Question

3．如图是几种有机物相互间的转化关系．

已知：
a．有机物A、B、C、D均能与 NaHCO₃反应．
b．A能使溴水褪色，其核磁共振氢谱有5个峰，峰面积之比为 1：2：1：1：1．
c．烯醇（R和 R′，代表烷基或 H）不稳定，本题各物质均不考虑此类结构． 
d．B 碱性条件下水解所得产物含两个-OH，且两-OH连在两个相邻的碳原子上．
请按要求回答下列问题：
（1）A中所含官能团的名称是羟基、碳碳双键和羧基； 反应①的反应类型是加成反应；反应④的条件是浓硫酸、加热．
（2）写出F的结构简式和 E 的反式结构：
F：E（反式）：
（3）A转化为D，没有直接用酸性高锰酸钾溶液氧化，而是先转化为B，则由A转化为B的目的是：保护碳碳双键．
（4）写出 B 在铜催化下被氧气氧化的化学方程式：．
（5）反应③的化学方程式为．
（6）C碱性条件下水解，酸化后得到一种饮料中经常添加的物质苹果酸．写出与苹果酸具 有相同种类、相同个数官能团的同分异构（不包括苹果酸）：．
（7）G 是A在一定条件下的缩聚产物，写出该缩聚反应的化学方程式：．
 I是E在一定条件下的加聚产物，写出该加聚反应的化学方程式：nCH₃OOCCH=CHCOOCH₃$\stackrel{一定条件下}{→}$．
（8）有机物H是B的同分异构体，且与B具有相同官能团，则H共有12种（不包括 B）．

Answer 1

分析 a．有机物A、B、C、D均能与 NaHCO₃反应，说明这三种物质都含有-COOH；
b．A的不饱和度=$\frac{4×2+2-6}{2}$=2，说明含有2个双键或1个三键，A在浓硫酸作催化剂、加热条件下能失去1分子水生成五元环化合物，说明A发生酯化反应，则A中含有醇羟基和羧基，A能使溴水褪色，说明含有碳碳双键，其核磁共振氢谱有5个峰，峰面积之比为 1：2：1：1：1，则A结构简式为HOCH₂CH=CHCOOH，
F结构简式为；
A和氯气发生加成反应生成B，B 碱性条件下水解所得产物含两个-OH，且两-OH连在两个相邻的碳原子上，则B结构简式为HOCH₂CHClCH₂COOH，B发生氧化反应且酸化得到C，C为HOOCCHClCH₂COOH，C发生消去反应然后酸化得到D，结合D分子式知，D结构简式为HOOCCH=CHCOOH，D和甲醇发生酯化反应生成E，根据E分子式知，E结构简式为CH₃OOCCH=CHCOOCH₃，据此分析解答．

解答 解：a．有机物A、B、C、D均能与 NaHCO₃反应，说明这三种物质都含有-COOH；
b．A的不饱和度=$\frac{4×2+2-6}{2}$=2，说明含有2个双键或1个三键，A在浓硫酸作催化剂、加热条件下能失去1分子水生成五元环化合物，说明A发生酯化反应，则A中含有醇羟基和羧基，A能使溴水褪色，说明含有碳碳双键，其核磁共振氢谱有5个峰，峰面积之比为 1：2：1：1：1，则A结构简式为HOCH₂CH=CHCOOH，
F结构简式为；
A和氯气发生加成反应生成B，B 碱性条件下水解所得产物含两个-OH，且两-OH连在两个相邻的碳原子上，则B结构简式为HOCH₂CHClCH₂COOH，B发生氧化反应且酸化得到C，C为HOOCCHClCH₂COOH，C发生消去反应然后酸化得到D，结合D分子式知，D结构简式为HOOCCH=CHCOOH，D和甲醇发生酯化反应生成E，根据E分子式知，E结构简式为CH₃OOCCH=CHCOOCH₃，
（1）A结构简式为HOCH₂CH=CHCOOH，A中所含官能团的名称是羟基、碳碳双键和羧基； 反应①的反应类型是加成反应；反应④的条件是浓硫酸、加热，
故答案为：羟基、碳碳双键和羧基；加成反应；浓硫酸、加热；
（2）F的结构简式为，E（反式）：，故答案为：；；
（3）A中含有碳碳双键和醇羟基，碳碳双键和醇羟基都能被酸性高锰酸钾氧化生成羧基，A转化为D，没有直接用酸性高锰酸钾溶液氧化，而是先转化为B，则由A转化为B的目的是保护碳碳双键，
故答案为：保护碳碳双键；
（4）B结构简式为HOCH₂CHClCH₂COOH，B 在铜催化下被氧气氧化的化学方程式为，
故答案为：；
（5）反应③的化学方程式为，
故答案为：；
（6）C为HOOCCHClCH₂COOH，C碱性条件下水解，酸化后得到一种饮料中经常添加的物质苹果酸结构简式为HOOCCH（OH）CH₂COOH，与苹果酸具 有相同种类、相同个数官能团的同分异构（不包括苹果酸）：，
故答案为：；
（7）A结构简式为HOCH₂CH=CHCOOH，G 是A在一定条件下的缩聚产物，该缩聚反应的化学方程式：，
E结构简式为CH₃OOCCH=CHCOOCH₃，I是E在一定条件下的加聚产物，I结构简式为，
该反应方程式为nCH₃OOCCH=CHCOOCH₃$\stackrel{一定条件下}{→}$，
故答案为：；
nCH₃OOCCH=CHCOOCH₃$\stackrel{一定条件下}{→}$；
（8）B结构简式为HOCH₂CHClCH₂COOH，有机物H是B的同分异构体，且与B具有相同官能团，
如果主链上有4个C原子，-OH和-Cl位于同一个碳原子上有3种同分异构体；
如果主链上有4个碳原子，-OH和-Cl位于不同碳原子上有5种同分异构体；
如果主链上有3个碳原子，-OH和-Cl位于同一个碳原子上有1种同分异构体；
如果主链上含有3个碳原子，-OH和-Cl位于不同碳原子上，有3种同分异构体；
则符合条件的有12种同分异构体，
故答案为：12．

点评 本题考查有机物推断，为高频考点，涉及同分异构体种类判断、方程式的书写、反应类型判断、有机物推断等知识点，侧重考查学生分析推断、知识综合运用及知识迁移能力，明确官能团及其性质关系、物质之间的转化是解本题关键，难点是（8）题同分异构体种类判断，采用“定一移二”的方法判断，题目难度中等．