Question

20．某有機物A（C₄H₆O₅）廣泛存在于許多水果內，尤以蘋果、葡萄、西瓜、山楂內為多，是一種常用的食品添加劑．該化合物具有如下性質：
①在25℃時，A的電離平衡常數K₁=3.9×10^-4，K₂=5.5×10^-6
②A+RCOOH（或ROH） $→_{△}^{濃硫酸}$ 有香味的產物
③1mol A   $\stackrel{足量的鈉}{→}$慢慢產生1.5mol氣體
④核磁共振氫譜表明A分子中有5種不同化學環境的氫原子，與A相關的反應框圖如下：

（1）根據化合物A的性質，對A的結構可作出的判斷是bc．
（a）肯定有碳碳雙鍵             （b）有兩個羧基
（c）肯定有羥基                 （d）有-COOR官能團
（2）寫出A、D、F、M的結構簡式：A：HOOCCH（OH）CH₂COOH；D：NaOOCCH=CHCOONa；F：HOOC-C≡C-COOH；M：HOOCCCl=CHCOOH．
（3）寫出A→B、B→E的反應類型：A→B消去反應； B→E加成反應．
（4）寫出M→A的第①步反應的反應條件：氫氧化鈉水溶液、加熱；寫出E→F的第①步反應的反應方程式：HOOCCH（Br）CH（Br）COOH+4NaOH$→_{△}^{醇}$NaOOCC≡CCOONa+2NaBr+4H₂O．
（5）在催化劑作用下，B與乙二醇可發生縮聚反應，生成的高分子化合物用于制造玻璃鋼．寫出該反應的化學方程式：nHOOC-CH═CH-COOH+nHOCH₂CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$+（2n-1）H₂O ．
（6）寫出一種與A具有相同官能團的A的同分異構體的結構簡式．

Answer 1

分析 A中不飽和度=$\frac{4×2+2-6}{2}$=2，根據化合物A的性質知，A中含有兩個羧基，A能和羧酸發生酯化反應生成酯，說明A中含有醇羥基，1molA與足量鈉反應生成1.5mol氫氣，結合①、②知含有1個醇羥基、兩個羧基，核磁共振氫譜表明A分子中有5種不同化學環境的氫原子，則A的結構簡式為HOOCCH（OH）CH₂COOH；
M中含有Cl原子，且M的不飽和度=$\frac{4×2+2-4}{2}$=3，則M先加成后取代然后酸化得到A，則M結構簡式為HOOCCCl=CHCOOH，A在濃硫酸作催化劑、加熱條件下反應生成B，根據B分子式知，A發生消去反應生成B，B結構簡式為HOOCCH=CHCOOH；B和足量NaOH反應生成D，D為NaOOCCH=CHCOONa，B發生加成反應生成E，E為HOOCCHBrCHBrCOOH，E發生消去反應然后酸化得到F，根據F分子式知，F為HOOC-C≡C-COOH，據此分析解答．

解答 解：（1）A中不飽和度=$\frac{4×2+2-6}{2}$=2，根據信息①知，A中含有兩個羧基，A能和羧酸發生酯化反應生成酯，說明A中含有醇羥基，1molA與足量鈉反應生成1.5mol氫氣，結合①、②知含有1個醇羥基、兩個羧基，
故選bc；
（2）通過以上分析知，A、D、F、M的結構簡式分別為：HOOCCH（OH）CH₂COOH、NaOOCCH=CHCOONa、HOOC-C≡C-COOH、HOOCCCl=CHCOOH；
故答案為：HOOCCH（OH）CH₂COOH；NaOOCCH=CHCOONa；HOOC-C≡C-COOH；HOOCCCl=CHCOOH；
（3）通過以上分析知，A→B、B→E的反應類型分別是消去反應、加成反應，
故答案為：消去反應；加成反應；
（4）M→A第①步鹵代烴的水解反應反應，反應條件為：氫氧化鈉水溶液、加熱，
E→F第①步反應方程式為：HOOCCH（Br）CH（Br）COOH+4NaOH$→_{△}^{醇}$NaOOCC≡CCOONa+2NaBr+4H₂O，
故答案為：氫氧化鈉水溶液、加熱；HOOCCH（Br）CH（Br）COOH+4NaOH$→_{△}^{醇}$NaOOCC≡CCOONa+2NaBr+4H₂O；
（5）B結構簡式為HOOCCH=CHCOOH，在催化劑作用下，B與乙二醇可發生縮聚反應，生成的高分子化合物，該反應的化學方程式：nHOOC-CH═CH-COOH+nHOCH₂CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$+（2n-1）H₂O，
故答案為：nHOOC-CH═CH-COOH+nHOCH₂CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$+（2n-1）H₂O；
（6）A的結構簡式為HOOCCH（OH）CH₂COOH，A的同分異構體與A具有相同官能團，說明含有醇羥基和羧基，符合條件的A的同分異構體的結構簡式：，
故答案為：．

點評 本題考查有機物推斷，為高頻考點，側重考查學生分析推斷能力，正確判斷A結構簡式是解本題關鍵，根據反應條件、分子式進行推斷，知道常見有機反應類型及反應條件，難點是同分異構體種類判斷．