甲结构异构体,或构成异构体(每IUPAC ),是一种类型的异构体在which 分子具有相同的分子式具有不同的结合图案和原子组织,相对于立体异构体,其中分子键总是在相同顺序和唯一的空间排列不同。[2] [3]结构异构体有多个同义词。
三类结构异构体是骨架,位置和功能异构体。位置异构体也称为区域异构体。
链异构
在链异构或骨骼异构中,(通常是碳)骨架的组分明显地重新排序以产生不同的结构。戊烷以三种异构体存在:正戊烷(通常简称为“戊烷”),异戊烷(2-甲基丁烷)和新戊烷(二甲基丙烷)。
n – 戊烷 | 异戊烷 | 新戊烷 |
位置异构(regioisomerism)
在位置异构(区域异构)中,官能团或其他取代基改变母体结构上的位置。在下表中,羟基可占据正戊烷链上的三个不同位置,形成三种不同的化合物。
戊-1-醇 | 戊-2-醇 | 戊-3-醇 |
存在许多芳族异构体,因为取代基可位于苯环的不同部分上。仅存在苯酚或羟基苯的一种异构体,但甲酚或甲基苯酚具有三种异构体,其中额外的甲基可相对于羟基的位置置于环上的三个不同位置。二甲苯酚具有一个羟基和两个甲基,总共存在6种异构体。
2,3-二甲苯酚 | 2,4-二甲苯酚 | 2,5-二甲苯酚 |
2,6-二甲苯酚 | 3,4-二甲基苯酚 | 3,5-二甲苯酚 |
功能组异构
功能异构体是具有相同分子式的结构异构体(即,相同元素的原子数相同),但原子以不同方式连接,因此分组不同。这些原子团称为官能团,功能性。
例如,环己烷和1-己烯均具有式C 6 H 12。这两种被认为是官能团异构体,因为环己烷是环烷烃,己-1-烯是烯烃。[ 可疑 ]
环己 | 1-己烯 |
对于两个分子是功能异构体,它们必须包含以特定方式排列的关键原子团。一些最好的例子来自有机化学。C 2 H 6 O是分子式。根据原子的排列方式,它可以代表两种不同的化合物二甲醚 CH 3 -O-CH 3或乙醇 CH 3 CH 2 -OH。二甲醚和乙醇是官能异构体。第一个是以太。的碳链- 氧 -碳链的功能被称为醚。第二是酒精。碳链 – 氧 – 氢官能称为醇。
如果功能保持不变,但它们的位置发生变化,则结构异构体不是官能异构体。1-丙醇和2-丙醇是结构异构体,但它们不是官能异构体。它们都是醇类。官能团(碳链-OH)存在于这两种化合物中,但它们不相同。
虽然一些化学家可互换地使用术语结构异构体和功能异构体,但并非所有结构异构体都是官能异构体。
功能异构体通常在化学中使用红外光谱法鉴定。红外辐射对应于主要与分子振动相关的能量。醇官能团具有非常明显的振动,称为OH-拉伸,这是由氢键引起的。液体和固体形式的所有醇都吸收某些波长的红外辐射。
由于与这些基团相关的振动,具有相同官能团的化合物都将吸收某些波长的红外光。实际上,红外光谱分为两个区域。第一部分称为功能组区域。二甲醚和乙醇在官能团区域具有不同的红外光谱。
红外光谱的第二部分称为指纹区域; 它与分子对称性所允许的运动类型有关,并受到键能的影响。指纹区域对单个化合物更具特异性。即使1-丙醇和2-丙醇在官能团区域具有相似的红外光谱,它们在指纹区域也不同。
简而言之,官能异构体是具有不同官能团如醇和醚的结构异构体。
异构体计数
作为异构体计数的实例,存在九种具有不同键连接性的分子式C 3 H 6 O的结构异构体。其中7种在室温下是空气稳定的,这些在下表中给出。另外两种结构异构体是羰基异构体(丙醛和丙酮)的烯醇 互变异构体,但这些异构体不稳定。
化学合成物 | 分子结构 | 熔点 point(℃) |
Boiling 点(℃) |
评论 |
---|---|---|---|---|
烯丙醇 | -129 | 97 | ||
环丙醇 | 101-102 | |||
丙醛 | -81 | 48 | 与丙烯-1-醇的互变异构体,其具有顺式和反式立体异构体异构形式 | |
丙酮 | -94.9 | 56.53 | 与propen-2-ol的互变异构体 | |
氧杂环丁烷 | -97 | 48 | ||
环氧丙烷 | -112 | 34 | 有两种对映体形式 | |
甲基乙烯基醚 | -122 | 6 |