Question

13．酒石酸存在于多種植物中，也是葡萄酒中主要的有機酸之一．作為食品中添加的抗氧化劑，可以使食物具有酸味，以烴X為原料合成酒石酸的流程如下：

已知以下信息：
①X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度2.4g•L ^-1，X中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1}{9}$．、X的核磁共振氫譜有2組峰，且峰面積之比為1：2，X分子不帶支鏈．
②1molY最多能和2molNaOH完全反應(yīng)，1molZ與足量的鈉反應(yīng)生成1molH₂，不與NaHCO₃溶液反應(yīng)
③R的核磁共振氫譜有3組峰，其分子中含有2個溴原子．
請回答下列問題：
（1）X的化學(xué)名稱是1，3-丁二烯，酒石酸的結(jié)構(gòu)簡式是HOOCCHOHCHOHCOOH．
（2）Z中官能團(tuán)的名稱是羥基和碳碳雙鍵；Z生成R的反應(yīng)類型是加成反應(yīng)．
（3）E生成F的過程中銀氨溶液參與反應(yīng)的化學(xué)方程式是OHCCHBrCHBrCHO+4Ag（NH₃）₂OH $\stackrel{△}{→}$NH₄OOCCHBrCHBrCOONH₄+4Ag↓+6NH₃+2H₂O．
（4）F與R在一定條件下以物質(zhì)的量之比1：1發(fā)生濃縮反應(yīng)，主要生成高聚物W，W的結(jié)構(gòu)簡式為（OCCHBrCHBrCOOCH₂CHBrCHBrCH₂O）_n．
（5）Z有多種同分異構(gòu)體，則含有共有6種，其中核磁共振氫譜有3組峰，且鋒面積之比為6：1：1的任意一種結(jié)構(gòu)簡式為HCOOCH（CH₃）₂或CH₃）₂CHCOOH．
（6）以X為原料，經(jīng)三步制備仿照上述題目中工藝圖示設(shè)計流程為CH₂=CHCH=CH₂$\stackrel{溴}{→}$CH₂BrCHBrCHBrCH₂Br$→_{△}^{氫氧化鈉溶液}$CH₂OHCHOHCHOHCH₂OH$→_{銅、△}^{氧氣}$．

Answer 1

分析 X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度2.4g•L ^-1，則X的相對分子質(zhì)量為約為54，X中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1}{9}$，則X中C、H的原子個數(shù)比為2：3，所以A的分子式為C₄H₆，X的核磁共振氫譜有2組峰，且峰面積之比為1：2，X分子不帶支鏈，所以X為CH₂=CHCH=CH₂，1molY最多能和2molNaOH完全反應(yīng)，說明Y中有兩個羧基，1molZ與足量的鈉反應(yīng)生成1molH₂，不與NaHCO₃溶液反應(yīng)，說明Z中有兩個羥基，R能發(fā)生連續(xù)氧化，R的核磁共振氫譜有3組峰，其分子中含有2個溴原子，根據(jù)各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件可知，X與溴發(fā)生1，4加成反應(yīng)生成Y為BrCH₂CH=CHCH₂Br，Y在堿性條件下水解得Z為HOCH₂CH=CHCH₂OH，Z再與溴發(fā)生加成得R為HOCH₂CHBrCHBrCH₂OH，R發(fā)生氧化得E為OHCCHBrCHBrCHO，E氧化得F為HOOCCHBrCHBrCOOH，F(xiàn)堿性水解得G為NaOOCCHOHCHOHCOONa，G酸化得酒石酸為HOOCCHOHCHOHCOOH，據(jù)此答題．

