Question

肉桂酸甲酯M常用于調(diào)制具有草莓、葡萄、櫻桃等香味的食用香精．M屬于芳香族化合物，苯環(huán)上只含一個直支鏈，能發(fā)生加聚反應(yīng)和水解反應(yīng)．測得M的摩爾質(zhì)量
為162g?mol^-1，只含碳、氫、氧三種元素，且原子個數(shù)之比為5：5：1．請回答下列問題：
（1）肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式是______．
（2）G為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖1所示（圖中球與球之間連線表示單鍵或雙鍵）．G的結(jié)構(gòu)簡式為______．

（3）以芳香烴A為原料合成G的路線如圖2所示：
①化合物E中的含氧官能團有______（填名稱）．
②E→F的反應(yīng)類型是______，F(xiàn)→G的化學(xué)方程式為______．
③寫出同時符合下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式（只寫一種）．______．
i分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個支鏈；
ii在催化劑作用下，1mol該物質(zhì)與足量氫氣充分反應(yīng)，消耗5mol H₂；
iii不能發(fā)生水解反應(yīng)．
④框圖3中D到F的轉(zhuǎn)化，先發(fā)生催化氧化，后發(fā)生消去反應(yīng)，能不能先發(fā)生消去反應(yīng)，后發(fā)生催化氧化？______（填“能”或“不能”）；理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）肉桂酸甲酯M屬于芳香族化合物，苯環(huán)上只含一個直支鏈，能發(fā)生加聚反應(yīng)和水解反應(yīng)，說明含有碳碳雙鍵或三鍵、含有酯基，測得M的摩爾質(zhì)量為162g?mol^-1，只含碳、氫、氧三種元素，且原子個數(shù)之比為5：5：1設(shè)肉桂酸甲酯分子式為（C₅H₅O）_n，其相對分子質(zhì)量是162，即（12×5+1×5+16）×n=162，n=2，所以其分子式為：C₁₀H₁₀O₂，所以其結(jié)構(gòu)簡式為：；
（2）G為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖1所示（圖中球與球之間連線表示單鍵或雙鍵）．G的結(jié)構(gòu)簡式為；
（3）根據(jù)框圖中的反應(yīng)條件、分子式和結(jié)構(gòu)簡式知，A到B發(fā)生加成反應(yīng)，B到C發(fā)生水解反應(yīng)，C到D是醇羥基發(fā)生催化氧化反應(yīng)，D到E是醛基發(fā)生催化氧化反應(yīng)，E到F發(fā)生消去反應(yīng)，F(xiàn)到G發(fā)生酯化反應(yīng)，所以A、B、C、E、F的結(jié)構(gòu)簡式分別為：．
解答：解：（1）肉桂酸甲酯M屬于芳香族化合物，苯環(huán)上只含一個直支鏈，能發(fā)生加聚反應(yīng)和水解反應(yīng)，說明含有碳碳雙鍵或三鍵、含有酯基，測得M的摩爾質(zhì)量為162g?mol^-1，只含碳、氫、氧三種元素，且原子個數(shù)之比為5：5：1設(shè)肉桂酸甲酯分子式為（C₅H₅O）_n，其相對分子質(zhì)量是162，即（12×5+1×5+16）×n=162，n=2，所以其分子式為：C₁₀H₁₀O₂，所以其結(jié)構(gòu)簡式為：；
（2）G為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖1所示（圖中球與球之間連線表示單鍵或雙鍵）．G的結(jié)構(gòu)簡式為；
（3）根據(jù)框圖中的反應(yīng)條件、分子式和結(jié)構(gòu)簡式知，A到B發(fā)生加成反應(yīng)，B到C發(fā)生水解反應(yīng)，C到D是醇羥基發(fā)生催化氧化反應(yīng)，D到E是醛基發(fā)生催化氧化反應(yīng)，E到F發(fā)生消去反應(yīng)，F(xiàn)到G發(fā)生酯化反應(yīng)，所以A、B、C、E、F的結(jié)構(gòu)簡式分別為：．

①E的結(jié)構(gòu)簡式為：，所以E中含氧官能團是羧基、醇羥基，故答案為：羧基和醇羥基；
②E發(fā)生消去反應(yīng)生成F，在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，F(xiàn)發(fā)生酯化反應(yīng)生成G，反應(yīng)方程式為：，
故答案為：消去反應(yīng)，；
③符合條件的F的同分異構(gòu)體為：i分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個支鏈，說明含有苯基和一個支鏈，ii在催化劑作用下，1mol該物質(zhì)與足量氫氣充分反應(yīng)，消耗5mol H₂，1mol苯環(huán)消耗3mol氫氣，如果1mol該物質(zhì)消耗5mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，則還含有2mol雙鍵，iii不能發(fā)生水解反應(yīng)，說明不含酯基，所以符合條件的F的同分異構(gòu)體有、，
故答案為：、；
④羥基直接相連的碳原子上沒有氫原子，該醇羥基不能被催化氧化，如果先消去，生成碳碳雙鍵，在醛催化氧化過程中，碳碳雙鍵也會被氧化，導(dǎo)致副產(chǎn)物增多，所以不能先發(fā)生消去反應(yīng)，后發(fā)生催化氧化，
故答案為：不能，羥基直接相連的碳原子上沒有氫原子，該醇羥基不能被催化氧化，如果先消去，生成碳碳雙鍵，在醛催化氧化過程中，碳碳雙鍵也會被氧化，導(dǎo)致副產(chǎn)物增多．
點評：本題考查了有機物的推斷，正確推斷M的結(jié)構(gòu)簡式是解本題關(guān)鍵，難點是同分異構(gòu)體的推斷，同分異構(gòu)體有碳鏈異構(gòu)、官能團異構(gòu)，難度中等．