同分異構(gòu)之官能團(tuán)位置異構(gòu)書寫規(guī)律

樊文杰

筆者研究了大量官能團(tuán)位置異構(gòu)書寫，發(fā)現(xiàn)官能團(tuán)異構(gòu)書寫方法基本上分為兩大類。下面談?wù)劰P者的一些經(jīng)驗(yàn)。

第一種類型為含有一價(jià)基官能團(tuán)（-R）的有機(jī)物，通式為CnH2n+1R。此類物質(zhì)可看成是官能團(tuán)R取代了烴CnH2n+2中的一個(gè)H，烴中氫的種類即為同分異構(gòu)的數(shù)目，此法稱為取代法。等效氫的分析是此法的關(guān)鍵，何為等效氫？1.連在同一碳上的氫等效；2.連在同一碳上的甲基上的氫等效；3.處于對稱位置碳上的氫等效。現(xiàn)以C4H9Cl為例加以說明，可以將其看成丁烷中的一個(gè)H用一個(gè)Cl取代，分析丁烷等效氫的數(shù)目，丁烷有兩種碳鏈異構(gòu)，由圖1可知等效氫為2+2=4種，即C4H9Cl為四種，分別為：CH2（Cl）CH2CH2CH3，CH3CH（Cl）CH2CH3，CH2（Cl）CH（CH3）2，C（CH3）3Cl。再如書寫羧酸C4H8O2的同分異構(gòu)體。分析C4H8O2可看成是C3H8中一個(gè)H被羧基（-COOH）取代，C3H8的等效氫如圖2分析有兩種。

所以C4H8O2的同分異構(gòu)體為：CH3CH2CH2COOH，CH3CH（CH3）COOH。

第二類官能團(tuán)位置異構(gòu)為含有二價(jià)基官能團(tuán)（-COO-，-O-等）有機(jī)物，此類官能團(tuán)位置異構(gòu)可將其看成是將二價(jià)基官能團(tuán)插入到烴中的碳碳鍵或碳?xì)滏I中。即此類物質(zhì)的同分異構(gòu)體的數(shù)目是跟共價(jià)鍵有關(guān)，因此此類同分異構(gòu)體數(shù)目分析的關(guān)鍵為“等效鍵”的分析，等效鍵的分析類同于等效氫，1.連在同一碳上的碳?xì)滏I等效，2.連在同一碳上的甲基上的碳?xì)滏I等效，3.處于對稱位置共價(jià)鍵等效。例如C4H10的等效鍵分析如圖3共有4種。

例如書寫醚類C4H10O的同分異構(gòu)體。

可將其看成將“-O-”插入到C4H10的碳碳鍵中（不考慮碳?xì)滏I，因?yàn)槿绻宓教細(xì)渲械脑捑褪橇u基，變成醇了）其等效碳碳鍵分析如圖4所示，共有3種，結(jié)構(gòu)簡式分別為：CH3OCH2CH2CH3，CH3CH2OCH2CH3，CH3OCH（CH3）2。再比如書寫分子式為C4H8O2所有的酯類同分異構(gòu)體。

可將其看成將-COO-插入到C3H8的共價(jià)鍵中，C3H8的等效鍵分析如圖5所示：

考慮到官能團(tuán)COO是不對稱的，在每個(gè)鍵的位置可以插入兩次，所以其結(jié)構(gòu)簡式為：①處有CH3COOCH2CH3，CH3CH2COOCH3；②處有HCOOCH2CH2CH3（氧原子不能連到H上，連到H上官能團(tuán)就變?yōu)轸然?，不是酯基了）；③處有HCOOCH（CH3）2（同②處分析）。

綜上所述，官能團(tuán)位置異構(gòu)的分析也就是在碳鏈異構(gòu)的基礎(chǔ)上分析等效氫，等效鍵（具體根據(jù)官能團(tuán)的特點(diǎn)考慮C-C或C-H或C-C與C-H插入官能團(tuán)，若官能團(tuán)不對稱，則要正反插入兩次）的問題，然后分別使用取代法與插入法即可。

（收稿日期：2016-02-17）endprint