Question

肉桂酸甲酯（H）是常用于調(diào)制具有草莓、葡萄、櫻桃、香子蘭等香味的食用香精．它的分子式為C₁₀H₁₀O₂，且分子中只含有1個苯環(huán)，苯環(huán)上只有一個取代基．又知J為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體，其分子結(jié)構(gòu)模型如右圖所示（圖中球與球之間連線表示單鍵或雙鍵）．
試回答下列問題．
（1）已知化合物J在一定條件下與足量的H₂充分反應(yīng)后的產(chǎn)物為M，有關(guān)J、M的敘述中，正確的是______（填標(biāo)號）．?
A．M的分子式為C₁₀H₂₀O₂                      B．化合物J的所有碳原子可能共面
C．J、M都能在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)        D．只有M能發(fā)生加聚反應(yīng)
E．J、M都能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng) F、J、M都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化現(xiàn)用芳香烴A 為原料合成H的路線如下：

已知：A的核磁共振氫譜譜圖有6個吸收峰，其面積之比為1﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2．回答：
（2）B→C的反應(yīng)類型是______，F(xiàn)→G的反應(yīng)條件是______．
（3）化合物E的結(jié)構(gòu)簡式為______．
（4）書寫化學(xué)方程式．
F→I______，G→H______．
（5）G的同分異構(gòu)體有多種，同時符合下列條件的有______ 種，
ⅰ．分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上有三個支鏈；?
ⅱ．該有機(jī)物遇FeCl₃溶液顯紫色；
ⅲ．一定條件下，該物質(zhì)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)．
寫出任意一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）J為肉桂酸甲酯（C₁₀H₁₀O₂）的一種同分異構(gòu)體，結(jié)合J結(jié)構(gòu)可知，J的結(jié)構(gòu)簡式為，J含有碳碳雙鍵，決定具有烯的性質(zhì)，含有酯基決定具有酯的性質(zhì)，苯環(huán)雖不是官能團(tuán)，但含有苯環(huán)，具有苯的一些性質(zhì)，
酯基-COO-中C原子成2個單鍵、1個雙鍵，雜化軌道數(shù)為3，采取sp²雜化，為平面結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動酯基中的C-O單鍵，可以使甲基C原子處于酯基平面內(nèi)，再結(jié)合苯環(huán)、C=C雙鍵平面結(jié)構(gòu)判斷C原子共面；
J與足量的氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成M，M為，M中只有含有酯基，具有酯的性質(zhì)，據(jù)此結(jié)合選項判斷；
（2）（3）（4）肉桂酸甲酯的分子式為C₁₀H₁₀O₂，不飽和度為=6，分子中只含有1個苯環(huán)，苯環(huán)上只有一個取代基，故還含有1個C=C雙鍵，故肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式為，由A到H的轉(zhuǎn)化結(jié)合肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，A含有1個苯環(huán)、1個側(cè)鏈，不飽和度為=5，故側(cè)鏈中含有1個碳碳雙鍵，A的核磁共振氫譜譜圖有6個吸收峰，分子中含有6種H原子，其面積之比為1﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2，各種H原子數(shù)目為1、2、2、2、1、2，苯環(huán)中有3種H原子，分別為1、2、2，故側(cè)鏈有3種H原子，分別為2、1、2，故側(cè)鏈中不含甲基，故A的結(jié)構(gòu)簡式為，A與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成B，B發(fā)生水解生成C，結(jié)合C的分子式可知，C的結(jié)構(gòu)簡式為，C發(fā)生催化氧化生成D，D為，D在銀氨溶液中反應(yīng)氧化反應(yīng)，酸化生成E，E為，E反應(yīng)生成F，由E、F的分子式可知，E中羰基發(fā)生加成反應(yīng)生成F，故F為，結(jié)合肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)可知，F(xiàn)發(fā)生消去反應(yīng)生成G，G與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成肉桂酸甲酯，故G為，F(xiàn)通過酯化反應(yīng)進(jìn)行縮聚生成高聚物生成I，以此解答；
（5）的同分異構(gòu)體，分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上有三個支鏈，該有機(jī)物遇FeCl₃溶液顯紫色，含有酚羥基．一定條件下，該物質(zhì)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，含有-CHO或-OOCH，故苯環(huán)三個支鏈為1個-OH、1個-CHO、1個-CH=CH₂，定-CHO與-CH=CH₂的位置，有鄰、間、對，移動-OH，確定符合條件的同分異構(gòu)體的數(shù)目，書寫符合條件的結(jié)構(gòu)簡式．
解答：解：（1）J為肉桂酸甲酯（C₁₀H₁₀O₂）的一種同分異構(gòu)體，結(jié)合J結(jié)構(gòu)可知，J的結(jié)構(gòu)簡式為，
J與足量的氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成M，M為，
A．由M的結(jié)構(gòu)可知，M的分子式為C₁₀H₁₈O₂，故A錯誤；
B．化合物J中酯基-COO-中C原子成2個單鍵、1個雙鍵，雜化軌道數(shù)為3，采取sp²雜化，為平面結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)單鍵可以使苯環(huán)、C=C雙鍵的平面、酯基的平面結(jié)構(gòu)處于同一平面，轉(zhuǎn)動酯基中的C-O單鍵，可以使甲基C原子處于酯基平面內(nèi)，故化合物J的所有碳原子可能共面，故B正確；
C．J、M都都含有酯基，能在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)，故C正確；
D．M不能發(fā)生加聚反應(yīng)，故D錯誤；
E．J含有C=C雙鍵，與溴發(fā)生加成反應(yīng)，M不能與溴發(fā)生加成反應(yīng)，故E錯誤；
F．J含有C=C雙鍵能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，M不能被酸性高錳酸鉀，故F錯誤；
故答案為：BC；
（2）肉桂酸甲酯的分子式為C₁₀H₁₀O₂，不飽和度為=6，分子中只含有1個苯環(huán)，苯環(huán)上只有一個取代基，故還含有1個C=C雙鍵，故肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式為，由A到H的轉(zhuǎn)化結(jié)合肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，A含有1個苯環(huán)、1個側(cè)鏈，不飽和度為=5，故側(cè)鏈中含有1個碳碳雙鍵，A的核磁共振氫譜譜圖有6個吸收峰，分子中含有6種H原子，其面積之比為1﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2，各種H原子數(shù)目為1、2、2、2、1、2，苯環(huán)中有3種H原子，分別為1、2、2，故側(cè)鏈有3種H原子，分別為2、1、2，故側(cè)鏈中不含甲基，故A的結(jié)構(gòu)簡式為，A與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成B，B發(fā)生水解生成C，結(jié)合C的分子式可知，C的結(jié)構(gòu)簡式為，C發(fā)生催化氧化生成D，D為，D在銀氨溶液中反應(yīng)氧化反應(yīng)，酸化生成E，E為，E反應(yīng)生成F，由E、F的分子式可知，E中羰基發(fā)生加成反應(yīng)生成F，故F為，結(jié)合肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)可知，F(xiàn)發(fā)生消去反應(yīng)生成G，G與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成肉桂酸甲酯，故G為，
由上述分析可知，B→C的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)，F(xiàn)→G的反應(yīng)條件是濃硫酸、加熱，
故答案為：取代反應(yīng)；氫氧化鈉醇溶液、加熱；
（3）由（2）中分析可知，E為，故答案為：；
（4）由（2）中分析可知，F(xiàn)→I是過酯化反應(yīng)進(jìn)行縮聚生成高聚物生成I，反應(yīng)方程式為：，

