Question

11．丙二醇是重要的化工原料，利用甘油制備二元醇符合綠色化學(xué)要求．

利用1，2-丙二醇可制得乳酸〔CH₃CH（OH）COOH〕，乳酸與上述反應(yīng)中的某一產(chǎn)物B可以反應(yīng)，轉(zhuǎn)換關(guān)系如下．已知A的碳原子數(shù)與乳酸相同，E、F為鏈狀高分子化合物．請回答下列問題：

（1）反應(yīng)①的反應(yīng)類型是消去反應(yīng)，A中所含官能團名稱是碳碳雙鍵、羧基．
（2）B在一定條件下反應(yīng)生成分子式為C₂H₄O的有機物，該物質(zhì)不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，核磁共振氫譜中只有一個峰，寫出該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式．
（3）F具有良好的光學(xué)性能和親水性可作為隱形眼鏡的材料，寫出由D制備F的化學(xué)方程式．
（4）寫出1，2-丙二醇制備乳酸的合成路線．
（5）物質(zhì)C （C₈H₁₀O₄）存在含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體，已知：
①一個C原子上連兩個羥基不穩(wěn)定；
②苯環(huán)上含有4個取代基；
③分子中含有兩個-CH₂OH．符合上述條件的C的同分異構(gòu)體有11種，寫出其中一種的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式．

Answer 1

分析 乳酸與上述反應(yīng)中的某一產(chǎn)物B可以反應(yīng)，則B分子中含有羥基；A能夠與B在濃硫酸作用下反應(yīng)生成C、D，則A中一定含有羧基，故反應(yīng)①為乳酸在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成A為CH₂═CHCOOH；結(jié)合A、C的分子組成可知，B一定含有兩個羥基、兩個C，則B為HO-CH₂CH₂-OH；C為CH₂═CHCOOH與2分子乙二醇發(fā)生正反應(yīng)生成的，則C的結(jié)構(gòu)簡式為：CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂；A與1分子HO-CH₂CH₂-OH發(fā)生酯化反應(yīng)生成D，則D為CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH；D發(fā)生加聚反應(yīng)生成鏈狀高分子化合物F，則F為；D分子中含有羥基，能夠繼續(xù)與C反應(yīng)生成C，結(jié)合有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)解答該題．

解答 解：乳酸與上述反應(yīng)中的某一產(chǎn)物B可以反應(yīng)，則B分子中含有羥基；A能夠與B在濃硫酸作用下反應(yīng)生成C、D，則A中一定含有羧基，故反應(yīng)①為乳酸在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成A：CH₂═CHCOOH；結(jié)合A、C的分子組成可知，B一定含有兩個羥基、兩個C，則B為HO-CH₂CH₂-OH；C為CH₂═CHCOOH與2分子乙二醇發(fā)生正反應(yīng)生成的，則C的結(jié)構(gòu)簡式為CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂；A與1分子HO-CH₂CH₂-OH發(fā)生酯化反應(yīng)生成D，則D為CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH；D發(fā)生加聚反應(yīng)生成鏈狀高分子化合物F，則F為；D分子中含有羥基，能夠繼續(xù)與C反應(yīng)生成C，
（1）反應(yīng)①為乳酸發(fā)生消去反應(yīng)生成A：CH₂═CHCOOH，A分子中含有的官能團為碳碳雙鍵和羧基，故答案為：消去反應(yīng)；碳碳雙鍵、羧基；
（2）B為HO-CH₂CH₂-OH，B在一定條件下反應(yīng)生成分子式為C₂H₄O的有機物，該物質(zhì)不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，核磁共振氫譜中只有一個峰，說明其分子中含有1個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該物質(zhì)為乙二醇發(fā)生分之內(nèi)脫水生成的，其結(jié)構(gòu)簡式為：，故答案為：；
（3）F為，具有良好的光學(xué)性能和親水性可作為隱形眼鏡的材料，由D制備F的化學(xué)方程式為：，
故答案為：；
（4）先將1，2-丙二醇催化氧化生成，然后在催化劑存在條件下用氫氣還原可以得到乳酸，該合成流程為：，
故答案為：；
（5）C的結(jié)構(gòu)簡式為CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂，其分子中含有4個雙鍵，所以其不飽和度為4；②苯環(huán)上含有4個取代基，苯環(huán)的不飽和度為4，說明其它結(jié)構(gòu)為飽和結(jié)構(gòu)；③分子中含有兩個-CH₂OH，①一個C原子上連兩個羥基不穩(wěn)定，則滿足條件的有機物分子中含有1個苯環(huán)、2個酚羥基、2個-CH₂OH；當(dāng)兩個酚羥基相鄰時，將兩個-CH₂OH添加到苯環(huán)上，有4種添法，則有4種結(jié)構(gòu)；當(dāng)兩個酚羥基在間位時，將兩個-CH₂OH添加到苯環(huán)上，有5種添法，則存在5種結(jié)構(gòu)；當(dāng)兩個酚羥基在對位時，兩個-CH₂OH有2種添法，則存在2種同分異構(gòu)體，所以總共存在的同分異構(gòu)體的數(shù)目為4+5+2=11，如：，
故答案為：11；．

點評 本題考查了有機合成，以丙二醇為載體，以信息和有機合成流程圖的形式對有機化學(xué)進行了考查，題目難度較大，明確合成原理及常見有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的閱讀分析、遷移應(yīng)用及創(chuàng)造能力，（5）為難點，需要明確書寫規(guī)則：兩個羥基分別在臨位、間位、對位分別排列兩個甲醇基．