Question

（2009?廣東）光催化制氫是化學研究的熱點之一．科學家利用含有呲啶環(huán)（呲啶的結(jié)構(gòu)式為，其性質(zhì)類似于苯）的化合物II作為中間體，實現(xiàn)了循環(huán)法制氫，示意圖如下（僅列出部分反應(yīng)條件）：

（1）化合物II的分子式為

C₁₁H₁₃O₄N

．
（2）化合物I合成方法如下（反應(yīng)條件略，除化合物III的結(jié)構(gòu)未標明外，反應(yīng)式已配平）；

化合物III的名稱是

甲醛

．
（3）用化合物V（結(jié)構(gòu)式見右圖）代替III作原料，也能進行類似的上述反應(yīng)，所得有機產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式為

．
（4）下列說法正確的是

B、C

（填字母）

A．化合物V的名稱是間羥基苯甲醛，或2-羥基苯甲醛
B．化合物I具有還原性；II具有氧化性，但能被酸性高錳酸鉀溶液氧化
C．化合物I、II、IV都可發(fā)生水解反應(yīng)
D．化合物V遇三氯化鐵顯色，還可發(fā)生氧化反應(yīng)，但不能發(fā)生還原反應(yīng)
（5）呲啶甲酸酯可作為金屬離子的萃取劑．2-呲啶甲酸正丁酯（VI）的結(jié)構(gòu)式見右圖，其合成原料2-呲啶甲酸的結(jié)構(gòu)式為

；VI的同分異構(gòu)體中，呲啶環(huán)上只有一個氫原子被取代的呲啶甲酸酯類同分異構(gòu)體有

12

種．

Answer 1

分析：（1）化合物II中含有11個C、13個H、1個N、4個O，注意H原子數(shù)不要數(shù)錯；
（2）可依據(jù)原子守恒定律推知Ⅲ的分子式；
（3）結(jié)合題給信息可以得到有機物的分子式為C_{（7+2×5+1-1）}H_{（6+2×8+5-8）}O_{（2+2×3+3-4×1-2）}N，所得化合物與化合物I相比多出部分為C₆H₄NO，由此可以確定甲醛在反應(yīng)中提供化合物ICH₂部分，化合物V應(yīng)該提供部分替代CH₂部分，以此判斷結(jié)構(gòu)式；
（4）結(jié)合有機物的結(jié)構(gòu)判斷可能具有的性質(zhì)；
（5）VI的同分異構(gòu)體中，呲啶環(huán)上只有一個氫原子被取代的呲啶甲酸酯類同分異構(gòu)體種類強調(diào)的是其同分異構(gòu)體中，而不是VI中呲啶環(huán)上只有一個氫原子被取代異構(gòu)體種類．

解答：解：（1）化合物II中含有11個C、13個H、1個N、4個O，分子式為：C₁₁H₁₃NO₄，故答案為：C₁₁H₁₃NO₄；
（2）因反應(yīng)式已配平，故可依據(jù)原子守恒定律推知Ⅲ的分子式為CH₂O，故為甲醛，故答案為：甲醛；
（3）結(jié)合題給信息可以得到有機物的分子式為C_{（7+2×5+1-1）}H_{（6+2×8+5-8）}O_{（2+2×3+3-4×1-2）}N，所得化合物與化合物I相比多出部分為C₆H₄NO，由此可以確定甲醛在反應(yīng)中提供化合物ICH₂部分，化合物V應(yīng)該提供部分替代CH₂部分，所以所得化合物的結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；
（4）A．系統(tǒng)命名法Ⅴ的名稱為3-羥基苯甲醛，故A錯誤，
B．同理Ⅱ能加氫發(fā)生還原反應(yīng)，具有氧化性，而其側(cè)鏈甲基類似于苯的同系物的性質(zhì)能被高錳酸鉀溶液硬化，故B正確，
I、Ⅱ、Ⅳ分子內(nèi)都有酯基，能夠發(fā)生水解，故C正確；
D．有機物Ⅴ含有的官能團為酚羥基和醛基，能發(fā)生顯色反應(yīng)即氧化反應(yīng)，醛基和苯環(huán)均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)（還原反應(yīng)），故D錯誤；
故答案為：BC；
（5）水解生成2-呲啶甲酸和丁醇，結(jié)合酯的水解反應(yīng)我們不難得到2-呲啶甲酸的結(jié)構(gòu)式為：；VI的同分異構(gòu)體中，呲啶環(huán)上只有一個氫原子被取代的呲啶甲酸酯類同分異構(gòu)體種類強調(diào)的是其同分異構(gòu)體中，而不是VI中呲啶環(huán)上只有一個氫原子被取代異構(gòu)體種類，
側(cè)鏈可位于2或6，3或5，或4三種位置，而-C₄H₁₁存在四種同分異構(gòu)體，則共有3×4=12中異構(gòu)體，
故答案為：；12．

點評：本題考查有機物的組成、結(jié)構(gòu)特點、化學性質(zhì)及其相互聯(lián)系的理解，以及有機反應(yīng)類型、同分異構(gòu)現(xiàn)象、有機物命名基本原則和質(zhì)量守恒的了解，題目難度中等，本題注意把握有機物官能團的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，易錯點為（5），注意同分異構(gòu)體的判斷．