Question

蜂皇酸是蜂王漿的主要活性成分之一，具有滅菌、防輻射、防脫發(fā)、抗癌等多種生理功能，蜂皇酸Q只含碳、氫、氧三種元素，其分子中碳、氫、氧原子質(zhì)量比為120：16：48，經(jīng)測(cè)定Q的相對(duì)分子質(zhì)量不大于200．Q具有酸性，分子中沒有支鏈，1molQ與1molNaOH恰好完全中和，1molQ可以和1molBr₂加成．各有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．

已知R-CH═CH-R′

KMnO4/H+

R-COOH+R′-COOH
R-CH═CH-R′

O3

H2O2/Zn

R-CHO+R′-CHO
（1）寫出Q的分子式

 

，Q分子中含氧官能團(tuán)的名稱是

 

．
（2）C的核磁共振氫譜圖有2個(gè)吸收峰，其面積比為3：1，請(qǐng)寫出C與新制氫氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）在①、②、③、④步反應(yīng)屬于消去反應(yīng)的是

 

，G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

 

．
（4）與D含有相同官能團(tuán)且分子中只有一個(gè)甲基的同分異構(gòu)體數(shù)目為

 

，寫出其中任意一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

 

．
（5）已知在酸性條件下，可采用電解氧化法由D制備有機(jī)分子H，則電解D時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式是

 

．
（6）寫出H→N化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有機(jī)物的推斷

專題：有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)及推斷

分析：蜂皇酸Q只含碳、氫、氧三種元素，其分子中碳、氫、氧原子質(zhì)量比為120：16：48，則分子中C、H、O原子數(shù)目之比為

120

10

：

16

1

：

48

16

=12：16：3，Q的分子式可設(shè)為（C₁₀H₁₆O₃）_n，則186n＜200，故n=1，Q的分子式即為C₁₀H₁₆O₃，由1 mol Q需要1 mol NaOH 完全中和，1 mol Q可以和1 mol Br₂ 加成，可推知結(jié)構(gòu)中有1個(gè)-COOH、1個(gè)，Q被酸性高錳酸鉀氧化生成乙二酸與E，E與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成F，F(xiàn)發(fā)生反應(yīng)生成八元環(huán)化合物，應(yīng)是發(fā)生酯化反應(yīng)，F(xiàn)中含有-COOH、-OH，其-COOH與-OH之間相隔6個(gè)碳原子，Q分子中沒有支鏈，綜上分析可推出Q含有、-CH=CHCOOH，故Q的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則E為，F(xiàn)為，G為．Q與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成A為，A發(fā)生消去反應(yīng)生成B，B發(fā)生臭氧氧化生成D與C，C的分子式為C₂H₄O，核磁共振氫譜圖有2個(gè)吸收峰，其面積比為3：1，故C為CH₃CHO，則B為CH₃CH=CH（CH₂）₆COOH，D為OHC（CH₂）₆COOH，D電解得到H，H相對(duì)分子質(zhì)量比D大16，應(yīng)是D發(fā)生氧化反，故H為HOOC（CH₂）₆COOH，H與乙二酸發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚物N為，據(jù)此解答．

解答： 解：蜂皇酸Q只含碳、氫、氧三種元素，其分子中碳、氫、氧原子質(zhì)量比為120：16：48，則分子中C、H、O原子數(shù)目之比為

120

10

：

16

1

：

48

16

=12：16：3，Q的分子式可設(shè)為（C₁₀H₁₆O₃）_n，則186n＜200，故n=1，Q的分子式即為C₁₀H₁₆O₃，由1 mol Q需要1 mol NaOH 完全中和，1 mol Q可以和1 mol Br₂ 加成，可推知結(jié)構(gòu)中有1個(gè)-COOH、1個(gè)，Q被酸性高錳酸鉀氧化生成乙二酸與E，E與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成F，F(xiàn)發(fā)生反應(yīng)生成八元環(huán)化合物，應(yīng)是發(fā)生酯化反應(yīng)，F(xiàn)中含有-COOH、-OH，其-COOH與-OH之間相隔6個(gè)碳原子，Q分子中沒有支鏈，綜上分析可推出Q含有、-CH=CHCOOH，故Q的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則E為，F(xiàn)為，G為．Q與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成A為，A發(fā)生消去反應(yīng)生成B，B發(fā)生臭氧氧化生成D與C，C的分子式為C₂H₄O，核磁共振氫譜圖有2個(gè)吸收峰，其面積比為3：1，故C為CH₃CHO，則B為CH₃CH=CH（CH₂）₆COOH，D為OHC（CH₂）₆COOH，D電解得到H，H相對(duì)分子質(zhì)量比D大16，應(yīng)是D發(fā)生氧化反，故H為HOOC（CH₂）₆COOH，H與乙二酸發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚物N為，
（1）有上述分析可知，Q的分子式為C₁₀H₁₆O₃，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，所含氧官能團(tuán)為：羧基、羰基，故答案為：C₁₀H₁₆O₃；羧基、羰基；
（2）C為CH₃CHO，C與新制氫氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：，
故答案為：；
（3）在①、②、③、④步反應(yīng)，A→B的轉(zhuǎn)化屬于消去反應(yīng)，G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，故答案為：②；；
（4）D為OHC（CH₂）₆COOH，與D含有相同官能團(tuán)且分子中只有一個(gè)甲基的同分異構(gòu)體，以含有-CHO、-COOH為主鏈，只有一個(gè)支鏈，移動(dòng)支鏈確定同分異構(gòu)體數(shù)目，若支鏈為-CH₃，有5種位置，若支鏈為-CH₂CH₃，有4種位置，若支鏈為-CH₂CH₂CH₃，有3種位置，若支鏈為-CH₂CH₂CH₂CH₃，有2種位置，若支鏈為-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃，有1種位置，故共有5+4+3+2+1=15種，其中任意一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，故答案為：15；；
（5）在酸性條件下，可采用電解氧化法由OHC（CH₂）₆COOH電解制備有機(jī)分子HOOC（CH₂）₆COOH，則電解D時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式是：OHC（CH₂）₆COOH+H₂O-2e^-=HOOC（CH₂）₆COOH+2H⁺，
故答案為：OHC（CH₂）₆COOH+H₂O-2e^-=HOOC（CH₂）₆COOH+2H⁺；
（6）H→N化學(xué)方程式為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)物推斷，綜合考查有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，需要學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)信息進(jìn)行利用，解好此類題目的關(guān)鍵是理解和應(yīng)用好題中所給的信息，綜合分析確定Q的結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵，再結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷，難度較大．