Question

3．某有機物A（C₄ H₆O₅），廣泛存在于許多水果中，是一種常用的食品添加劑．該化合物具有如下性質(zhì)：
i.25℃時，電離常數(shù)K₁=3.99×10^-4，K₂=5.5×10^-6
ii．Imol A與足量鈉產(chǎn)生1.5mol H₂；
ii．分子中核磁共振氫譜顯示有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子．與A相關(guān)的反應(yīng)流程如下：

回答下列問題：
（1）A中官能團(tuán)的名稱為羥基、羧基；B的結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCH=CHCOOH，C的系統(tǒng)命名為2，3-二溴丁二酸_．
（2）A--B的反應(yīng)類型為消去反應(yīng)；反應(yīng)①所需的反應(yīng)條件為氫氧化鈉水溶液、加熱．
（3）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①M-N．；
②E-F．，
（4）A有多種同分異構(gòu)體，寫出符合下列條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式：HOOCCOOCH₂CH₂OH．
①能發(fā)生水解，生成兩種有機物；②水解后產(chǎn)物之間能發(fā)生縮聚反應(yīng)．

Answer 1

分析 A分子式為C₄H₆O₅，不飽和度為 $\frac{2×4+2-6}{2}$=2，M在氫氧化鈉溶液加熱條件下發(fā)生水解得N，N酸化得A，1mol A與足量的金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1.5mol H₂，結(jié)合A的電離平衡常數(shù)，可知A為二元弱酸，則A含有羥基、羧基，則A分子中含有一個羥基和二個羧基，結(jié)合B的分子式可知，A在濃硫酸作用下加熱發(fā)生消去反應(yīng)得B為HOOCCH=CHCOOH，核磁共振氫譜表明A分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，則A的結(jié)構(gòu)簡式為：HOOCCH（OH）CH₂COOH，B與溴加成得C為HOOCCH（Br）CH（Br）COOH，根據(jù)F的分子式可知，C在氫氧化鈉水溶液、加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)得到D為，D酸化得E為HOOCC≡CCOOH，E與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)得F為CH₃OOCC≡CCOOCH₃，根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡式可反推得N為NaOOCCH（OH）CH₂COONa，M為HOOCCH（Cl）CH₂COOH，據(jù)此解答．

解答 解：A分子式為C₄H₆O₅，不飽和度為 $\frac{2×4+2-6}{2}$=2，M在氫氧化鈉溶液加熱條件下發(fā)生水解得N，N酸化得A，1mol A與足量的金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1.5mol H₂，結(jié)合A的電離平衡常數(shù)，可知A為二元弱酸，則A含有羥基、羧基，則A分子中含有一個羥基和二個羧基，結(jié)合B的分子式可知，A在濃硫酸作用下加熱發(fā)生消去反應(yīng)得B為HOOCCH=CHCOOH，核磁共振氫譜表明A分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，則A的結(jié)構(gòu)簡式為：HOOCCH（OH）CH₂COOH，B與溴加成得C為HOOCCH（Br）CH（Br）COOH，根據(jù)F的分子式可知，C在氫氧化鈉水溶液、加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)得到D為，D酸化得E為HOOCC≡CCOOH，E與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)得F為CH₃OOCC≡CCOOCH₃，根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡式可反推得N為NaOOCCH（OH）CH₂COONa，M為HOOCCH（Cl）CH₂COOH，
（1）A的結(jié)構(gòu)簡式為：HOOCCH（OH）CH₂COOH，A中官能團(tuán)的名稱為羥基、羧基，B為HOOCCH=CHCOOH，C為HOOCCH（Br）CH（Br）COOH，C的系統(tǒng)命名為2，3-二溴丁二酸，
故答案為：羥基、羧基；HOOCCH=CHCOOH；2，3-二溴丁二酸；
（2）根據(jù)上面的分析可知在，A--B的反應(yīng)類型為消去反應(yīng)，反應(yīng)①所需的反應(yīng)條件為氫氧化鈉水溶液、加熱，
故答案為：消去反應(yīng)；氫氧化鈉水溶液、加熱；
（3）反應(yīng)M-N的化學(xué)方程式為：，反應(yīng)E-F的化學(xué)方程式為，
故答案為：；；
（4）A的同分異構(gòu)體符合下列條件①能發(fā)生水解，生成兩種有機物，說明有酯基，②水解后產(chǎn)物之間能發(fā)生縮聚反應(yīng)，則符合條件的結(jié)構(gòu)簡式為：HOOCCOOCH₂CH₂OH，
故答案為：HOOCCOOCH₂CH₂OH；

點評 本題考查有機物的推斷，確定A的結(jié)構(gòu)簡式是關(guān)鍵，再結(jié)合反應(yīng)條件與有機物分子式進(jìn)行推斷，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，需要學(xué)生熟練掌握官能團(tuán)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，難度中等．