微诊断 二价官能团的插入法异构

微诊断二价官能团的插入法异构

新洲一中张新平

[典型案例]

[2016·天津卷选] B(结构简式：CH2==CHOC2H5)的同分异构体F与B有完全相同的官能团，写出F所有可能的结构：____________________。

[诊断解析]

1. 题中错误主要是书写不完全，因为未能悟透“所有可能”所蕴含的顺反异构体。

2. 有序异构如下，①官能团异构——信息优先，“F与B有完全相同的官能团”得到官能团有：碳碳双键“=”和醚键“—O—”；

②碳链异构：C—C—C—C、；

③位置异构：依次是如碳碳双键“=”插入异构得，C—C=C—C、C=C—C—C、

；醚键“—O—”的插入（要保证得到醚，不能插入C—H键之间）异构得（图

示如下），、。其中存在顺反异构体。还要注意，所写异构体中不含B，而是异构成F，故共有4种，其结构简式分别是：

CH2==CHCH2OCH3、、、。

[归纳小结]

1. 二价官能团（或基团）理论上可以插入仍有两个原子所形成的单键之间进行异构，且不对称的二价官能团在插入不对称的单键之间时有2种插入方式，形成2种异构体。但是最常见的是插入C—H或C—C间进行异构。

2. 有序异构：①官能团异构——信息决定官能团时，也是信息优先；②碳链异构——剩余碳进行碳链异构；③位置异构——在碳链上或单键间多个官能团依次取代H或插入单键（如C—C、C—H）间进行异构。

3. 对于立体异构，如有要求如“(不含立体异构)”等，则不考虑顺反异构体；如果没有这种括号要求，则遇到碳碳双键的异构体时，应该考虑顺反异构体，如范例之2016天津高考题，其要求“所有可能”。

[巩固训练]

1. [2016·全国卷Ⅱ选] G(结构简式：)的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种。(不含立体异构)

解析：答案是8。（1）官能团异构——G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应，即官能团为碳碳双键“=”、氰基（—CN）和甲酸酯（HCOO—）；（2）碳链异构：C—C—C；（3）位置异构：其一，碳碳双键“=”插入法位置异构得C=C—C；其二，

氰基为一价基团取代H位置异构得；

其三，二价酯基被信息限制为一价基团甲酸酯（HCOO—），也只能取代H的位置异构为：、、。

8种异构体分别是①、②、③、④NC—CH==CH—CH2—OOCH、⑤NC—CH2—CH==CH—OOCH、⑥、

⑦、⑧。

2. 已知C的结构简式：CH2=CHCOOCH3。则与C含有相同官能团的同分异构体有种（不含C本身，不考虑立体异构）。若考虑顺反异构，则其顺反异构体的结构简式分别是。

解析：4. 有序异构如下：①官能团异构：信息定官能团（体现信息优先）——“与C 含有相同官能团”，即有碳碳双键“=”和酯基（—COO—）两种官能团；②碳链异构：C—C—C；③位置异构：其一，插入碳碳双键如“=”得“C=C—C”；其二，在C—C和C—H 之间插入酯基形成酯（去掉酸）。注意酯基是不对称二价官能团，在插入不对称的C—C键之间、以及C—H键之间时，均有2种不同的插入方式而形成2种异构体，但是在插入C—H键之间时，一种形成羧酸（不在本题要求内）、一种形成酯（是本题要求的）。插入图示如下：

其中4或5是“C本身”，故还有异构体4种。

若考虑顺反异构，则只有上述插入方式1存在。所得异构体是HCOOCH=CHCH3，其顺反异构体分别为：

顺式异构体：；反式异构体：。