Luyện tập xác định đồng phân của hợp chất hữu cơ

Có 4 đồng phân amine bậc một chứa vòng benzene có cùng công thức phân tử C₇H₉N

Ta có C₄H₁₀O là alcohol đơn chức no, vậy ta có số đồng phân là:

Cách 1: 

CH₃CH₂CH₂CH₂OH;

CH₃CH(OH)CH₂CH₃;

CH₃-C(OH)(CH₃)₂;

CH₃CH(CH₃)CH₂OH.

Cách 2: 

Áp dụng công thức tính nhanh

Số alcohol C₄H₁₀O = 2^4-2 = 2² = 4

Vậy ứng với công thức phân tử C₄H₁₀O có 4 đồng phân alcohol

Các amine bậc 1 có công thức phân tử C₃H₉N là:

CH₃-CH₂-CH₂-NH₂; (CH₃)₂CH-NH₂

⇒ Có 2 công thức thỏa mãn

Có 5 đồng phân alcohol mạch hở:

CH₂=CH-CH₂-CH₂-OH

CH₂=CH-CHOH-CH₃

CH₃-CH=CH-CH₂-OH (cis và trans)

CH₂=CH(CH₃)-CH₂OH

C₄H₈O₂ có 2 đồng phân carboxylic acid

CH₃-CH₂-CH_­2-COOH ; CH₃-CH(CH₃)-CH₂-COOH

Hợp chất C₄H₈O₂ là ester no, đơn chức, mạch hở

Các công thức cấu tạo là:

HCOOCH₂CH₂CH₃

HCOOCH(CH₃)-CH₃

CH₃COOCH₂CH₃

CH₃CH₂COOCH₃

Vậy có tất cả 4 đồng phân ester ứng với công thức phân tử C₄H₈O₂.

Số đồng phân alkene bao gồm đồng phân cấu tạo và đồng phân hình học

Các đồng phân cấu tạo mạch hở của C₅H₁₀ là:

CH₂=CH-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃ (có đồng phân hình học)

CH₂=CH(CH₃)-CH₂-CH₃

(CH₃)₂C=CH-CH₃

(CH₃)₂CH-CH=CH₂

⇒ C₅H₁₀ có 6 đồng phân alkene

Dễ dàng tính nhanh được.

Các đồng phân là ester hoặc acid của C₄H₈O₂ sẽ tác dụng được với dung dịch NaOH.

6 đồng phân (2 acid và 4 ester) đó là :

CH₃CH₂CH₂COOH,

CH₃CH(CH₃)COOH,

HCOOCH₂CH₂CH₃,

HCOOCH(CH₃)CH₃,

CH₃COOCH₂CH₃,

CH₃CH₂COOCH₃.

Hợp chất C₃H₉N là amine đơn chức no

Cách 1:

Bậc 1 có: CH₃-CH₂-CH₂-NH₂ 

CH₃-CH(NH₂)-CH₃

Bậc 2 có: CH₃-NH-CH₂-CH₃

Bậc 3 có: (CH₃)₃N

Cách 2:

Công thức tính nhanh

Số amine C_nH_2n+3N = 2^n-1 = 2^3-1 = 2² = 4

Vậy có 4 Amine có công thức phân tử C₃H₉N

Các đồng phân ester có công thức phân tử C₃H₆O₂ là

Cách 1:

HCOOCH₂CH₃

CH₃COOCH₃

Cách 2:

Áp dụng công thức số đồng phân ester đơn chức no C_nH_2nO₂

Công thức: Số ester C_nH_2nO₂ = 2^n-2 (n < 5) = 2^3-2 = 2 đồng phân

Ứng với công thức phân tử C₃H₈O thì chất có thể là alcohol hoặc ether.

Alcohol C₃H₈O có 2 đồng phân alcohol, cụ thể

CH₃-CH₂-CH₂-OH

CH₃-CH(OH)-CH₃

Ether C₃H₈O có 1 đồng phân ether, cụ thể:

C₂H₅-O-CH₃

Các đồng phân alcohol bậc I ứng với công thức C₄H₁₀O là:

CH₃CH₂CH₂CH₂-OH: Butan – 1 – ol

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-OH: 2 – methylpropan – 1 – ol

Vậy có 2 đồng phân alcohol bậc I

Alkane có từ 4C trở đi ứng với mỗi công thức phân tử có các công thức cấu tạo mạch carbon không phân nhánh và mạch carbon phân nhánh của các đồng phân mạch carbon.

