Question

15．由有机物Ⅰ合成Ⅳ（香豆素）的合成路线如下，

回答下列问题；
（1）写出分子式：丙烯酸甲酯C₄H₆O₂
（2）写出反应类型：Ⅰ→Ⅱ取代反应．若要Ⅱ→Ⅲ的反应完全，则Ⅱ→Ⅲ反应需要的条件是H⁺（稀盐酸或稀硫酸）
（3）已知化合物Ⅳ的相对分子质量为146，写出结构简式：Ⅳ
（4）化合物Ⅴ是Ⅲ的一种同分异构体，Ⅴ有如下特征：分子中除苯环外，无其它环状结构；在核磁共振氨谱图中，有四个吸收峰，能发生银镜反应；1molⅤ最多能与2mol的NaOH反应．Ⅴ的结构简式为
（5）根据已有知识并模仿香豆素合成路线的相关反应，试写出氯苯和丙烯（CH₂=CH-CH₃）为原料，合成的化学方程式（无机试剂任选）、．

Answer 1

分析 （1）丙烯酸甲酯的结构简式为CH₂=CH-COOCH₃，据此写出其分子式；
（2）根据有机物Ⅰ和Ⅱ的结构简式判断官能团变化，然后判断反应类型；有机物Ⅱ中酯基转化成羧基、羟基，为酯的酸性条件下的水解反应，若该反应完全，反应条件应该为碱性条件下加热；
（3）有机物Ⅲ的相对分子质量为164，根据Ⅲ、Ⅳ相对分子质量可知该反应为有机物Ⅲ分之内的酯化反应，据此写出有机物Ⅳ的结构简式；
（4）Ⅴ有如下特征：分子中除苯环外，无其它环状结构；在核磁共振氨谱图中，有四个吸收峰，V分子中含有4种H原子，则V具有对称结构；能发生银镜反应，V分子中含有醛基或为甲酸酯；1molⅤ最多能与2mol的NaOH反应，V分子或其水解产物中最多含有1个羧基和1个酚羟基，再结合Ⅲ的结构简式写出满足条件的有机物的结构简式；
（5）结合题干Ⅰ→Ⅱ的反应原理可知，氯苯和丙烯（CH₂=CH-CH₃）为原料，合成，首先氯苯与丙烯发生取代反应生成，再与水发生加成反应生成，据此写出反应的化学方程式．

解答 解：（1）丙烯酸甲酯为CH₂=CH-COOCH₃，其分子中含有4个C、6个H和2个O原子，其分子式为：C₄H₆O₂，
故答案为：C₄H₆O₂；
（2）Ⅰ→Ⅱ的反应中，有机物Ⅰ中Cl原子被-CH=CH-COOCH₃取代生成有机物Ⅱ和HCl，该反应为取代反应；Ⅱ→Ⅲ的反应为酯的水解反应，在碱性条件下，酯的水解反应进行完全，所以若反应完全，反应条件为氢氧化钠溶液、加热；题中有机物Ⅱ→Ⅲ的反应为可逆反应，需要在酸性条件下进行，
故答案为：取代反应；氢氧化钠溶液、加热；H⁺（稀盐酸或稀硫酸）；
（3）有机物Ⅲ的相对分子质量为164，化合物Ⅳ的相对分子质量为146，Ⅲ、Ⅳ相对分子质量之差为18，恰好脱去1分子水，则该反应为有机物分之内的酯化反应，反应生成产物为：，
故答案为：；
（4）有机物Ⅲ的结构简式为，化合物Ⅴ是Ⅲ的一种同分异构体，Ⅴ有如下特征：分子中除苯环外，无其它环状结构；在核磁共振氨谱图中，有四个吸收峰，则分子中含有4种等效H，V的取代基具有对称结构；能发生银镜反应，V分子中含有醛基；1molⅤ最多能与2mol的NaOH反应，则V分子或其水解产物中最多含有1个羧基和1个酚羟基，满足以上条件的V的结构简式为：，
故答案为：；
（5）氯苯和丙烯（CH₂=CH-CH₃）为原料，合成，结合Ⅰ→Ⅱ的反应，首先氯苯与丙烯发生取代反应生成，再与水发生加成反应生成，反应的化学方程式为：、，
故答案为：；．

点评 本题考查了有机合成，题目难度中等，明确合成原理为解答关键，注意熟练掌握常见有机物结构与性质，（5）为难点，需要分析题干中取代反应原理，试题培养了学生的分析、理解能力和自学能力．