 G→H是與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成肉桂酸甲酯，反應(yīng)方程式為，
G與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成肉桂酸甲酯，故G為，F(xiàn)通過酯化反應(yīng)進(jìn)行縮聚生成高聚物生成I，
故答案為：；；
（5）的同分異構(gòu)體，分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上有三個支鏈，該有機(jī)物遇FeCl₃溶液顯紫色，含有酚羥基．一定條件下，該物質(zhì)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，含有-CHO或-OOCH，故苯環(huán)三個支鏈為1個-OH、1個-CHO、1個-CH=CH₂，-CHO與-CH=CH₂處于鄰位，-OH有4種位置，-CHO與-CH=CH₂處于間位，-OH有4種位置，-CHO與-CH=CH₂處于對位，-OH有2種位置，故符合條件的同分異構(gòu)體有4+4+2=10種，故符合條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式有：等，

故答案為：10；．
點(diǎn)評：本題考查有機(jī)物的推斷與合成，涉及有機(jī)反應(yīng)類型、同分異構(gòu)體、反應(yīng)方程式書寫、官能團(tuán)的性質(zhì)等，是對所學(xué)知識的綜合考查，題目中有機(jī)物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能較好的考查學(xué)生的閱讀、分析與思維能力，是熱點(diǎn)題型，難度較大，注意根據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及反應(yīng)條件進(jìn)行推斷．