Question

9．某有機(jī)物A（C₄H₆O₅）廣泛存在于許多水果內(nèi)，尤以蘋果、葡萄、西瓜、山楂內(nèi)為多，是一種常用的食品添加劑．該化合物具有如下性質(zhì)：
（i） 在25℃時(shí)，電離平衡常數(shù)K₁=3.9×10^-4，K₂=5.5×10^-6
（ii） A+RCOOH（或ROH）$→_{△}^{濃硫酸}$有香味的產(chǎn)物
（iii）1mol$\stackrel{足量的鈉}{→}$慢慢產(chǎn)生1.5 mol氣體
（iv） 核磁共振氫譜表明A分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子與A相關(guān)的反應(yīng)框圖如下：

（1）根據(jù)化合物A的性質(zhì)，對A的結(jié)構(gòu)可作出的判斷是bc．
（a）肯定有碳碳雙鍵  （b）有兩個(gè)羧基  （c）肯定有羥基  （d）有-COOR官能團(tuán)
（2）寫出A、F的結(jié)構(gòu)簡式：A：HOOCCH（OH）CH₂COOH、F：HOOC-C≡C-COOH．
（3）寫出A→B、B→E的反應(yīng)類型：A→B消去反應(yīng)、B→E加成反應(yīng)．
（4）寫出下列反應(yīng)的反應(yīng)條件：E→F第①步反應(yīng)NaOH/醇溶液（或KOH/醇溶液）、加熱．
（5）在催化劑作用下，B與乙二醇可發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成的高分子化合物用于制造玻璃鋼．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：nHOOC-CH═CH-COOH+nHOCH₂CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$+（2n-1）H₂O．
（6）寫出與A具有相同官能團(tuán)的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：．

Answer 1

分析 A中不飽和度=$\frac{4×2+2-6}{2}$=2，根據(jù)信息I知，A中含有兩個(gè)羧基，A能和羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯，說明A中含有醇羥基，1molA與足量鈉反應(yīng)生成1.5mol氫氣，結(jié)合I、II知含有1個(gè)醇羥基、兩個(gè)羧基，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；
M中含有Cl原子，M先加成后取代然后酸化得到A，則M結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCCl=CHCOOH，A在濃硫酸作催化劑、加熱條件下反應(yīng)生成B，根據(jù)B分子式知，A發(fā)生消去反應(yīng)生成B，B結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCH=CHCOOH；B和足量NaOH反應(yīng)生成D，D為NaOOCCH=CHCOONa，B發(fā)生加成反應(yīng)生成E，E為HOOCCHBrCHBrCOOH，E發(fā)生消去反應(yīng)然后酸化得到F，根據(jù)F分子式知，F(xiàn)為HOOC-C≡C-COOH，據(jù)此分析解答．

解答 解：A中不飽和度=$\frac{4×2+2-6}{2}$=2，根據(jù)信息I知，A中含有兩個(gè)羧基，A能和羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯，說明A中含有醇羥基，1molA與足量鈉反應(yīng)生成1.5mol氫氣，結(jié)合I、II知含有1個(gè)醇羥基、兩個(gè)羧基，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；
M中含有Cl原子，M先加成后取代然后酸化得到A，則M結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCCl=CHCOOH，A在濃硫酸作催化劑、加熱條件下反應(yīng)生成B，根據(jù)B分子式知，A發(fā)生消去反應(yīng)生成B，B結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCH=CHCOOH；B和足量NaOH反應(yīng)生成D，D為NaOOCCH=CHCOONa，B發(fā)生加成反應(yīng)生成E，E為HOOCCHBrCHBrCOOH，E發(fā)生消去反應(yīng)然后酸化得到F，根據(jù)F分子式知，F(xiàn)為HOOC-C≡C-COOH，
（1）A中不飽和度=$\frac{4×2+2-6}{2}$=2，根據(jù)信息I知，A中含有兩個(gè)羧基，A能和羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯，說明A中含有醇羥基，1molA與足量鈉反應(yīng)生成1.5mol氫氣，結(jié)合I、II知含有1個(gè)醇羥基、兩個(gè)羧基，
故選bc；
（2）通過以上分析知，A、F的結(jié)構(gòu)簡式分別為：HOOCCH（OH）CH₂COOH、HOOC-C≡C-COOH，
故答案為：HOOCCH（OH）CH₂COOH；HOOC-C≡C-COOH；
（3）通過以上分析知，A→B、B→E的反應(yīng)類型分別是消去反應(yīng)、加成反應(yīng)，
故答案為：消去反應(yīng)；加成反應(yīng)；
（4）通過以上分析知，E→F第①步反應(yīng)是消去反應(yīng)，反應(yīng)條件是NaOH/醇溶液（或KOH/醇溶液），加熱，
故答案為：NaOH/醇溶液（或KOH/醇溶液）、加熱；
（5）B結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCH=CHCOOH，在催化劑作用下，B與乙二醇可發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成的高分子化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：nHOOC-CH═CH-COOH+nHOCH₂CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$+（2n-1）H₂O，
故答案為：nHOOC-CH═CH-COOH+nHOCH₂CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$+（2n-1）H₂O；
（6）A的結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCH（OH）CH₂COOH，A的同分異構(gòu)體與A具有相同官能團(tuán)，說明含有醇羥基和羧基，符合條件的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：，
故答案為：．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物推斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷能力，正確判斷A結(jié)構(gòu)簡式是解本題關(guān)鍵，根據(jù)反應(yīng)條件、分子式進(jìn)行推斷，知道常見有機(jī)反應(yīng)類型及反應(yīng)條件，難點(diǎn)是同分異構(gòu)體種類判斷．