Question

有機(jī)物結(jié)構(gòu)可用“鍵線式”表示．如CH₃-CH₂-CH₂-COOH可表示為：卡托普列（Captopril）臨床用于治療高血壓和充血性心力衰竭．它最有價值的合成路線為：

已知A的相對分子質(zhì)量不超過100，它與Na或Na₂CO₃反應(yīng)都能產(chǎn)生無色氣體，還能使Br₂/CCl₄溶液褪色，A完全燃燒只生成CO₂和H₂O．
核磁共振氫原子光譜能對有機(jī)物分子中同性氫原子給出相同的峰值（信號），根據(jù)峰值（信號）可以確定分子中氫原子的種類和數(shù)目．A的核磁共振氫譜如圖：

試完成下列問題
（1）A的結(jié)構(gòu)簡式為：

 

；反應(yīng)②的反應(yīng)類型是

 

（2）上圖反應(yīng)中，符合綠色化學(xué)思想（原子利用率100%）的是第

 

 步（填反應(yīng)序號）
（3）已知反應(yīng)③為取代反應(yīng)，則C₅H₉NO₂的結(jié)構(gòu)簡式為：

 

（4）A的甲醇酯是合成有機(jī)玻璃的單體，寫出合成有機(jī)玻璃的化學(xué)方程式：

 

（5）已知羧基（-COOH）pKa=3.7，巰基（-SH）pKa=9.8，H₂O的pKa=16，pKa越小，酸性越強(qiáng)，能在堿性條件下水解．則1molE最多能與

 

molNaOH完全反應(yīng)．（Ka是平衡常數(shù)，pKa=-lgKa）

Answer 1

考點(diǎn)：有機(jī)物的合成

專題：有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)及推斷

分析：（1）有機(jī)物能與金屬Na反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，說明含有-OH或-COOH；又能與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，說明含有-COOH；還可以使溴的四氯化碳溶液褪色，說明含有不飽和鍵或-C≡C-，根據(jù)含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37.21%，相對分子質(zhì)量不超過100，確定分子中氧原子個數(shù)，進(jìn)而確定有機(jī)物的相對分子質(zhì)量，確定有機(jī)物的分子式．根據(jù)核磁共振氫譜確定分子中氫原子類型，結(jié)合可能的官能團(tuán)，確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)；由B生成C，可以看出是B中的羥基被氯原子取代生成了C，據(jù)此解答即可；
（2）“綠色化學(xué)”就是要求原料物質(zhì)中的所有原子完全被利用，全部轉(zhuǎn)入期望的產(chǎn)物中，當(dāng)反應(yīng)的產(chǎn)物只有一種時就符合綠色化學(xué)的原理，產(chǎn)物有多種時就有可能不符合綠色化學(xué)的原理，據(jù)此解答即可；
（3）比較C、D的結(jié)構(gòu)可知C→D的反應(yīng)是C中的氯原子與D中的氮原子上的氫原子結(jié)合，是取代反應(yīng)，據(jù)此還原C₅H₉NO₂結(jié)構(gòu)簡式即可；
（4）推斷出A，依據(jù)聚合反應(yīng)書寫即可；
（5）依據(jù)E的結(jié)構(gòu)判斷哪部分與氫氧化鈉反應(yīng)即可．

解答： 解：（1）有機(jī)物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37.21%，相對分子質(zhì)量不超過100，所以分子中氧原子數(shù)目N（O）＜

100×37.21%

16

=2.3，該有機(jī)物能與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，說明含有-COOH，所以碳原子數(shù)為2，可知其相對原子質(zhì)量為

16×2

37.21%

=86，又因?yàn)锽完全燃燒只生成CO₂和H₂O，所以只含有碳、氫、氧三種元素，設(shè)其化學(xué)式為：CaHb-COOH，有B的相對分子質(zhì)量為86可知，CaHb-的式量為12a+b=41，若a=1，則b=29不符合烴基結(jié)構(gòu)；若a=2，則b=17不符合烴基結(jié)構(gòu)；若a=3，則b=5成立，故該有機(jī)物的分子式為C₄H₆O₂，B分子式為C₄H₆O₂，不飽和度為

4×2+2-6

2

=2，含有一個羧基，且B能夠使溴的四氯化碳溶液褪色，所以還應(yīng)有1個碳碳雙鍵，從核磁共振檢測發(fā)現(xiàn)B有三種布同環(huán)境下的氫原子，所以其結(jié)構(gòu)簡式為：CH₂=C（CH₃）-COOH，B中的羥基被氯原子取代生成了C，故答案為：CH₂=C（CH₃）COOH；取代反應(yīng)；
（2）“綠色化化學(xué)”就是要求原料物質(zhì)中的所有原子完全被利用，全部轉(zhuǎn)入期望的產(chǎn)物中，當(dāng)反應(yīng)的產(chǎn)物只有一種時就符合綠色化學(xué)的原理，產(chǎn)物有多種時就有可能不符合綠色化學(xué)的原理，由此得出反應(yīng)①符合，故答案為：①；
（3）由生成，即氯原子被氨基所連的部分取代，氯原子與氨基上1個H結(jié)合生成HCl，據(jù)此逆推得出C₅H₉NO₂為，故答案為：；
（4）A為，與甲醇酯化反應(yīng)后的有機(jī)產(chǎn)物為CH₂=C（CH₃）COOCH₃，在催化劑作用下聚合成一種高分子化合物（俗稱有機(jī)玻璃），則合成有機(jī)玻璃的化學(xué)方程式：，故答案為：；
（5）由E結(jié)構(gòu)可知，E中含1個-COOH、1個CONH-，1個-HS，已知羧基（-COOH）pKa=3.7，巰基（-SH）pKa=9.8，H₂O的pKa=16，pKa越小，酸性越強(qiáng)，能在堿性條件下水解，則1mol該物質(zhì)在堿性條件下水解，最多消耗3molNaOH，故答案為：3．

點(diǎn)評：本題考查有機(jī)物的推斷，側(cè)重于有機(jī)物官能團(tuán)的性質(zhì)以及學(xué)生分析能力的考查，解答本題的突破口為A，答題時注意把握題給信息，體會做題思路，可采用逆推的方法推斷，題目難度中等．