Question

11．丙二醇是重要的化工原料，利用甘油制备二元醇符合绿色化学要求．

利用1，2-丙二醇可制得乳酸〔CH₃CH（OH）COOH〕，乳酸与上述反应中的某一产物B可以反应，转换关系如下．已知A的碳原子数与乳酸相同，E、F为链状高分子化合物．请回答下列问题：

（1）反应①的反应类型是消去反应，A中所含官能团名称是碳碳双键、羧基．
（2）B在一定条件下反应生成分子式为C₂H₄O的有机物，该物质不能发生银镜反应，核磁共振氢谱中只有一个峰，写出该物质的结构简式．
（3）F具有良好的光学性能和亲水性可作为隐形眼镜的材料，写出由D制备F的化学方程式．
（4）写出1，2-丙二醇制备乳酸的合成路线．
（5）物质C （C₈H₁₀O₄）存在含有苯环的同分异构体，已知：
①一个C原子上连两个羟基不稳定；
②苯环上含有4个取代基；
③分子中含有两个-CH₂OH．符合上述条件的C的同分异构体有11种，写出其中一种的同分异构体的结构简式．

Answer 1

分析 乳酸与上述反应中的某一产物B可以反应，则B分子中含有羟基；A能够与B在浓硫酸作用下反应生成C、D，则A中一定含有羧基，故反应①为乳酸在浓硫酸作用下发生消去反应生成A为CH₂═CHCOOH；结合A、C的分子组成可知，B一定含有两个羟基、两个C，则B为HO-CH₂CH₂-OH；C为CH₂═CHCOOH与2分子乙二醇发生正反应生成的，则C的结构简式为：CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂；A与1分子HO-CH₂CH₂-OH发生酯化反应生成D，则D为CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH；D发生加聚反应生成链状高分子化合物F，则F为；D分子中含有羟基，能够继续与C反应生成C，结合有机物的结构和性质解答该题．

解答 解：乳酸与上述反应中的某一产物B可以反应，则B分子中含有羟基；A能够与B在浓硫酸作用下反应生成C、D，则A中一定含有羧基，故反应①为乳酸在浓硫酸作用下发生消去反应生成A：CH₂═CHCOOH；结合A、C的分子组成可知，B一定含有两个羟基、两个C，则B为HO-CH₂CH₂-OH；C为CH₂═CHCOOH与2分子乙二醇发生正反应生成的，则C的结构简式为CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂；A与1分子HO-CH₂CH₂-OH发生酯化反应生成D，则D为CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH；D发生加聚反应生成链状高分子化合物F，则F为；D分子中含有羟基，能够继续与C反应生成C，
（1）反应①为乳酸发生消去反应生成A：CH₂═CHCOOH，A分子中含有的官能团为碳碳双键和羧基，故答案为：消去反应；碳碳双键、羧基；
（2）B为HO-CH₂CH₂-OH，B在一定条件下反应生成分子式为C₂H₄O的有机物，该物质不能发生银镜反应，核磁共振氢谱中只有一个峰，说明其分子中含有1个环状结构，该物质为乙二醇发生分之内脱水生成的，其结构简式为：，故答案为：；
（3）F为，具有良好的光学性能和亲水性可作为隐形眼镜的材料，由D制备F的化学方程式为：，
故答案为：；
（4）先将1，2-丙二醇催化氧化生成，然后在催化剂存在条件下用氢气还原可以得到乳酸，该合成流程为：，
故答案为：；
（5）C的结构简式为CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂，其分子中含有4个双键，所以其不饱和度为4；②苯环上含有4个取代基，苯环的不饱和度为4，说明其它结构为饱和结构；③分子中含有两个-CH₂OH，①一个C原子上连两个羟基不稳定，则满足条件的有机物分子中含有1个苯环、2个酚羟基、2个-CH₂OH；当两个酚羟基相邻时，将两个-CH₂OH添加到苯环上，有4种添法，则有4种结构；当两个酚羟基在间位时，将两个-CH₂OH添加到苯环上，有5种添法，则存在5种结构；当两个酚羟基在对位时，两个-CH₂OH有2种添法，则存在2种同分异构体，所以总共存在的同分异构体的数目为4+5+2=11，如：，
故答案为：11；．

点评 本题考查了有机合成，以丙二醇为载体，以信息和有机合成流程图的形式对有机化学进行了考查，题目难度较大，明确合成原理及常见有机物结构与性质为解答关键，试题侧重考查学生的阅读分析、迁移应用及创造能力，（5）为难点，需要明确书写规则：两个羟基分别在临位、间位、对位分别排列两个甲醇基．