Question

11．丙二醇是重要的化工原料，利用甘油制備二元醇符合綠色化學要求．

利用1，2-丙二醇可制得乳酸〔CH₃CH（OH）COOH〕，乳酸與上述反應中的某一產物B可以反應，轉換關系如下．已知A的碳原子數與乳酸相同，E、F為鏈狀高分子化合物．請回答下列問題：

（1）反應①的反應類型是消去反應，A中所含官能團名稱是碳碳雙鍵、羧基．
（2）B在一定條件下反應生成分子式為C₂H₄O的有機物，該物質不能發生銀鏡反應，核磁共振氫譜中只有一個峰，寫出該物質的結構簡式．
（3）F具有良好的光學性能和親水性可作為隱形眼鏡的材料，寫出由D制備F的化學方程式．
（4）寫出1，2-丙二醇制備乳酸的合成路線．
（5）物質C （C₈H₁₀O₄）存在含有苯環的同分異構體，已知：
①一個C原子上連兩個羥基不穩定；
②苯環上含有4個取代基；
③分子中含有兩個-CH₂OH．符合上述條件的C的同分異構體有11種，寫出其中一種的同分異構體的結構簡式．

Answer 1

分析 乳酸與上述反應中的某一產物B可以反應，則B分子中含有羥基；A能夠與B在濃硫酸作用下反應生成C、D，則A中一定含有羧基，故反應①為乳酸在濃硫酸作用下發生消去反應生成A為CH₂═CHCOOH；結合A、C的分子組成可知，B一定含有兩個羥基、兩個C，則B為HO-CH₂CH₂-OH；C為CH₂═CHCOOH與2分子乙二醇發生正反應生成的，則C的結構簡式為：CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂；A與1分子HO-CH₂CH₂-OH發生酯化反應生成D，則D為CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH；D發生加聚反應生成鏈狀高分子化合物F，則F為；D分子中含有羥基，能夠繼續與C反應生成C，結合有機物的結構和性質解答該題．

解答 解：乳酸與上述反應中的某一產物B可以反應，則B分子中含有羥基；A能夠與B在濃硫酸作用下反應生成C、D，則A中一定含有羧基，故反應①為乳酸在濃硫酸作用下發生消去反應生成A：CH₂═CHCOOH；結合A、C的分子組成可知，B一定含有兩個羥基、兩個C，則B為HO-CH₂CH₂-OH；C為CH₂═CHCOOH與2分子乙二醇發生正反應生成的，則C的結構簡式為CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂；A與1分子HO-CH₂CH₂-OH發生酯化反應生成D，則D為CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH；D發生加聚反應生成鏈狀高分子化合物F，則F為；D分子中含有羥基，能夠繼續與C反應生成C，
（1）反應①為乳酸發生消去反應生成A：CH₂═CHCOOH，A分子中含有的官能團為碳碳雙鍵和羧基，故答案為：消去反應；碳碳雙鍵、羧基；
（2）B為HO-CH₂CH₂-OH，B在一定條件下反應生成分子式為C₂H₄O的有機物，該物質不能發生銀鏡反應，核磁共振氫譜中只有一個峰，說明其分子中含有1個環狀結構，該物質為乙二醇發生分之內脫水生成的，其結構簡式為：，故答案為：；
（3）F為，具有良好的光學性能和親水性可作為隱形眼鏡的材料，由D制備F的化學方程式為：，
故答案為：；
（4）先將1，2-丙二醇催化氧化生成，然后在催化劑存在條件下用氫氣還原可以得到乳酸，該合成流程為：，
故答案為：；
（5）C的結構簡式為CH₂═CHCOOCH₂CH₂OOCCH═CH₂，其分子中含有4個雙鍵，所以其不飽和度為4；②苯環上含有4個取代基，苯環的不飽和度為4，說明其它結構為飽和結構；③分子中含有兩個-CH₂OH，①一個C原子上連兩個羥基不穩定，則滿足條件的有機物分子中含有1個苯環、2個酚羥基、2個-CH₂OH；當兩個酚羥基相鄰時，將兩個-CH₂OH添加到苯環上，有4種添法，則有4種結構；當兩個酚羥基在間位時，將兩個-CH₂OH添加到苯環上，有5種添法，則存在5種結構；當兩個酚羥基在對位時，兩個-CH₂OH有2種添法，則存在2種同分異構體，所以總共存在的同分異構體的數目為4+5+2=11，如：，
故答案為：11；．

點評 本題考查了有機合成，以丙二醇為載體，以信息和有機合成流程圖的形式對有機化學進行了考查，題目難度較大，明確合成原理及常見有機物結構與性質為解答關鍵，試題側重考查學生的閱讀分析、遷移應用及創造能力，（5）為難點，需要明確書寫規則：兩個羥基分別在臨位、間位、對位分別排列兩個甲醇基．