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微专题特训14 限定条件下同分异构体的书写
1.F是B()的同分异构体。7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠溶液反应可释放出2.24L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有__9__种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为。
【解析】B的分子式为C6H10O4,其相对分子质量为146,F是B的同分异构体,则7.30gF的物质的量为0.05mol,生成的二氧化碳的物质的量为0.1mol,因此F分子中含有两个羧基,剩余基团为—C4H8,根据同分异构体的书写方法可判断符合要求的F的可能结构有9种,其中满足题意要求的结构简式为。
2.T(C7H7NO2)是E()在碱性条件下的水解产物,同时符合下列条件的T的同分异构体有__13__种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式为。
①—NH2直接连在苯环上;
②能与新制的氢氧化铜悬浊液共热产生砖红色沉淀。
【解析】T(C7H7NO2)是E在碱性条件下的水解产物,它的同分异构体,要求①—NH2直接连在苯环上;②能与新制的氢氧化铜悬浊液共热产生砖红色沉淀,说明结构中有醛基。分析可知,T符合条件的同分异构体分两大类:一类是苯环上有两个取代基,为—NH2和HCOO—,在苯环上按邻、间、对位排列方式共有3种;另一类是苯环上有3个取代基,为—OH、—CHO、—NH2,三个不同的取代基在苯环上的排列方式共有10种结构,所以一共有13种符合条件的同分异构体。其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式为。
3.和乙醇反应的产物为H(C8H6FCl2NO2),写出满足下列条件的H的一种同分异构体的结构简式:__或或或__。
①是一种α氨基酸;
②分子中有4种不同化学环境的氢原子,且分子中含有一个苯环。
【解析】H(C8H6FCl2NO2)的一种同分异构体满足:①是一种α氨基酸,说明氨基、羧基连接在同一碳原子上,②分子中有4种不同化学环境的氢原子,且分子中含有一个苯环,由于氨基、羧基中共含有的3个氢原子是2种化学环境不同的氢原子,故另外3个氢原子是2种不同的氢原子,应存在对称结构,H的同分异构体的结构简式可能为或或或。
4. 有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为。
①可发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应;
②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1∶2∶2∶3。
【解析】的同分异构体满足:①可发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有醛基和酚羟基,除苯环以外不饱和度为1,则该同分异构体中只有一个—CHO;②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1∶2∶2∶3,说明该结构具有对称性,根据该结构中氧原子数可知该结构中含有1个醛基、2个酚羟基、1个甲基,满足该条件的同分异构体的结构简式为和。
5.[2023·桐庐中学月考]化合物Y是B()的同分异构体,遇FeCl3溶液显紫色,其核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1。Y的结构简式为。
【解析】化合物Y是B的同分异构体,遇FeCl3溶液显紫色,可知Y中含有酚羟基,核磁共振氢谱有4组峰说明含有4种氢原子,峰面积之比为3∶2∶2∶1,可知Y中应含有甲基,则满足条件的Y的结构简式为。
6.B()有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有__15__种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为。
①苯环上有2个取代基;
②能发生银镜反应;
③与FeCl3溶液发生显色反应。
【解析】的同分异构体满足:能发生银镜反应,说明结构中存在醛基;与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,同时满足苯环上有2个取代基,酚羟基需占据苯环上的1个取代位置,支链上苯环连接方式(黑色点标记)有、,共5种,每种与酚羟基都有邻、间、对三种位置,因此一共有5×3=15种结构;酚羟基和醛基中的氢不等效,则核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式一定具有对称性(否则苯环上的氢原子不等效),即苯环上取代基位于对位,因此该同分异构体的结构简式为。
7.[2023·兰溪一中模拟]F()的同分异构体中,含有苯环、—NH2且能发生银镜反应的有__16__种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。
【解析】F的同分异构体含有苯环、—NH2,且能发生银镜反应,则结构中还含有醛基。如果苯环上含有两个取代基,一个为—CH2CHO,一个为—NH2,环上有邻、间、对3种位置关系;若苯环上有两个取代基,一个为—CHO,一个为—CH2NH2,环上有邻、间、对3种位置关系;若苯环上有三个取代基,一个—CH3、一个—CHO、一个—NH2,环上共有10种位置关系,