解答 解：X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度2.4g•L ^-1，則X的相對分子質(zhì)量為約為54，X中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1}{9}$，則X中C、H的原子個數(shù)比為2：3，所以A的分子式為C₄H₆，X的核磁共振氫譜有2組峰，且峰面積之比為1：2，X分子不帶支鏈，所以X為CH₂=CHCH=CH₂，1molY最多能和2molNaOH完全反應(yīng)，說明Y中有兩個羧基，1molZ與足量的鈉反應(yīng)生成1molH₂，不與NaHCO₃溶液反應(yīng)，說明Z中有兩個羥基，R能發(fā)生連續(xù)氧化，R的核磁共振氫譜有3組峰，其分子中含有2個溴原子，根據(jù)各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件可知，X與溴發(fā)生1，4加成反應(yīng)生成Y為BrCH₂CH=CHCH₂Br，Y在堿性條件下水解得Z為HOCH₂CH=CHCH₂OH，Z再與溴發(fā)生加成得R為HOCH₂CHBrCHBrCH₂OH，R發(fā)生氧化得E為OHCCHBrCHBrCHO，E氧化得F為HOOCCHBrCHBrCOOH，F(xiàn)堿性水解得G為NaOOCCHOHCHOHCOONa，G酸化得酒石酸為HOOCCHOHCHOHCOOH，
（1）X為CH₂=CHCH=CH₂，X的化學(xué)名稱是1，3-丁二烯，酒石酸的結(jié)構(gòu)簡式是 HOOCCHOHCHOHCOOH，
故答案 為：1，3-丁二烯；HOOCCHOHCHOHCOOH；
（2）Z為HOCH₂CH=CHCH₂OH，Z中官能團(tuán)的名稱是 羥基和碳碳雙鍵，Z生成R的反應(yīng)類型是加成反應(yīng)，
故答案為：羥基和碳碳雙鍵；加成反應(yīng)；
（3）E為OHCCHBrCHBrCHO，E生成F的過程中銀氨溶液參與反應(yīng)的化學(xué)方程式是OHCCHBrCHBrCHO+4Ag（NH₃）₂OH $\stackrel{△}{→}$NH₄OOCCHBrCHBrCOONH₄+4Ag↓+6NH₃+2H₂O，
故答案為：OHCCHBrCHBrCHO+4Ag（NH₃）₂OH $\stackrel{△}{→}$NH₄OOCCHBrCHBrCOONH₄+4Ag↓+6NH₃+2H₂O；
（4）F為HOOCCHBrCHBrCOOH，R為HOCH₂CHBrCHBrCH₂OH，F(xiàn)與R在一定條件下以物質(zhì)的量之比1：1發(fā)生濃縮反應(yīng)，主要生成高聚物W，W的結(jié)構(gòu)簡式為（OCCHBrCHBrCOOCH₂CHBrCHBrCH₂O）_n，
故答案 為：（OCCHBrCHBrCOOCH₂CHBrCHBrCH₂O）_n；
（5）Z為HOCH₂CH=CHCH₂OH，Z有多種同分異構(gòu)體，則含有的同分異構(gòu)體為HCOOCHCH₂CH₂CH₃、HCOOCH（CH₃）₂、CH₃COOCH₂CH₃、CH₃CH₂COOCH₃、CH₃CH₂CH₂COOH、（CH₃）₂CHCOOH，共有6種，其中核磁共振氫譜有3組峰，且鋒面積之比為6：1：1的任意一種結(jié)構(gòu)簡式為HCOOCH（CH₃）₂或CH₃）₂CHCOOH，
故答案為：6；HCOOCH（CH₃）₂或CH₃）₂CHCOOH；
（6）X為CH₂=CHCH=CH₂，以X為原料，經(jīng)三步制備，可以用CH₂=CHCH=CH₂與溴發(fā)生加成生成CH₂BrCHBrCHBrCH₂Br，CH₂BrCHBrCHBrCH₂Br堿性水解得CH₂OHCHOHCHOHCH₂OH，與氧氣在銅作催化劑的條件下氧化得，流程圖為CH₂=CHCH=CH₂$\stackrel{溴}{→}$CH₂BrCHBrCHBrCH₂Br$→_{△}^{氫氧化鈉溶液}$CH₂OHCHOHCHOHCH₂OH$→_{銅、△}^{氧氣}$，
故答案為：CH₂=CHCH=CH₂$\stackrel{溴}{→}$CH₂BrCHBrCHBrCH₂Br$→_{△}^{氫氧化鈉溶液}$CH₂OHCHOHCHOHCH₂OH$→_{銅、△}^{氧氣}$．

點評 本題考查有機物的推斷與合成，需要學(xué)生對給予的反應(yīng)信息進(jìn)行應(yīng)用，給能較好的考查考生的閱讀、自學(xué)能力和思維能力，是熱點題型，掌握官能團(tuán)的性質(zhì)是推斷關(guān)鍵，注意根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系來源于順推法進(jìn)行推斷，難度中等．