Question

18．天然食用香料X是芳香族化合物，可以從某些植物中提取．由X合成H的路線如圖：

已知：①A的核磁共振氫譜有6個(gè)峰；②H為酯類物質(zhì)，結(jié)構(gòu)中除苯環(huán)外還含有一個(gè)六元環(huán)；③G的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，檢驗(yàn)A中非含氧官能團(tuán)所用的試劑為溴水或溴的四氯化碳溶液．
（2）②的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)．反應(yīng)③的化學(xué)方程式為CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$C₂H₄↑+H₂O．
（3）F中所含官能團(tuán)的名稱為羧基和羥基，其同分異構(gòu)體中，遇FeCl₃溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，且能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，其苯環(huán)上一氯代物只有一種，符合條件的同分異構(gòu)體數(shù)目為2種，寫出其中一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：．
（4）設(shè)計(jì)一條以G為起始原料合成乙二酸的路線CH₂=CH₂$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH₂BrCH₂Br$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$HOCH₂CH₂OH$→_{△}^{Cu}$OHCCHO$→_{△}^{催化劑}$HOOCCOOH，無(wú)機(jī)物任選，注明反應(yīng)條件．示例如下：A$→_{反應(yīng)條件}^{反應(yīng)物}$B$→_{反應(yīng)條件}^{反應(yīng)物}$．

Answer 1

分析 天然食用香料X是芳香族化合物，說(shuō)明X中含有苯環(huán)；G的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，則G是CH₂=CH₂，B能反應(yīng)生成C結(jié)合B分子式知，B為CH₃CH₂OH，該反應(yīng)為消去反應(yīng)；
X發(fā)生水解反應(yīng)生成A和乙醇，則A為羧酸，根據(jù)分子式知，A中含有一個(gè)-COOH，A的不飽和度=$\frac{9×2+2-8}{2}$=6，苯環(huán)的不飽和度是4、碳氧雙鍵的不飽和度是1，說(shuō)明A中還含有一個(gè)碳碳雙鍵，A的核磁共振氫譜有6個(gè)吸收峰，則A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則X結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；A發(fā)生加成反應(yīng)生成D，D發(fā)生水解反應(yīng)生成E，E酸化得到F，F(xiàn)發(fā)生自身酯化反應(yīng)生成H，H為酯類物質(zhì)，結(jié)構(gòu)中除苯環(huán)外還含有一個(gè)六元環(huán)，說(shuō)明F分子中羧基、羥基連接同一碳原子上，故D為，E為，F(xiàn)為，H為；
（4）乙烯和溴發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷發(fā)生水解反應(yīng)生成乙二醇，乙二醇發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成乙二醛，乙二醛發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成乙二酸．

解答 解：天然食用香料X是芳香族化合物，說(shuō)明X中含有苯環(huán)；G的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，則G是CH₂=CH₂，B能反應(yīng)生成C結(jié)合B分子式知，B為CH₃CH₂OH，該反應(yīng)為消去反應(yīng)；
X發(fā)生水解反應(yīng)生成A和乙醇，則A為羧酸，根據(jù)分子式知，A中含有一個(gè)-COOH，A的不飽和度=$\frac{9×2+2-8}{2}$=6，苯環(huán)的不飽和度是4、碳氧雙鍵的不飽和度是1，說(shuō)明A中還含有一個(gè)碳碳雙鍵，A的核磁共振氫譜有6個(gè)吸收峰，則A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則X結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；A發(fā)生加成反應(yīng)生成D，D發(fā)生水解反應(yīng)生成E，E酸化得到F，F(xiàn)發(fā)生自身酯化反應(yīng)生成H，H為酯類物質(zhì)，結(jié)構(gòu)中除苯環(huán)外還含有一個(gè)六元環(huán)，說(shuō)明F分子中羧基、羥基連接同一碳原子上，故D為，E為，F(xiàn)為，H為；
（1）通過(guò)以上分析知，A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，A中非含氧官能團(tuán)為碳碳雙鍵，碳碳雙鍵能和溴發(fā)生加成反應(yīng)而使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色，所以檢驗(yàn)A中非含氧官能團(tuán)所用的試劑為溴水或溴的四氯化碳溶液，
故答案為：；溴水或溴的四氯化碳溶液；
（2）②的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)，反應(yīng)③為乙醇的消去反應(yīng)，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$C₂H₄↑+H₂O，
故答案為：加成反應(yīng)；CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$C₂H₄↑+H₂O；
（3）F為，F(xiàn)中所含官能團(tuán)的名稱為羥基和羧基；
其同分異構(gòu)體中，遇FeCl₃溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，說(shuō)明含有酚羥基；
且能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，說(shuō)明含有羧基，其苯環(huán)上一氯代物只有一種，
說(shuō)明其苯環(huán)上有4個(gè)取代基，且兩個(gè)甲基取代基位于酚羥基或羧基的中間，羧基和酚羥基位于對(duì)位，
所以符合條件的有2種同分異構(gòu)體，
其中一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：，
故答案為：羧基和羥基；2；；
（4）乙烯和溴發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷發(fā)生水解反應(yīng)生成乙二醇，乙二醇發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成乙二醛，乙二醛發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成乙二酸，其合成路線為CH₂=CH₂$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH₂BrCH₂Br$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$HOCH₂CH₂OH$→_{△}^{Cu}$OHCCHO$→_{△}^{催化劑}$HOOCCOOH，
故答案為：CH₂=CH₂$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH₂BrCH₂Br$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$HOCH₂CH₂OH$→_{△}^{Cu}$OHCCHO$→_{△}^{催化劑}$HOOCCOOH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物推斷和有機(jī)合成，為高頻考點(diǎn)，結(jié)合反應(yīng)條件采取正逆推法相同結(jié)構(gòu)進(jìn)行推斷，熟練掌握官能團(tuán)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是合成路線設(shè)計(jì)，題目難度中等．