Question

13．某有機物X（C₁₃H₁₄O₈）分子中含有多種官能團，其結構為（其中I、II為未知部分的結構）：

為推測X的分子結構，現進行如圖所示的轉化．

已知：①E分子中檢測到¹⁸O原子，向E的水溶液中滴入FeCl₃溶液顯紫色，E的核磁共振氫譜中有4組峰，且峰面積之比為1：2：2：1，E與NaHCO₃反應有CO₂產生；②G的分子式為C₂H₂O₄．請回答下列問題：
（1）E分子所含官能團的名稱是羧基、羥基；X溶液遇FeCl₃溶液不顯紫色，則X的結構簡式為．
（2）寫出B與G反應生成M（分子內含有六元環(huán)）的化學方程式：．
（3）F有特殊愉快的酸味，可作為食品飲料的添加劑；F的聚合物具有良好的生物相容性，可作為手術縫合線等材料廣泛應用于生物醫(yī)藥和生物材料領域．由B經過下列途徑可合成F：
B$\stackrel{HBr}{→}$P$\underset{\stackrel{①NaCN}{→}}{②{H}_{2}O/{H}^{+}}$N$→_{催化劑}^{Cl_{2}}$T$\underset{\stackrel{①NaOH溶液/△}{→}}{②{H}^{+}}$F
已知：

①N→T的反應類型是取代反應，N的結構簡式是．
②寫出T→F的第一步反應的化學方程式：．
（4）E有多種同分異構體，寫出符合下列條件的所有同分異構體的結構簡式：、、．
①屬于芳香族化合物；②能發(fā)生銀鏡反應；③苯環(huán)上的一氯代物只有2種．

Answer 1

分析 （1）（2）有機物X的分子式為C₁₃H₁₄O₈，在堿性條件下水解得到A、B、C，可推知X中含有酯基，A與酸反應得到E，向E的水溶液中滴入FeCl₃溶液顯紫色反應，說明X中含有苯環(huán)和酚羥基，E與NaHCO₃反應有CO₂產生，說明E分子中還含有羧基．根據有機物X的分子式C₁₃H₁₄O₈，不飽和度為（2×13+2-14）÷2=7，結合已知部分的結構，可判斷X分子中除了苯環(huán)和兩個碳氧雙鍵外，沒有其他不飽和鍵，E中有¹⁸O及苯環(huán)結構，結合X的結構片段、B氧化生成G的分子式C₂H₂O₄，可知A中含有7個碳原子，則F的結構簡式為，逆推可知C為NaOOCCH₂CH（OH）COOONa，E中有苯環(huán)且有4種氫，其個數比為1：1：2：2，可推知E為，A為，結合X的結構片段可知B為HOCH₂CH₂OH，G的分子式為C₂H₂O₄，且是B的氧化產物，所以G為HOOC-COOH，綜上分析可知X為．
（3）根據F的結構簡式可知，T的結構簡式為．根據已知信息可知N的結構簡式為．根據已知信息可知，P的結構簡式為．B與溴化氫反應生成P，則B的結構簡式為．

解答 解：有機物X的分子式為C₁₃H₁₄O₈，在堿性條件下水解得到A、B、C，可推知X中含有酯基，A與酸反應得到E，向E的水溶液中滴入FeCl₃溶液顯紫色反應，說明X中含有苯環(huán)和酚羥基，E與NaHCO₃反應有CO₂產生，說明E分子中還含有羧基．根據有機物X的分子式C₁₃H₁₄O₈，不飽和度為（2×13+2-14）÷2=7，結合已知部分的結構，可判斷X分子中除了苯環(huán)和兩個碳氧雙鍵外，沒有其他不飽和鍵，E中有¹⁸O及苯環(huán)結構，結合X的結構片段、B氧化生成G的分子式C₂H₂O₄，可知A中含有7個碳原子，則F的結構簡式為，逆推可知C為NaOOCCH₂CH（OH）COOONa，E中有苯環(huán)且有4種氫，其個數比為1：1：2：2，可推知E為，A為，結合X的結構片段可知B為HOCH₂CH₂OH，G的分子式為C₂H₂O₄，且是B的氧化產物，所以G為HOOC-COOH，綜上分析可知X為．
（1）E為，含有官能團有：羧基、羥基，X的結構簡式為：，
故答案為：羧基、羥基；；
（2）B為HOCH₂CH₂OH，G為HOOC-COOH，B與G反應生成M（分子內含有六元環(huán)）的化學方程式：，
故答案為：；
（3）根據F的結構簡式可知，T的結構簡式為．根據已知信息可知N的結構簡式為．根據已知信息可知，P的結構簡式為．B與溴化氫反應生成P，則B的結構簡式為．
①N→T的反應類型是取代反應，N的結構簡式是，
故答案為：取代反應；；
②T→F的第一步反應的化學方程式：，
故答案為：；
（4）①屬于芳香族化合物，說明含有苯環(huán)；②能發(fā)生銀鏡反應，說明含有醛基；③苯環(huán)上的一氯代物只有2種，說明結構對稱，則符合條件的有機物結構簡式為：、、．
故答案為：、、．

點評 本題考查有機物的推斷、官能團、有機反應類型、同分異構體書寫以及方程式書寫等，判斷X、E含有的官能團，再充分利用X的結構片段、E的結構特點、G的分子式分析解答，需要學生熟練掌握官能團性質與轉化，較好的考查學生分析推理能力，難度中等．