Question

香豆素類化合物具有抗病毒、抗癌等多種生物活性。香豆素-3-羧酸可由水楊醛制備。

（1）中間體X的分子式為              ，含有的官能團名稱為                。
（2）下列說法錯誤的是

A．中間體X不易溶于水

B．1 mol 香豆素-3-羧酸最多可以與5 mol H2加成

C．香豆素-3-羧酸可以與NaHCO3溶液反應放出CO2

D．水楊醛和香豆素-3-羧酸都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

（3）水楊醛有多種同分異構體，寫出其中一種既可以發生銀鏡反應，又可以發生水解反應的結構簡式                       。
（4）香豆素-3-羧酸與足量NaOH溶液加熱發生反應的化學方程式為                  。
（5）反應①中的催化劑“哌啶”可以由“吡啶”合成，其反應為：

已知吡啶為環狀，性質與苯類似。則吡啶的結構簡式為                       ；吡啶與混酸（濃硝酸與濃硫酸混合物）在加熱條件下，發生硝化反應生成氮原子間位的一取代物的化學方程式為：                                                       。

Answer 1

（16分）
（1）C₁₂H₁₀O₄（2分） 酯基、碳碳雙鍵（2分）
（2）B（2分，錯選、多選均0分）
（3）（2分）
（4）
（3分，沒寫反應條件扣1分，沒配平扣1分，能寫出主要產物但沒寫“H₂O”得1分）
（5）（2分） 
（3分，沒寫反應條件或條件錯漏扣1分，HNO₃沒寫“濃”不扣分，能寫出主要產物但沒寫“H₂O”得1分）   

試題分析：（1）觀察X的結構簡式，數一數其中所含C、H、O原子個數，可得其分子式為C₁₂H₁₀O₄；中間體X含有的官能團是C=C、—COO—，苯環不是官能團，則所含官能團名稱為碳碳雙鍵、酯基；（2）中間體X含有的苯環結構、酯基、烴基等原子團，不含羥基、醛基、羧基，因此X不易溶于水，易溶于有機溶劑，故A正確；香豆素—3—羧酸含有苯環結構、碳碳雙鍵、酯基和羧基，由于酯基和羧基很難與氫氣加成，1mol苯最多可以與3molH₂加成，1mol碳碳雙鍵最多與1molH₂加成，1mol香豆素—3—羧酸含有1mol苯環、1molH₂，因此它最多可以與4 molH₂加成，故B錯；由于羧酸的酸性比碳酸強，則香豆素—3—羧酸可以與NaHCO₃溶液發生復分解反應，放出二氧化碳氣體，故C正確；水楊醛含有醛基、酚羥基和苯環結構，醛基、酚羥基或直接與苯環相連碳上的碳氫鍵可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，因此水楊醛能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，香豆素—3—羧酸含有的碳碳雙鍵、直接與苯環相連碳上的碳氫鍵均可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，因此香豆素—3—羧酸也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故D正確；（3）甲酸某酯既含有醛基又含有酯基，因此既可以發生銀鏡反應，又可以發生水解反應，由水楊醛的結構簡式可得其分子式C₇H₆O₂，依題意可得水楊醛的同分異構體屬于甲酸某酯，其結構簡式為HCOOC₆H₅；（4）香豆素—3—羧酸含有苯環結構、碳碳雙鍵、酯基和羧基，其中酯基能發生水解反應，1分子香豆素—3—羧酸與1分子H₂O發生水解反應，可以生成含有1個酚羥基、2個羧基的有機物，由于1個酚羥基最多與1個NaOH發生中和反應，生成酚鈉和1個H₂O，2個羧基最多與2個NaOH發生中和反應，生成羧酸鈉和2個H₂O，而苯環、碳碳雙鍵等原子團不能與NaOH溶液反應，由此可以書寫該反應的化學方程式；（5）題中已知吡啶的分子式為C₅H₅N，結構、性質與苯類似，由此可以書寫其結構簡式；由于吡啶與混酸（濃硝酸與濃硫酸混合物）在加熱條件下，發生硝化反應生成氮原子間位的一取代物，說明吡啶的硝化反應或取代反應與甲苯的硝化反應或取代反應類似，唯一不同之處是氮原子和甲基對苯環上的碳氫鍵的活化作用不同，因此定位效應不一樣，則1分子吡啶與1分子濃HNO₃在濃硫酸加熱作用下發生硝化反應或取代反應，生成1分子間硝基吡啶和1分子H₂O，由此可以書寫該反應的化學方程式。