Question

芳香族化合物A由碳、氫、氧三種元素組成，在質(zhì)譜儀上顯示的最大質(zhì)荷比為180，經(jīng)過李比希法測(cè)定A中含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2

3

，含氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2

30

，A可以發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系．有機(jī)物E（分子式為C₈H₆O₄）在核磁共振氫譜上的峰面積之比為2：l，有機(jī)物F在核磁共振氫譜上的峰面積之比為3：2：1，J為高分子化合物．

（1）A的分子式是

 

．C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

 

．
（2）G在紅外光譜上能顯示的官能團(tuán)是

 

．
（3）②的反應(yīng)類型是

 

，⑥的反應(yīng)類型是

 

．
（4）⑤的反應(yīng)條件是

 

，⑦的反應(yīng)條件是

 

．
（5）寫出①和③的化學(xué)方程式：

 

．
（6）B酸化的產(chǎn)物K有多種同分異構(gòu)體．寫出符合下列要求的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

 

．
要求：①能與FeCl₃溶液生成紫色物質(zhì)；②苯環(huán)上存在兩種不同環(huán)境的氫原子③存在-COO-．

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：芳香族化合物A由碳、氫、氧三種元素組成，在質(zhì)譜儀上顯示的最大質(zhì)荷比為180，即Mr（A）=180，A分子中N（C）=

180× 2 3

12

=10，N（H）=

180× 2 30

1

=12，N（O）=

180-12×10-12

16

=3，故A的分子式為C₁₀H₁₂O₃；A中不飽和度=

10×2+2-12

2

=5，苯環(huán)的不飽和度為4，該物質(zhì)能發(fā)生水解反應(yīng)說明含有酯基，結(jié)合分子中O原子個(gè)數(shù)知，該分子中只含一個(gè)酯基，可能含有一個(gè)苯環(huán)；
A水解生成B、F，B能發(fā)生氧化反應(yīng)，說明B中含有醇羥基，C中含有醛基，C和新制氫氧化銅發(fā)生氧化反應(yīng)生成D，D中含有羧酸鈉，D被酸化后生成E，E中含有羧基；
F發(fā)生反應(yīng)生成G，G能發(fā)生加成反應(yīng)，說明G中含有碳碳雙鍵，根據(jù)A的結(jié)構(gòu)知F中沒有碳碳雙鍵，則F發(fā)生消去反應(yīng)生成G，所以F中含有醇羥基，H為溴代烴，I和E發(fā)生酯化反應(yīng)生成高聚物，則H發(fā)生取代反應(yīng)生成醇，所以I為醇，且I為二元醇、E為二元酸；
E的分子式為C₈H₆O₄且為二元酸，則E的不飽和度=

8×2+2-6

2

=6，且含有兩個(gè)羧基，所以E中還含有一個(gè)苯環(huán)，E為苯二甲酸，E在核磁共振氫譜上的峰面積之比為2：l，則E為對(duì)苯二甲酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，D酸化生成E，D結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；
根據(jù)原子守恒知，F(xiàn)中含有2個(gè)C原子，有機(jī)物F在核磁共振氫譜上的峰面積之比為3：2：1，則F結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH₂OH，G為CH₂=CH₂、H為CH₂BrCH₂Br、I為HOCH₂CH₂OH；
根據(jù)原子守恒知，B中分子式為C₈H₈O₃，B中不飽和度=

8×2+2-8

2

=5，根據(jù)E知B中含有苯環(huán)，則B中還含有一個(gè)雙鍵，B中含有醇羥基和醛基，根據(jù)D結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知，B結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、C結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則A為，再結(jié)合題目分析解答．

