Question

【題目】以某有機物X為原料可合成塑料G，X的相對分子質(zhì)量小于100，有機物X完全燃燒生成等物質(zhì)的量的和，同時消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的，且X分子中含有羰基和羥基。X能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化：

已知： 在、加熱條件下生成和。

回答下列問題：

(1)X的結(jié)構(gòu)簡式為_________________。

(2)的反應(yīng)條件是__________。

(3)寫出的化學(xué)方程式：___________________，該反應(yīng)的反應(yīng)類型為__________________。

(4)的化學(xué)方程式為________________________________，該反應(yīng)的反應(yīng)類型為_________。

(5)Y是X的同分異構(gòu)體，與足量的反應(yīng)可生成，且Y不能使溴的溶液退色，Y分子中的官能團連在相鄰的碳原子上。Y的核磁共振氫譜圖中有3個峰，峰面積之比為2∶1∶1。PBS是一種新型塑料，其結(jié)構(gòu)簡式為。請設(shè)計合理方案以Y為原料(無機試劑自選)合成PBS：________________________(用合成路線流程圖表示，并注明反應(yīng)條件)。

Answer 1

【答案】 醇溶液、加熱 加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)

【解析】

題干中給出了有機物X燃燒過程中消耗氧氣和產(chǎn)物比例的信息，結(jié)合有機物燃燒規(guī)律就可以間接的計算出有機物X的化學(xué)式C4H8O2，關(guān)于X的具體結(jié)構(gòu)還需要通過其他信息推測。由C的信息可知C為乙酸，那么B為乙醛，又因為由A生成B的反應(yīng)條件是HIO4，與已知信息中給出的反應(yīng)條件正好相同，且B為乙醛，所以推出A的結(jié)構(gòu)即為，考慮到從X生成A是與H2反應(yīng)的結(jié)果，且X中有一個羥基一個羰基，所以逆推出X的結(jié)構(gòu)即為。X生成E的反應(yīng)即醇與氫鹵酸的反應(yīng)，所以E含有鹵素原子。又因為F生成E是與HBr反應(yīng)的結(jié)果，所以推測發(fā)生的即是烯烴加成的反應(yīng)，那么E生成F即鹵代烴消去反應(yīng)。至此，整個流程基本上就推斷完成了。

(1) 有機物X完全燃燒生成等物質(zhì)的量的CO2和H2O說明該有機物中，完全燃燒消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2體積112 L(即5mol)，設(shè)X的分子式為CaH2aOb，則其燃燒方程式為，由氧原子守恒得：，，又因X的相對分子質(zhì)量小于100，故，兩式綜合得：解得：，即(時，不合題意)，則，故X的分子式為C4H8O2。考慮到C為CH3COOH，則B為CH3CHO，從A生成B是在HIO4的條件下發(fā)生的反應(yīng)，與已知信息中的反應(yīng)條件相同，故逆推出A的結(jié)構(gòu)即為，那么最終X的結(jié)構(gòu)即為。

(2)由X生成E的反應(yīng)是醇羥基與氫鹵酸的反應(yīng)所以E的結(jié)構(gòu)為；從F生成E是與HBr反應(yīng)的結(jié)果，所以推斷F中存在碳碳雙鍵，其結(jié)構(gòu)為，那么由E到F的反應(yīng)即可認為是鹵代烴的消去反應(yīng)，條件即為NaOH醇溶液、加熱。

(3) 在一定條件下發(fā)生加聚反應(yīng)生成G()，方程式為：；

(4) 與HOOC-COOH發(fā)生縮聚反應(yīng)生成D()，方程式為：；

(5)1mol Y能與反應(yīng)生成1mol H2，則Y中含有2個-OH(羥基)， Y不能使溴的CCl4溶液褪色，說明Y中不含碳碳雙鍵。又因為Y含有1個不飽和度，所以只能是環(huán)狀有機物，其結(jié)構(gòu)可能為或，因核磁共振氫譜圖中有3個峰，峰面積之比為2∶1∶1，所以只能是；由PBS的結(jié)構(gòu)簡式可知其單體為和，這兩種單體又都可由OHC-CH2-CH2-CHO制備，而原料在HIO4條件下又可以生成OHC-CH2-CH2-CHO，具體合成路線如下：。