Question

15．化合物I（C₁₁H₁₂O₃）是制備液晶材料的中間體之一，其分子中含有醛基和酯基．I可以用E和H在一定條件下合成：

已知以下信息：
①A的核磁共振氫譜表明其只有一種化學(xué)環(huán)境的氫．
②R-CH═CH₂$→_{②H_{2}O_{2}/OH-}^{①B_{2}H_{6}}$R-CH₂CH₂OH．
③化合物F苯環(huán)上的一氯代物只有兩種，遇三氯化鐵溶液顯紫色．
④通常在同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基回答下列問(wèn)題：
（1）D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（CH₃）₂CHCHO．
（2）E的分子式為C₄H₈O₂．
（3）F生成G的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)類型為取代反應(yīng)．
（4）I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
（5）I的同系物J比I相對(duì)分子質(zhì)量小14，J的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足如下條件：
①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基
②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能與飽和NaHCO₃溶液反應(yīng)放出CO₂，共有18種（不考慮立體異構(gòu)）．J的一個(gè)同分異構(gòu)體發(fā)生銀鏡反應(yīng)并酸化后核磁共振氫譜為三組峰，且峰面積比為2：2：1，寫出J的這種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

Answer 1

分析 A的分子式為C₄H₉Cl，核磁共振氫譜表明其只有一種化學(xué)環(huán)境的氫，則A為（CH₃）₃CCl，在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)，生成B為CH₂=C（CH₃）₂，B發(fā)生信息2中的反應(yīng)生成C為（CH₃）₂CHCH₂OH，C發(fā)生催化氧化生成D為（CH₃）₂CHCHO，D再與氫氧化銅反應(yīng)，酸化得到E為（CH₃）₂CHCOOH，
F的分子式為C₇H₈O，苯環(huán)上的一氯代物只有兩種，應(yīng)含有2個(gè)不同的側(cè)鏈，且處于對(duì)位，則F為，與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成G為，G在氫氧化鈉水溶液發(fā)生水解反應(yīng)，酸化得到H，由于同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基，故H為，H與E發(fā)生酯化反應(yīng)生成I，其分子中含有醛基和酯基，故I為，據(jù)此分析解答．

解答 解：A的分子式為C₄H₉Cl，核磁共振氫譜表明其只有一種化學(xué)環(huán)境的氫，則A為（CH₃）₃CCl，在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)，生成B為CH₂=C（CH₃）₂，B發(fā)生信息2中的反應(yīng)生成C為（CH₃）₂CHCH₂OH，C發(fā)生催化氧化生成D為（CH₃）₂CHCHO，D再與氫氧化銅反應(yīng)，酸化得到E為（CH₃）₂CHCOOH，
F的分子式為C₇H₈O，苯環(huán)上的一氯代物只有兩種，應(yīng)含有2個(gè)不同的側(cè)鏈，且處于對(duì)位，則F為，與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成G為，G在氫氧化鈉水溶液發(fā)生水解反應(yīng)，酸化得到H，由于同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基，故H為，H與E發(fā)生酯化反應(yīng)生成I，其分子中含有醛基和酯基，故I為，
（1）由上述分析可知，D為（CH₃）₂CHCHO，
故答案為：（CH₃）₂CHCHO；
（2）E為（CH₃）₂CHCOOH，其分子式為C₄H₈O₂，
故答案為：C₄H₈O₂；
（3）F生成G的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)類型為取代反應(yīng)，
故答案為：；取代反應(yīng)；
（4）由上述分析可知，I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，
故答案為：；
（5）I（）的同系物J比I相對(duì)分子質(zhì)量小14，J比I少一個(gè)-CH₂-原子團(tuán)，J的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足如下條件：①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基，②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能與飽和NaHCO₃溶液反應(yīng)放出CO₂，則J的同分異構(gòu)體含有-CHO、-COOH，
側(cè)鏈為-CHO、-CH₂CH₂COOH，有鄰、間、對(duì)三種位置，
側(cè)鏈為-CHO、-CH（CH₃）COOH，有鄰、間、對(duì)三種位置，
側(cè)鏈為-CH₂CHO、-CH₂COOH，有鄰、間、對(duì)三種位置，
側(cè)鏈為-CH₂CH₂CHO、-COOH，有鄰、間、對(duì)三種位置，
側(cè)鏈為-CH（CH₃）CHO、-COOH，有鄰、間、對(duì)三種位置，
側(cè)鏈為-CH₃、-CH（CHO）COOH，有鄰、間、對(duì)三種位置，
故符合條件的同分異構(gòu)體有6×3=18種，
J的一個(gè)同分異構(gòu)體發(fā)生銀鏡反應(yīng)并酸化后核磁共振氫譜為三組峰，且峰面積比為2：2：1，而J的同分異構(gòu)體發(fā)生銀鏡反應(yīng)并酸化后的產(chǎn)物苯環(huán)側(cè)鏈至少有2種H原子，故產(chǎn)物中苯環(huán)上只有1種H原子，產(chǎn)物有2個(gè)-COOH，應(yīng)還含有2個(gè)-CH₂-，2個(gè)側(cè)鏈相同且處于對(duì)位，產(chǎn)物中側(cè)鏈為-CH₂COOH，故符合條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，
故答案為：18；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物推斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷及知識(shí)遷移能力，根據(jù)某些物質(zhì)分子式、反應(yīng)條件及題給信息進(jìn)行推斷，（6）中同分異構(gòu)體的書(shū)寫是易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，題目難度中等．