解答： 解：芳香族化合物A由碳、氫、氧三種元素組成，在質(zhì)譜儀上顯示的最大質(zhì)荷比為180，即Mr（A）=180，A分子中N（C）=

180× 2 3

12

=10，N（H）=

180× 2 30

1

=12，N（O）=

180-12×10-12

16

=3，故A的分子式為C₁₀H₁₂O₃；A中不飽和度=

10×2+2-12

2

=5，苯環(huán)的不飽和度為4，該物質(zhì)能發(fā)生水解反應(yīng)說明含有酯基，結(jié)合分子中O原子個(gè)數(shù)知，該分子中只含一個(gè)酯基，可能含有一個(gè)苯環(huán)；
A水解生成B、F，B能發(fā)生氧化反應(yīng)，說明B中含有醇羥基，C中含有醛基，C和新制氫氧化銅發(fā)生氧化反應(yīng)生成D，D中含有羧酸鈉，D被酸化后生成E，E中含有羧基；
F發(fā)生反應(yīng)生成G，G能發(fā)生加成反應(yīng)，說明G中含有碳碳雙鍵，根據(jù)A的結(jié)構(gòu)知F中沒有碳碳雙鍵，則F發(fā)生消去反應(yīng)生成G，所以F中含有醇羥基，H為溴代烴，I和E發(fā)生酯化反應(yīng)生成高聚物，則H發(fā)生取代反應(yīng)生成醇，所以I為醇，且I為二元醇、E為二元酸；
E的分子式為C₈H₆O₄且為二元酸，則E的不飽和度=

8×2+2-6

2

=6，且含有兩個(gè)羧基，所以E中還含有一個(gè)苯環(huán)，E為苯二甲酸，E在核磁共振氫譜上的峰面積之比為2：l，則E為對(duì)苯二甲酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，D酸化生成E，D結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；
根據(jù)原子守恒知，F(xiàn)中含有2個(gè)C原子，有機(jī)物F在核磁共振氫譜上的峰面積之比為3：2：1，則F結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH₂OH，G為CH₂=CH₂、H為CH₂BrCH₂Br、I為HOCH₂CH₂OH；
根據(jù)原子守恒知，B中分子式為C₈H₈O₃，B中不飽和度=

8×2+2-8

2

=5，根據(jù)E知B中含有苯環(huán)，則B中還含有一個(gè)雙鍵，B中含有醇羥基和醛基，根據(jù)D結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知，B結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、C結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則A為，
（1）通過以上分析知，A的分子式是C₁₀H₁₂O₃，C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，故答案為：C₁₀H₁₂O₃；；
（2）G為CH₂=CH₂，G在紅外光譜上能顯示的官能團(tuán)是碳碳雙鍵，故答案為：碳碳雙鍵；
（3）通過以上分析知，②的反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)，⑥的反應(yīng)類型是加成反應(yīng)，故答案為：氧化反應(yīng)；加成反應(yīng)；
（4）通過以上分析知，⑤的反應(yīng)條件是濃硫酸作催化劑、170℃加熱，⑦的反應(yīng)條件是NaOH溶液、加熱故答案為：濃硫酸、170℃加熱；NaOH溶液、加熱；
（5）①為A發(fā)生水解反應(yīng)生成B、F，反應(yīng)方程式為+NaOH

△

+CH₃CH₂OH；
③為C發(fā)生氧化反應(yīng)生成D，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式：+Cu（OH）₂+NaOH

△

+Cu₂O+2H₂O，
故答案為：+NaOH

△

+CH₃CH₂OH；
+Cu（OH）₂+NaOH

△

+Cu₂O+2H₂O；
（6）B酸化的產(chǎn)物K為，K有多種同分異構(gòu)體，其同分異構(gòu)體符合下列要求：①能與FeCl₃溶液生成紫色物質(zhì)，說明含有酚羥基；②苯環(huán)上存在兩種不同環(huán)境的氫原子，說明苯環(huán)上有兩種氫原子，③存在-COO-說明含有酯基或羧基，符合條件的同分異構(gòu)體有、、、，
故答案為：、、、．

點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)物的推斷，側(cè)重考查分析推斷能力，正確推斷E、F的結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，采用正逆結(jié)合的方法進(jìn)行推斷，難點(diǎn)是同分異構(gòu)體種類的判斷，注意（6）中-COO-不只是酯基還可能是羧基，為易錯(cuò)點(diǎn)．