Question

14．姜醇具有祛風(fēng)散寒、健胃止吐、解毒的藥用價值．下圖是由化合物M制備姜醇路線圖．

M是由C、H、O三種元素組成的芳香醛類化合物，其相對分子質(zhì)量小于160，其中O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.58%．
（1）M的分子式是C₈H₈O₃；
（2）反應(yīng)?①的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)；
（3）高聚物Q所含的官能團(tuán)的名稱是羰基、醚鍵；
（4）寫出反應(yīng)?②的化學(xué)方程式：．
（5）M有多種同分異構(gòu)體，其中滿足下列條件的同分異構(gòu)體數(shù)目是21種：
?屬于芳香族化合物，苯環(huán)上有兩個取代基，且分子內(nèi)無其它的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；
?遇FeCl₃溶液顯紫色；
?烯醇式結(jié)構(gòu)（R-CH=CH-OH）很不穩(wěn)定；
在上述同分異構(gòu)體中，能發(fā)生水解，其核磁共振氫譜顯示為3：2：2：1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是：或，1mol該物質(zhì)在一定條件下與足量的NaOH溶液反應(yīng)，需要的NaOH的物質(zhì)的量是3或2mol．

Answer 1

分析 M是由C、H、O三種元素組成的芳香醛類化合物，分子中至少含有7個C原子，其相對分子質(zhì)量小于160，其中O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.58%，分子中O原子數(shù)目最大說明小于$\frac{160×31.58%}{16}$=3.2，若含有2個O原子，則相對原子質(zhì)量為$\frac{32}{31.58%}$≈101，大于7個C原子、2個O原子總相對原子質(zhì)量，故M分子含有3個O原子，M的相對分子質(zhì)量為$\frac{16×3}{31.58%}$=152，去掉3個O原子后剩余總相對原子質(zhì)量為152-48=104，最大C原子數(shù)目為$\frac{104}{12}$=8…8，而7個C原子最多結(jié)合16個H原子，故M分子中含有8個C原子、8個H原子、3個O原子，則M的分子式為：C₈H₈O₃．由L與姜醇的結(jié)構(gòu)可知，反應(yīng)①屬于醚的水解反應(yīng)，反應(yīng)為醇的消去反應(yīng)，則H為或，H發(fā)生加聚反應(yīng)得到高聚物Q為．

解答 解：M是由C、H、O三種元素組成的芳香醛類化合物，分子中至少含有7個C原子，其相對分子質(zhì)量小于160，其中O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.58%，分子中O原子數(shù)目最大說明小于$\frac{160×31.58%}{16}$=3.2，若含有2個O原子，則相對原子質(zhì)量為$\frac{32}{31.58%}$≈101，大于7個C原子、2個O原子總相對原子質(zhì)量，故M分子含有3個O原子，M的相對分子質(zhì)量為$\frac{16×3}{31.58%}$=152，去掉3個O原子后剩余總相對原子質(zhì)量為152-48=104，最大C原子數(shù)目為$\frac{104}{12}$=8…8，而7個C原子最多結(jié)合16個H原子，故M分子中含有8個C原子、8個H原子、3個O原子，則M的分子式為：C₈H₈O₃．由L與姜醇的結(jié)構(gòu)可知，反應(yīng)①屬于醚的水解反應(yīng)，反應(yīng)為醇的消去反應(yīng)，則H為或，H發(fā)生加聚反應(yīng)得到高聚物Q為．
（1）右移上述分析可知，M的分子式是：C₈H₈O₃，故答案為：C₈H₈O₃；
（2）反應(yīng)?①的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)，故答案為：取代反應(yīng)；
（3）高聚物Q為，所含的官能團(tuán)的名稱是：羰基、醚鍵，故答案為：羰基、醚鍵；
（4）反應(yīng)?②的化學(xué)方程式：，
故答案為：；
（5）M有多種同分異構(gòu)體，其中滿足下列條件的同分異構(gòu)體：?屬于芳香族化合物，遇FeCl₃溶液顯紫色，說明含有酚羥基，?烯醇式結(jié)構(gòu)（R-CH=CH-OH）很不穩(wěn)定，苯環(huán)上有兩個取代基，且分子內(nèi)無其它的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，M的不飽和度為$\frac{2×8+2-8}{2}$=5，?其中一個取代基為-OH，另外的取代基為-CH（OH）CHO，或者為-COCH₂OH，或者為-OCH₂CHO，或者為-CH₂COOH，或者為-OOCCH₃，或者為-CH₂OOCH，或者為-COOCH₃，各有鄰、間、對3種，故共有21種，其中能發(fā)生水解，其核磁共振氫譜顯示為3：2：2：1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是：或，1mol上述物質(zhì)在一定條件下與足量的NaOH溶液反應(yīng)，需要的NaOH的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol，
故答案為：21；或；3或2．

點評 本題考查有機(jī)物的推斷與合成、限制條件同分異構(gòu)體書寫、官能團(tuán)結(jié)構(gòu)、有機(jī)反應(yīng)類型，關(guān)鍵是確定M的分子式，較好的考查學(xué)生分析推理能力，難度中等．