Question

8．分别由C、H、O三种元素组成的有机物A、B、C互为同分异构体，它们分子中C、H、O元素的质量比为15：2：8，其中化合物A的质谱图如图．
A是直链结构，其核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为1：1：2，它能够发生银镜反应．B为五元环酯．C的红外光谱表明其分子中存在甲基．其它物质的转化关系如下：

（1）A的分子式是：C₅H₈O₂．
（2）B和G的结构简式分别是：、CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH．
（3）写出下列反应方程式（有机物用结构简式表示）
D→CCH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃CH=CHCH₂COOH+H₂O；
H→GOHCCH₂CH₂CH₂COOH+H₂$\stackrel{一定条件下}{→}$CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH．
（4）写出由单体F发生缩聚反应生成的产物的结构简式：．

Answer 1

分析 A、B、C互为同分异构体，根据它们分子中C、H、O元素的质量比为15：2：8，可以确定其分子中原子个数比为$\frac{15}{12}$：$\frac{2}{1}$：$\frac{8}{16}$=5：8：2，根据A的质谱图知确定A的相对分子质量是100，从而计算出A的分子式为C₅H₈O₂，A是直链结构，其核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为1：1：2，它能够发生银镜反应，则A中含有醛基，A的不饱和度=$\frac{5×2+2-8}{2}$=2，A的结构简式为OHCCH₂CH₂CH₂CHO；B为五元环酯，则B的结构简式为，C的红外光谱表明其分子中存在甲基，B水解然后酸化得D，D的结构简式为CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH，A发生银镜反应生成I，I的结构简式为HOOCCH₂CH₂CH₂COOH；D发生消去反应生成C，C发生取代反应生成E，E和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成F，F和氢气发生加成反应生成G，G发生氧化反应生成H，H发生氧化反应生成I，根据I的结构简式结合题给信息知，C的结构简式为CH₃CH=CHCH₂COOH，E为CH₂ClCH=CHCH₂COOH，F为CH₂（OH）CH=CHCH₂COOH，G为CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH，H为OHCCH₂CH₂CH₂COOH，据此答题；

解答 解：A、B、C互为同分异构体，根据它们分子中C、H、O元素的质量比为15：2：8，可以确定其分子中原子个数比为$\frac{15}{12}$：$\frac{2}{1}$：$\frac{8}{16}$=5：8：2，所以A的最简式为C₅H₈O₂，根据A的质谱图知确定A的相对分子质量是100，所以A的分子式为C₅H₈O₂，A是直链结构，其核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为1：1：2，它能够发生银镜反应，则A中含有醛基，A的不饱和度=$\frac{5×2+2-8}{2}$=2，A的结构简式为OHCCH₂CH₂CH₂CHO；B为五元环酯，则B的结构简式为，C的红外光谱表明其分子中存在甲基，B水解然后酸化得D，D的结构简式为CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH，A发生银镜反应生成I，I的结构简式为HOOCCH₂CH₂CH₂COOH；D发生消去反应生成C，C发生取代反应生成E，E和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成F，F和氢气发生加成反应生成G，G发生氧化反应生成H，H发生氧化反应生成I，根据I的结构简式结合题给信息知，C的结构简式为CH₃CH=CHCH₂COOH，E为CH₂ClCH=CHCH₂COOH，F为CH₂（OH）CH=CHCH₂COOH，G为CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH，H为OHCCH₂CH₂CH₂COOH，
（1）通过以上分析知，A的分子式为C₅H₈O₂，
故答案为：C₅H₈O₂；
（2）通过以上分析知，B的结构简式为，G为CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH，
故答案为：；CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH；
（3）D的结构简式为CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH，C的结构简式为CH₃CH=CHCH₂COOH，D发生消去反应生成C，反应方程式为：CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃CH=CHCH₂COOH+H₂O，G为CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH，H为OHCCH₂CH₂CH₂COOH，G发生氧化反应生成H，反应方程式为OHCCH₂CH₂CH₂COOH+H₂$\stackrel{一定条件下}{→}$ CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH，
故答案为：CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃CH=CHCH₂COOH+H₂O；OHCCH₂CH₂CH₂COOH+H₂$\stackrel{一定条件下}{→}$ CH₂（OH）CH₂CH₂CH₂COOH；
（4）CH₂（OH）CH=CHCH₂COOH分子间羟基与羧基之间脱去水发生缩聚反应产物的结构简式为：，
故答案为：．

点评 本题考查了有机物的推断，题目难度中等，正确推断A的结构简式是解本题关键，注意结合题给信息进行分析，根据I的结构简式确定D发生消去反应位置，难度中等．