Viết các đồng phân cấu tạo của C₆H₁₄:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

(CH₃)₂-CH-CH(CH₃)₂

(CH₃)₃-C-CH₂-CH₃

Vậy C₆H₁₄ có 5 đồng phân cấu tạo.

CH₃CH=CHCH₃ có đồng phân hình học.

Độ bất bão hòa k =  số liên kết π + số vòng = 1

⇒ π = 1 (vì v = 0)

Vậy trong phân tử có 1 liên kết đôi

Số công thức tạo mạch hở có thể có ứng với công thức phân tử C₄H₈ là 3:

CH₂=CH-CH₂-CH₃; CH₃-CH=CH-CH₃; CH₂=C(CH₃)-CH₃

Ta thấy C₄H₈O có dạng C_nH_2nO nên Aldehyde thuộc loại Aldehyde no, đơn chức, mạch hở.

Cách 1: Các đồng phân cấu tạo Aldehyde là:

CH₃-CH₂-CH₂-CHO

CH₃-CH(CH₃)CHO

Cách 2: Áp dụng công thức tính nhanh

Số Aldehyde C₄H₈O = 2^4-3 = 2

Vậy có 2 đồng phân cấu tạo.

Các đồng phân alkane có công thức phân tử C₅H₁₂ là:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

C(CH₃)₄

Vậy có tất cả 3 đồng phân

Công thức cấu tạo mạch hở có thể có ứng với các công thức phân tử C₂H₄O chỉ có thể là aldehyde

CH₃ – CH = O

Số đồng phân alkane sẽ là: 2^4-4 + 1 = 2 đồng phân

Vậy C₄H₁₀ có 2 đồng phân.

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-CH₃

Amine C₄H₁₁N có 4 đồng phân amine bậc 1

CH₃ - CH₂ – CH₂ – CH₂ – NH₂

CH₃ – CH(CH₃)CH₂NH₂

CH₃ – C(NH₂)(CH₃) – CH₃

CH₃ – CH₂ – CH(NH₂) – CH₃

Những hợp chất hữu cơ khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử được gọi là các chất đồng phân của nhau.

Các đồng phân có tính chất hoá học khác nhau do chúng có cấu tạo hoá học khác nhau.

Tã xét các công thức

Vậy những chất đồng phân của nhau là những chất có cùng công thức phân tử là: (2), (3), (4)

CH₃ – CH₂ – CH₂ – COO – CH₃

CH₃ – COO – CH₂ – CH₂ – CH₃

CH_{3 –} CH(CH₃) – COO – CH₃

CH₃ – CH₂ – COO – CH₂ – CH₃

CH₃ – COO – CH(CH₃) – CH₃

HCOO – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

HCOO – CH(CH₃) – CH₂ – CH₃

HCOO – CH₂ – CH(CH₃) – CH₃

HCOO – C(CH₃)₃

Vậy số đồng phân ester cấu tạo ứng với công thức phân tử C₅H₁₀O₂ là 9

Alkene có đồng phân hình học Pent-2-ene.

Công thức cấu tạo: CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃

Có 2 alkene đã cho có đồng phân hình học là

CH₃-CH₂-CH=CH-CH₃ và CH₃-CH₂-CH=CH-CH₂-CH₃

Cách 1: 

Amine C₄H₁₁N có 4 đồng phân amine bậc 1

CH₃ - CH₂ – CH₂ – CH₂– NH₂

CH₃ – CH(CH₃)CH₂NH₂

CH₃ – C(NH₂)(CH₃) – CH₃

CH₃ – CH₂ – CH(NH₂) – CH₃

Amine C₄H₁₁N có 3 đồng phân amine bậc 2:

CH₃ – CH₂ – CH₂ – NH – CH₃

CH₃ – CH(CH₃) – NH – CH₃

CH₃ – CH₂ – NH - CH₂ – CH₃

Amine C₄H₁₁N có 1 đồng phân amine bậc 3

(CH₃)₂ – N – C₂H₅

Cách 2: Áp dụng công thức: 2^n–1 (n < 5) =  2^4-1 = 8 ⇒ có 8 đồng phân

Các đồng phân của C₅H₈ là

CH≡C−CH₂−CH₂−CH₃

CH₃−C≡C−CH₂−CH₃

CH≡C−CH(CH₃)−CH₃

⇒ Có 3 đồng phân

Số công thức cấu tạo ứng với các công thức phân tử C₂H₄Cl₂ là

CH₃ – CHCl₂

CH₂Cl – CH₂Cl