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07 同分异构体

不饱和度

分子式计算不饱和度

不饱和度指的是缺氢指数。符号:Ω。

它是和饱和烷烃对比,每少两个氢不饱和度 + 1。

一个分子式计算不饱和度规则:

卤族原子当氢看,氧原子直接忽略,分子式有氮时,有多少个 N,减掉多少个 NH,再算不饱和度。

例如计算分子式的 C₄H₈ 不饱和度:4+182=54=1,所以有一个不饱和度,比烷烃 C4H8 少 2 个 H 原子。

口诀

拿到一个分子式,计算其不饱和度:

碳数加一减半氢,卤加氮减氧不算。

结构式计算不饱和度

  • 双键:1 个不饱和度

  • 三键:2 个不饱和度

  • 环:1 个不饱和度

  • 苯环:4 个不饱和度(可以根据凯库勒式,有一个环、三个双键,所有有 4 个不饱和度)

    注意 n 个苯环相连时,Ω=4n(n1)。或者直接根据环数、凯库勒式计算不饱和度。

  • 立体结构存在 n 个最小环(至少两个环)相连(环内不能包含其它环)时,不饱和度为 n1

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最后写分子式时,注意先写烷烃,并且烷烃不要忘了加 + 2!!

烷烃结构式:CnH2n+1!!

TIP

由分子式算不饱和度时,要去掉 NH。

由结构式算不饱和度后,最后据此得出分子式,还需要加上结构中的 NH 数。几个 N 加 几个 NH。才算出最终的 分子式。

例题

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1 个苯环、1 个三元碳环 (几元指的就是个数,比如三元 碳环就指的是由 3 个碳原子形成的碳环)、1 个碳氧双键,总共 6 个Ω,分子总共 12 个 C,

所以分子式为 C12H24+26×2=C12H14

取代法:适用于醇、醛、羧酸的同分异构体

将羟基、醛基、羧基直接看氯原子,直接找有机物的取代物种数即为同分异构体种数。

TIP

碳碳 双键不能和羟基直接相连。

基元法

基元法其实就是将常见基团的结构有几种提前总结好,大家可以直接用结论。

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苯环取代基相关结论

俩取代基

若苯环上连有 2 个取代基,其结构有邻、间、对 3 种。

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叁取代基

若苯环上连有 3 个相同的取代基,其结构有连、均、偏 3 种。

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苯环上连有 X、X、Y 3 个取代基 (两个取代基一相同一个不同),其结构有 6 种。

若苯环上连有 X、Y、Z 3 个不同的取代基 (3 个取代基都不一样),其结构有 10 种。

  • XXX,3
  • XXY,6
  • XYZ,10

例子

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插入法

一般简单的酯类同分异构体可以用组合法:

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若 R₁ 有 m 种,R₂ 有 n 种 (R 基结构一般可以用基元法求),共有 m×n 种

插入法主要解决酯类物质的同分异构体:

插入法其实就是将酯基单独提取出来,将有机物剩下的结构分析清楚后再将酯基 插回。

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计算酯类物质同分异构体的公式:不同等效碳碳键数 × 2(指的是有机物先去 掉一个酯基的剩余结构) - 对称中心的碳碳键数 (它被乘 2 多算了一次,对称中心的碳碳键插入酯基只有一种结构) + 不同等效碳氢键数目

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