Question

結構的研究是有機化學最重要的研究領域．某有機物X（C₁₂H₁₃O₆Br）分子中含有多種官能團，其結構簡式如下：（其中Ⅰ、Ⅱ為未知部分的結構）．

為推測X的分子結構，進行如圖轉化：

已知向D的水溶液中滴入FeCl₃溶液顯紫色，對D的結構進行光譜分析，在氫核磁共振譜上顯示只有兩種信號．M、N互為同分異構體，M中含有一個六原子環，N能使溴的四氯化碳溶液褪色，G能與NaHCO₃溶液反應．請回答：
（1）G分子所含官能團的名稱是

羧基、羥基

；
（2）D不可以發生的反應有（選填序號）

②

；
①加成反應     ②消去反應     ③氧化反應     ④取代反應
（3）寫出上圖轉化中反應①和②的化學方程式
①B+F→M

HOCH₂CH₂OH+HOOC-COOH

濃H2SO4

△

2H₂O+

；
②G→N

；
（4）已知向X中加入FeCl₃溶液，能發生顯色反應，則X的結構簡式是：

1mol該 X與足量的NaOH溶液作用，最多可消耗NaOH

5

mol．
（5）有一種化工產品的中間體W與G互為同分異構體，W的分子中只含有羧基、羥基和醛基三種官能團，且同一個碳原子上不能同時連有兩個羥基．則W的分子結構有

2種

種，寫出任意一種的結構簡式

．

Answer 1

分析：D為X的水解產物，向D的水溶液中滴入FeCl₃溶液顯紫色，對D的結構進行光譜分析，在氫核磁共振譜上顯示只有兩種信號，說明D含有苯環，且有兩個對稱結構，為-OH，D的結構應為：，由B+F→M（C₄H₄O₄）可知B為HOCH₂CH₂OH，F為HOOC-COOH，M為，由X含有結構可知G為，因G

濃H2SO4

△

N，且M、N互為同分異構體，N能使溴的四氯化碳溶液褪色，說明N中含有C=C鍵，其結構簡式為HOOC-CH=CH-COOH，以此回答題中各問：
（1）G的結構為，以此判斷含有的官能團；
（2）D的結構為，根據結構判斷可能具有的性質；
（3）①醇和羧酸在濃硫酸和加熱條件下可發生酯化反應，生成酯和水；
②在濃硫酸條件下，羥基鄰位C原子上有H原子，在濃硫酸作用下可發生消去反應生成含C=C鍵的物質；
（4）X水解產物酸化后生成：、HOCH₂CH₂OH和，則X的結構可能為：，結構中含有1molBr，1mol酚羥基、2mol酯基，其中有1mol酯基水解生成1mol-COOH和1mol酚羥基，共消耗5molNaOH；
（5）W與G互為同分異構體，分子式為C₄H₆O₅，W的分子中只含有羧基、羥基和醛基三種官能團，且同一個碳原子上不能同時連有兩個羥基，則結構中含有1個羧基、1個醛基和2個羥基，分別連接在3個碳原子上．

解答：解：（1）G的結構為，分子中含有羧基、羥基，故答案為：羧基、羥基；    
 （2）D的結構為，結構中含有苯環和酚羥基，在一定條件下能發生加成、取代和氧化反應，故答案為：②；
（3）①醇和羧酸在濃硫酸和加熱條件下可發生酯化反應，生成酯和水，①的反應為：HOCH₂CH₂OH+HOOC-COOH

濃H2SO4

△

2H₂O+，
故答案為：HOCH₂CH₂OH+HOOC-COOH

濃H2SO4

△

2H₂O+；
②在濃硫酸條件下，羥基鄰位C原子上有H原子，在濃硫酸作用下可發生消去反應生成含C=C鍵的物質，②的反應為：
，
故答案為：；
（4）X水解產物酸化后生成：、HOCH₂CH₂OH和，則X的結構可能為：，結構中含有1molBr，1mol酚羥基、2mol酯基，其中有1mol酯基水解生成1mol-COOH和1mol酚羥基，共消耗5molNaOH，
故答案為：；5mol；
（5）W與G互為同分異構體，分子式為C₄H₆O₅，W的分子中只含有羧基、羥基和醛基三種官能團，且同一個碳原子上不能同時連有兩個羥基，則結構中含有1個羧基、1個醛基和2個羥基，分別連接在3個碳原子上，可能的結構有2種，為
，故答案為：2種；．

點評：本題考查有機物的推斷和合成，題目較為綜合，有一定的難度，做題時注意把握題中關鍵信息，采用正逆推相結合的方法推斷．