构造异构现象

4
5
6
7
8
9
20
40
异构 体数
1
1
1
2
3
5
9
18
35
366319 (36万)
62,491,178,805 ,831 （62万亿）
随链烷烃中碳原子数增加，碳架异构体数目 急剧增加。
2、链烷烃碳架异构体的推导
用碳链逐步缩短的方法推导碳架异构体数目，以己烷 为例说明推导过程：
以C6H14为例：
1. 首先写出最长的直链：CH3CH2CH2CH2CH2CH3
例3.分子式为 C2H4O 的化合物，可以是 乙 醛 CH3CHO、乙烯醇 CH2=CH-OH 和环 氧乙烷 三个化合物。
例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、 烯醇、烯基醚、脂环醇和环氧烷烃等六类化合 物。如：
C C C O C C C C C C C C OH
C
异丁醛
O
丁酮
OH
H2C CHOCH3CH3
有机化合物同分异构的几个概念
1、分子结构的三个层次：构造、构型和构象
分子的结构：分子中原子互相排列顺序和相互结合 关系称为分子的结构，表示分子结构的化学式 称为结构式。
分子的构造：分子中原子间相互连接的顺序和结合 方式称为分子的构造，表示分子构造的化学式 称为构造式。
分子的构型：分子中原子或基团在空间排列形状称 为分子的构型，表示分子构型的化学式称为构 型式。
分子的构象：同一种分子构型由于单键的旋转使分 子在空间的不同排列构型称为分子的构象，表 示分子构象的构型式称为构象式。
2、同分异构
碳链（碳架）异构
构造异构
官能团位置异构 官能团异构
同分异构
互变异构
立体异构
构型异构 构象异构
顺反异构 光学异构
同分异构现象：化合物的分子式相同，分子的结 构和性质不同的现象称为同分异构现象。
1-丁烯
CH3CH CHCH3
2-丁烯
CH3 CH3C CH2
2-甲基丙烯
CH CCH2CH3
1-丁炔
CH3C CCH3
2-丁炔
例3.碳环化合物也能形成官能团位置异构 体。如甲酚有三个异构体：
CH3
CH3
OH
OH
邻甲苯酚
OH
间甲苯酚
CH3
对甲苯酚
在多官能团化合物中，官能团位置异构体
还表现在官能团相对位置，如溴代环己烯有三
个异构体：
Br
Br
Br
1-溴环己烯
3-溴环己烯
4-溴环己烯
三、官能团异构现象
1. 分子式相同，构成官能团的原子连接顺序 和方式不同形成不同的官能团，可以形成不同 类化合物，构成官能团异构现象。
2.例1.分子式为 C3H6 的化合物，可以是丙烯 CH2=CHCH3 和环丙烷 两个化合物。
例2.分子式为 C2H6O 的化合物，可以是甲 醚CH3OCH3 和乙醇 CH3CH2OH 两个化 合物。
2-丁烯醇
CCCC O
乙基乙烯基醚
环丁醇
1，2-环氧丁烷
分子中原子数目越多，形成官能团异构体数目也越多。
四、互变异构现象
在常温下，不同官能团异构体处于动态平衡之中， 能很快地互相转变，称为互变异构现象。它是一种 特殊的官能团异构。
例1. 酮与烯醇间互变异构:
H3C C CH2C O C2H5 OO
2. 其次写出减少一个碳原子的最长碳链：
CH3CHCH 2CH2CH3 CH3CH2CHCH 2CH3
CH3
CH3
3. 再次写出减少两个碳原子的最长碳链：
CH3
CH3
CH3CHCHCH 3
CH 3CCH 2CH 3
CH3
CH3
3、环烷烃碳架异构现象
逐步缩小碳环，缩下来的碳，连到缩小后的 碳环的不同位置上，写出环烷烃碳架异构体。
同分异构体：具有同分异构现象的化合物称为同 分异构体。
构造异构现象：分子式相同，分子中原子相互连 接顺序不同现象称为构造异构现象。
§3—1 构造异构现象
这里只简单介绍碳链（碳架）异构的正确书写方法 ：
一、碳架异构现象
分子中碳原子相互连接的顺序不同，产生不同 的碳链或碳环现象，称为 碳架（骨架）异构现象。
CH3CH2CH2CH2OH 1-丁醇
H
H3C
CC OH H2
CH3
2-丁醇
H H3C C CH2 OH
CH3
CH3 H3C C OH
CH3
2-甲基-1-丙醇
2-甲基-2-丙醇
例2.在丁烷碳链异构体各碳上引入双键或三 键，形成官能团位置异构体，可形成三个丁 烯异构体和两个丁炔异构体：
H2C CHCH2CH3
（92.5%）
H3C C CH C O C2H5 OH O
（7.5%）
H3C C CH2C CH3
OO
（24%）
H3C C CH C CH3
O
OH
（76%）
例2.硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构
O H3C CH2N
O
OH CH3CH N
O
例3.亚硝基苯酚与肟互变异构
HO
NO
O
N OH
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在这些平衡混合物中，各组分是互为同分 异构体，但很难分离出纯的某种互变异构体。
1.开链烷烃的碳链异构现象
甲烷CH4、乙烷CH3CH3、丙烷CH3CH2CH3无碳架 异
构，用甲基-CH3取代丙烷中不同类型的氢原子，得
到同两个样丁用烷-C的H碳3架取异代构丁体烷: 碳架异构体中的不同类 型氢原子，可以得到戊烷的3个碳架异构体：
不同碳原子数的烷烃的碳架异构体数目：
C原 子数
1
2
3
例如：环己烷 C6H12可以写出12个异构体：
C
C
C
C
C
C CC C
C
C
C
CC C
CC C
C CC
CCC CCC
二、官能团位置异构现象
各类化合物可以看成是官能团取代相应烃中的氢原子 的产物。官能团取代碳架异构体中的不同氢原子，形成 了官能团位置异构现象。
例1.丁烷有两个碳架异构体，可形成四个一元醇的异构 体：