Question

3．化合物A（C₁₂H₁₆O₂）經堿性水解、酸化后得到B和C（C₈H₈O₂）．C的核磁共振氫譜表明含有苯環，且苯環上有2種氫原子．B經過下列反應后得到G，G由碳、氫、氧三種元素組成，相對分子質量為172，元素分析表明，含碳55.8%，含氫7.0%，核磁共振氫譜顯示只有一個峰．

已知：
請回答下列問題：
（1）寫出E的分子式：C₄H₇O₂Br．
（2）寫出A的結構簡式：．
（3）寫出F→G反應的化學方程式：，該反應屬于取代反應（或酯化反應）（填反應類型）．
（4）寫出滿足下列條件的C的所有同分異構體：．
①是苯的對位二取代化合物；
②能與FeCl₃溶液發生顯色反應；
③不考慮烯醇（）結構．
（5）在G的粗產物中，經檢測含有聚合物雜質．寫出聚合物雜質可能的結構簡式（僅要求寫出1種）：．

Answer 1

分析 化合物A（C₁₂H₁₆O₂）經堿性水解、酸化后得到B和C（C₈H₈O₂），B能二次氧化生成D，說明A是酯，B是醇，則C是羧酸，C（C₈H₈O₂）的核磁共振氫譜表明含有苯環，且苯環上有2種氫原子，則說明苯環上有2個取代基，且兩個取代基處于對位，根據C的分子式知，C是對甲基苯甲酸，B經過下列反應后得到G，G由碳、氫、氧三種元素組成，元素分析表明，含碳55.8%，含氫7.0%，則氧37.2%，碳、氫、氧原子個數比=$\frac{55.8%}{12}$：$\frac{7%}{1}$：$\frac{37.2%}{16}$=2：3：1，相對分子質量為172，所以其分子式為C₈H₁₂O₄，核磁共振氫譜顯示只有一個峰，說明G只有一種氫原子；B經過一系列反應后生成F，則B和F的碳原子個數相同，在加熱濃硫酸作催化劑條件下，F反應生成G，則G是酯；根據A和C的分子式知，B是含有4個碳原子的一元醇，B經過兩次氧化生成D，D是羧酸，D和溴、P反應生成E，根據題給信息知，E是含有溴原子的羧酸，E經過水解和酸化后生成F，F是含有羥基的羧酸，F自身發生酯化反應生成G，且G中只有一種H，所以G是含有兩個甲基的環酯，F是2-甲基-2-羥基丙酸，E是2-甲基-2-溴丙酸，D是2-甲基丙酸，B是2-甲基丙醇，A是，據此答題．

解答 解：化合物A（C₁₂H₁₆O₂）經堿性水解、酸化后得到B和C（C₈H₈O₂），B能二次氧化生成D，說明A是酯，B是醇，則C是羧酸，C（C₈H₈O₂）的核磁共振氫譜表明含有苯環，且苯環上有2種氫原子，則說明苯環上有2個取代基，且兩個取代基處于對位，根據C的分子式知，C是對甲基苯甲酸，B經過下列反應后得到G，G由碳、氫、氧三種元素組成，元素分析表明，含碳55.8%，含氫7.0%，則氧37.2%，碳、氫、氧原子個數比=$\frac{55.8%}{12}$：$\frac{7%}{1}$：$\frac{37.2%}{16}$=2：3：1，相對分子質量為172，所以其分子式為C₈H₁₂O₄，核磁共振氫譜顯示只有一個峰，說明G只有一種氫原子；B經過一系列反應后生成F，則B和F的碳原子個數相同，在加熱濃硫酸作催化劑條件下，F反應生成G，則G是酯；根據A和C的分子式知，B是含有4個碳原子的一元醇，B經過兩次氧化生成D，D是羧酸，D和溴、P反應生成E，根據題給信息知，E是含有溴原子的羧酸，E經過水解和酸化后生成F，F是含有羥基的羧酸，F自身發生酯化反應生成G，且G中只有一種H，所以G是含有兩個甲基的環酯，F是2-甲基-2-羥基丙酸，E是2-甲基-2-溴丙酸，D是2-甲基丙酸，B是2-甲基丙醇，A是，
（1）通過以上分析知，E是2-甲基-2-溴丙酸，E的分子式是C₄H₇O₂Br，故答案為：C₄H₇O₂Br；
（2）通過以上分析知，A的結構簡式為：，
故答案為：；
（3）在加熱、濃硫酸作催化劑條件下，F自身發生酯化反應生成G，反應方程式為：，
故答案為：；取代反應（或酯化反應）；
（4）①是苯的對位二取代化合物，說明苯環上含有2個取代基；
②能與FeCl₃溶液發生顯色反應，說明其中一個取代基是酚羥基；
③不考慮烯醇（）結構，
所以滿足條件的C的所有同分異構體：，

故答案為：；
（5）在G的粗產物中，經檢測含有聚合物雜質，F發生分子間反應生成鏈狀酯，酯的結構簡式為，故答案為：．

點評 本題考查有機物的推斷，題目難度較大，明確有機物的種類為解答該題的關鍵，注意結合題給信息、反應流程中官能團的變化判斷．