高考理综36题：含苯环的同分异构现象

1、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7夕的各类有机物。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:二价苯环:三价苯环:四价苯环:五价苯环: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。、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）:（1）苯环上一取代:二取代:三取代:四取代:k五取代:把苯环作为1个一价基团（苯环上的侧链只有把苯环作为1个二价基团（苯环上的侧链只有把苯环作为1个三价

2、基团（苯环上的侧链只有把苯环作为1个四价基团（苯环上的侧链只有把苯环作为1个五价基团（苯环上的侧链只有1个）。2个）。3个）。4个）。5个）。（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。若由-X、-X、-X 3个相同取代基取代，其结构式有3种：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、-Y 3个取代基取代，其结构式有6种（固定2个X,移动Y）:这三种结构，

3、在苯环上分别2、3、1种不同化学环境的 H原子。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）:XXXXa b 5 6ZXXXX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）: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。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。种。【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【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，剩余的 2个C可形成1个-C2H5或2个-CH3

4、,有乙苯和3种二甲苯共4种。CH3CH3CH.在这4种的基础上，再在苯环上分别引入1个-NO2,CH.CH3则分别有3、2、ch53、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。种。（不考虑立体异构）【例2】（2013年全国高考）分子式为C8H 9Br含有苯环的结构简式共有【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。元取代（2种）CH2CH2Br-7-CHCH3却二元取代三元取代CM6CHiCH:BrC用Br

5、Br（6 种）：CHch3（6 种）：但夕 CH；Brch3正确书写的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，除一 CH3、一 CH2CH3、一 Br外，还可以组合成一 CH2Br。【例3】某芳香化合物的分子式为 C8H9C1,其苯环上的一澳取代物只有两种.则该化合物结构简式有2种3种4种5种【解析】苯环上的一澳取代物只有两种，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个取代基可以是一 CH2CH3与一Cl或一CH2C1与一C H3,分别形成邻、间、对三种同分异构体。经分析知，只有上

6、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-CH3和一Cl,由它们形成的6种同分异构体中，只有CH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CoCHO【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、醛、酮、烯、快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“一 COO- “取出，写出剩余部分的同分异构体。第二步，在CC间插入O-CHmCH,“一COO一”和“一OOC” ；在C-H间插入“一OOC（酯基C与H相连

7、，形成甲酸酯 HCOO -）。本题给出的结构，取出一 COO后，余下的一取代苯的结构只有一种，为CC间分别插入“一COO 一”和“一OOC”，得到的结构简式为：COO-CH2-CHb QCH2-COO-CH3OOC-CH2-CH3 CH2-OOCH32次。在亚甲基“一CH2”中的C-H键间插入“一在C-H间插入“一OOC” ：由于侧链有2种不同化学环境的 H原子，故插入QfH9OCH中的C-H键间插入“一OOC，得 CH, ；在甲基“一ch3”-ch2-ch2-ooch 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“一 COO- “外，余下2

8、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“一COO和一OOC”,共有6种：5 / 92.联苯或稠环芳香化合物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】菲和意互为同分异构体。已知菲的结构简式为，菲的一氯取代物有 种;成了成4个相同部分，故意一氯代物有 3种。意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种一氯慈:在此基础上再移动第二个Cl :所以，意的二氯代物共有15种。二、芳香化合物同分异构体书写常见题型.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.只说

9、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）.给出限定条件的同分异构体的书写.分子中或苯环上有几种不同化学环境的H原子1. （2019年全国卷I）已知B的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，除去环己烷和一 CHO,只剩下1个C原子且只能为甲基一C

10、H3。所以侧链只能是一 CH3、一 CHO和一CH2CHO 。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 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3 ： 2 ： 1。能发生银镜反应；核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为【解析】依题意，要求书写的E的同分异构体的结构简式必须:分子中共有3种不同化学环境的H原子且比例为3：2：1。、2 个 Cl、1 个一CHO ,含1-CH

11、O外，还余下的1个C。“ H原子通过分析E的结构简式知，E的这些同分异构体的苯环侧链除 比例为3 ： 2 ： 1”中的“1”应该是一CHO中的H,而“ 3”只能是一CH3中的3个H 了，那么剩下的“ 2”则必然是苯环上还有 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个一CHO 和 1 个一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。由于一CHO和一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和一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Ho答案为:3. （2019年全国卷III）已知D的结构简式为L , 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，个数比为：2 ： 1;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个一CH 3,当然也就无法满足“ 6 ： 2