Question

3．某有機物A（C₄ H₆O₅），廣泛存在于許多水果中，是一種常用的食品添加劑．該化合物具有如下性質：
i.25℃時，電離常數K₁=3.99×10^-4，K₂=5.5×10^-6
ii．Imol A與足量鈉產生1.5mol H₂；
ii．分子中核磁共振氫譜顯示有5種不同化學環境的氫原子．與A相關的反應流程如下：

回答下列問題：
（1）A中官能團的名稱為羥基、羧基；B的結構簡式為HOOCCH=CHCOOH，C的系統命名為2，3-二溴丁二酸_．
（2）A--B的反應類型為消去反應；反應①所需的反應條件為氫氧化鈉水溶液、加熱．
（3）寫出下列反應的化學方程式：
①M-N．；
②E-F．，
（4）A有多種同分異構體，寫出符合下列條件的同分異構體結構簡式：HOOCCOOCH₂CH₂OH．
①能發生水解，生成兩種有機物；②水解后產物之間能發生縮聚反應．

Answer 1

分析 A分子式為C₄H₆O₅，不飽和度為 $\frac{2×4+2-6}{2}$=2，M在氫氧化鈉溶液加熱條件下發生水解得N，N酸化得A，1mol A與足量的金屬鈉反應產生1.5mol H₂，結合A的電離平衡常數，可知A為二元弱酸，則A含有羥基、羧基，則A分子中含有一個羥基和二個羧基，結合B的分子式可知，A在濃硫酸作用下加熱發生消去反應得B為HOOCCH=CHCOOH，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，B與溴加成得C為HOOCCH（Br）CH（Br）COOH，根據F的分子式可知，C在氫氧化鈉水溶液、加熱條件下發生水解反應得到D為，D酸化得E為HOOCC≡CCOOH，E與甲醇發生酯化反應得F為CH₃OOCC≡CCOOCH₃，根據A的結構簡式可反推得N為NaOOCCH（OH）CH₂COONa，M為HOOCCH（Cl）CH₂COOH，據此解答．

解答 解：A分子式為C₄H₆O₅，不飽和度為 $\frac{2×4+2-6}{2}$=2，M在氫氧化鈉溶液加熱條件下發生水解得N，N酸化得A，1mol A與足量的金屬鈉反應產生1.5mol H₂，結合A的電離平衡常數，可知A為二元弱酸，則A含有羥基、羧基，則A分子中含有一個羥基和二個羧基，結合B的分子式可知，A在濃硫酸作用下加熱發生消去反應得B為HOOCCH=CHCOOH，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，B與溴加成得C為HOOCCH（Br）CH（Br）COOH，根據F的分子式可知，C在氫氧化鈉水溶液、加熱條件下發生水解反應得到D為，D酸化得E為HOOCC≡CCOOH，E與甲醇發生酯化反應得F為CH₃OOCC≡CCOOCH₃，根據A的結構簡式可反推得N為NaOOCCH（OH）CH₂COONa，M為HOOCCH（Cl）CH₂COOH，
（1）A的結構簡式為：HOOCCH（OH）CH₂COOH，A中官能團的名稱為羥基、羧基，B為HOOCCH=CHCOOH，C為HOOCCH（Br）CH（Br）COOH，C的系統命名為2，3-二溴丁二酸，
故答案為：羥基、羧基；HOOCCH=CHCOOH；2，3-二溴丁二酸；
（2）根據上面的分析可知在，A--B的反應類型為消去反應，反應①所需的反應條件為氫氧化鈉水溶液、加熱，
故答案為：消去反應；氫氧化鈉水溶液、加熱；
（3）反應M-N的化學方程式為：，反應E-F的化學方程式為，
故答案為：；；
（4）A的同分異構體符合下列條件①能發生水解，生成兩種有機物，說明有酯基，②水解后產物之間能發生縮聚反應，則符合條件的結構簡式為：HOOCCOOCH₂CH₂OH，
故答案為：HOOCCOOCH₂CH₂OH；

點評 本題考查有機物的推斷，確定A的結構簡式是關鍵，再結合反應條件與有機物分子式進行推斷，側重于學生的分析能力的考查，需要學生熟練掌握官能團的性質與轉化，難度中等．