体有 种。
①苯的衍生物 ②含有羧基和羟基 ③分子中无甲基
14．写出下列特定有机物的结构简式。
(1)写出同时满足下列条件的A( )的同分异构体的结构简式： 。
①分子中含有苯环，且苯环上的一氯代物有两种
②与FeCl 溶液发生显色反应
3
③能发生银镜反应
(2)写出同时满足下列条件的 的一种同分异构体的结构简式： 。
①苯环上有两个取代基
②分子中有6种不同化学环境的氢
③既能与FeCl 溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应
3
(3)有机物 的一种同分异构体满足下列条件：
Ⅰ.能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCl 溶液发生显色反应
3
Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢，且分子中含有两个苯环。
写出该同分异构体的结构简式： 。(4)H是E( )的同系物，且比E少两个碳原子。满足下列条件的 H的同分异构体有_______种
(不考虑立体异构)；其中一种同分异构体被氧化后核磁共振氢谱有三组峰，面积比为1 1 4，则氧化后
有机物的结构简式为________________。
∶ ∶
①有两个取代基的六元碳环；
1 mol该同分异构体分别与足量的Na和NaHCO 反应生成气体物质的量相同。
3
②
