Question

结构的研究是有机化学最重要的研究领域．某有机物X（C₁₂H₁₃O₆Br）分子中含有多种官能团，其结构简式如下：（其中Ⅰ、Ⅱ为未知部分的结构）．

为推测X的分子结构，进行如图转化：

已知向D的水溶液中滴入FeCl₃溶液显紫色，对D的结构进行光谱分析，在氢核磁共振谱上显示只有两种信号．M、N互为同分异构体，M中含有一个六原子环，N能使溴的四氯化碳溶液褪色，G能与NaHCO₃溶液反应．请回答：
（1）G分子所含官能团的名称是    ；
（2）D不可以发生的反应有（选填序号）    ；
①加成反应     ②消去反应     ③氧化反应     ④取代反应
（3）写出上图转化中反应①和②的化学方程式
①B+F→M    ；
②G→N    ；
（4）已知向X中加入FeCl₃溶液，能发生显色反应，则X的结构简式是：   
1mol该 X与足量的NaOH溶液作用，最多可消耗NaOH    mol．
（5）有一种化工产品的中间体W与G互为同分异构体，W的分子中只含有羧基、羟基和醛基三种官能团，且同一个碳原子上不能同时连有两个羟基．则W的分子结构有    种，写出任意一种的结构简式    ．

Answer 1

【答案】分析：D为X的水解产物，向D的水溶液中滴入FeCl₃溶液显紫色，对D的结构进行光谱分析，在氢核磁共振谱上显示只有两种信号，说明D含有苯环，且有两个对称结构，为-OH，D的结构应为：，由B+F→M（C₄H₄O₄）可知B为HOCH₂CH₂OH，F为HOOC-COOH，M为，由X含有结构可知G为，因GN，且M、N互为同分异构体，N能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明N中含有C=C键，其结构简式为HOOC-CH=CH-COOH，以此回答题中各问：
（1）G的结构为，以此判断含有的官能团；
（2）D的结构为，根据结构判断可能具有的性质；
（3）①醇和羧酸在浓硫酸和加热条件下可发生酯化反应，生成酯和水；
②在浓硫酸条件下，羟基邻位C原子上有H原子，在浓硫酸作用下可发生消去反应生成含C=C键的物质；
（4）X水解产物酸化后生成：、HOCH₂CH₂OH和，则X的结构可能为：，结构中含有1molBr，1mol酚羟基、2mol酯基，其中有1mol酯基水解生成1mol-COOH和1mol酚羟基，共消耗5molNaOH；
（5）W与G互为同分异构体，分子式为C₄H₆O₅，W的分子中只含有羧基、羟基和醛基三种官能团，且同一个碳原子上不能同时连有两个羟基，则结构中含有1个羧基、1个醛基和2个羟基，分别连接在3个碳原子上．
解答：解：（1）G的结构为，分子中含有羧基、羟基，故答案为：羧基、羟基；    
 （2）D的结构为，结构中含有苯环和酚羟基，在一定条件下能发生加成、取代和氧化反应，故答案为：②；
（3）①醇和羧酸在浓硫酸和加热条件下可发生酯化反应，生成酯和水，①的反应为：HOCH₂CH₂OH+HOOC-COOH2H₂O+，
故答案为：HOCH₂CH₂OH+HOOC-COOH2H₂O+；
②在浓硫酸条件下，羟基邻位C原子上有H原子，在浓硫酸作用下可发生消去反应生成含C=C键的物质，②的反应为：
，
故答案为：；
（4）X水解产物酸化后生成：、HOCH₂CH₂OH和，则X的结构可能为：，结构中含有1molBr，1mol酚羟基、2mol酯基，其中有1mol酯基水解生成1mol-COOH和1mol酚羟基，共消耗5molNaOH，
故答案为：；5mol；
（5）W与G互为同分异构体，分子式为C₄H₆O₅，W的分子中只含有羧基、羟基和醛基三种官能团，且同一个碳原子上不能同时连有两个羟基，则结构中含有1个羧基、1个醛基和2个羟基，分别连接在3个碳原子上，可能的结构有2种，为
，故答案为：2种；．
点评：本题考查有机物的推断和合成，题目较为综合，有一定的难度，做题时注意把握题中关键信息，采用正逆推相结合的方法推断．