Question

飲料果醋中含有蘋果酸（MLA），其分子式為C₄H₆O₅。0.1mol蘋果酸與足量NaHCO₃溶液反應能產生4.48LCO₂（標準狀況），蘋果酸脫水能生成使溴水褪色的產物。蘋果酸經聚合生成聚蘋果酸（PMLA）。

（1）寫出下列物質的結構簡式：B______，D______。

（2）MLA的核磁共振氫譜有____組峰。與MLA具有相同官能團的同分異構體有_____種。

（3）寫出E→F轉化的化學方程式______________。

（4）上述轉化關系中步驟③和④的順序能否顛倒______（填“能”或“不能”）說明理由：______________。

 

Answer 1

【答案】

（1）HOCH₂CH＝CHCH₂OH、OHCCH₂CHBrCHO（各1分，共2分） （2）5（1分）；2（1分）

（3）HOOCCH₂CHBrCOOH＋3NaOHNaOOCCH₂CHOHCOONa＋NaBr＋2H₂O（2分）

（4）不能（1分）；若先氧化則B中碳碳雙鍵也被氧化（1分）

【解析】

試題分析：蘋果酸分子式為C₄H₆O₅，0.l mol蘋果酸與足量NaHCO₃溶液反應能產生4.48L CO₂（標準狀況），即0.2molCO₂，因此1mol蘋果酸含2mol－COOH。蘋果酸脫水能生成使溴水褪色的產物A，結合蘋果酸的分子式知，蘋果酸的結構簡式為HOOCCH₂CHOHCOOH。D被氧化生成E，則E中含有溴原子，E和氫氧化鈉的水溶液發生反應生成F，F酸化生成MLA，所以F的結構簡式為NaOOCCH₂CHOHCOONa，因此E的結構簡式為HOOCCH₂CHBrCOOH。D能發生銀鏡反應，則D中含有醛基，所以D的結構簡式為OHCCH₂CHBrCHO。根據1，3－丁二烯及D的結構簡式知，1，3－丁二烯和溴發生1，4加成生成A，即A是1，4－二溴－2－丁烯，所以A的結構簡式是BrCH₂CH＝CHCH₂Br。 A和氫氧化鈉的水溶液發生取代反應生成B，則B的結構簡式是HOCH₂CH＝CHCH₂OH。B被氧化生成C，所以C的結構簡式為OHCCH＝CHCHO。C再和溴化氫發生加成反應生成D。蘋果酸中含有羧基和羥基，經縮聚反應生成聚蘋果酸（PMLA）。

（1）根據以上分析知，B、D的結構簡式分別為HOCH₂CH＝CHCH₂OH、OHCCH₂CHBrCHO。

（2）蘋果酸的結構簡式為HOOCCH₂CHOHCOOH，因此根據有機物中氫原子種類的判斷依據，即首先同一個碳原子上的氫原子是相同的，其次同一個碳原子所連接的所有甲基上的氫原子是相同的，再就是具有對稱性結構的（類似于平面鏡成像中物體和像的關系）可知，蘋果酸中含有5類氫原子，所以核磁共振氫譜有5組峰。與MLA具有相同官能團的同分異構體有HOOCC(CH₃)HOHCOOH、HOOCCH(CH₂OH)COOH，所以共有2種。

（3）E分子中含有羧基和溴原子，所以在加熱條件下，E和氫氧化鈉的水溶液發生取代反應生成F，所以E→F轉化的化學方程式為HOOCCH₂CHBrCOOH＋3NaOHNaOOCCH₂CHOHCOONa＋NaBr＋2H₂O。

（4）因為碳碳雙鍵極易被氧化，所以若先氧化，則B中碳碳雙鍵也被氧化，從而達不到實驗目的，因此順序不能顛倒。

考點：考查有機物推斷；等效氫原子、同分異構體判斷、反應條件控制以及方程式的書寫