题目内容
【题目】植物的根茎中提取的一种有机化合物,是一种二酮类化合物。该物质在食品生产中主要用于肠类制品、罐头制品、酱卤制品等产品的着色。医学研究表明,姜黄素具有降血脂、抗肿瘤、消炎、抗氧化等作用。姜黄素的合成路线如下所示:
已知信息:
①1molG最多能消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量分别为3mol、2mol、1mol。
请回答下列问题:
(1)C的分子式是_ 。
(2)C→D的化学方程式为_____________。由此判断B生成C的反应类型为__________。
(3)E的结构简式为__________________________。
(4)G中含氧官能团的名称是________________________。
(5)K的同分异构体中符合下列信息:
①含有苯环;②苯环上只有两个支链;③遇FeCl3溶液变色;④能与NaHCO3溶液反应。符合上述条件的K的同分异构体有__________种,其中核磁共振氢谱中有五种不同化学环境的氢原子的是__________________(写结构简式)。
【答案】
(1)C2H6O2
(2)HOCH2CH2OH+O2OHCCHO+2H2O;取代反应
(3)HOOCCHO
(4)羧基、羟基(或酚羟基、醇羟基)、醚键
(5)3;。
【解析】
试题分析:乙烯和溴发生加成反应生成B为BrCH2CH2Br,由B→E转化及D、E分子式可知,E中含有羧基,D氧化得到E,则D中含有-CHO,B在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成C为HOCH2CH2OH,D为OHC-CHO,D中部分醛基被氧化生成E为OHC-COOH,1molG最多能消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量分别为3mol、2mol、1mol,结合J的结构可知,E中醛基发生加成生成G为,G中的醛基被氧化生成J,J在一定条件下发生信息i中脱羧反应生成香兰醛为,结合信息ii及姜黄素的分子式,可知姜黄素的结构简式为:。
(1)C为HOCH2CH2OH,分子式为C2H6O2,故答案为:C2H6O2;
(2)C发生催化氧化生成D,化学方程式为HOCH2CH2OH+O2OHCCHO+2H2O,B生成C是卤代烃的水解反应,也是取代反应,故答案为:HOCH2CH2OH+O2OHCCHO+2H2O;取代反应
(3)E为OHC-COOH,故答案为:HOOCCHO
(4)G为,其中含氧官能团是羧基、羟基和醚键,故答案为:羧基、羟基和醚键;
(5)K为,符合下列条件:①含有苯环;②苯环上只有两个支链;③遇FeCl3溶液变色,说明含有酚羟基;④能与NaHCO3溶液反应,说明含有羧基。符合上述条件的K的同分异构体有(包括邻为、间位、对位3种),其中核磁共振氢谱中有五种不同化学环境的氢原子的是,故答案为:3;。
【题目】实验室制乙酸乙酯得主要装置如图中A所示,主要步骤:
①在a试管中按2∶3∶2的体积比配制浓硫酸、乙醇、乙酸的混合物;
②按A图连接装置,使产生的蒸气经导管通到b试管所盛的饱和碳酸钠溶液(加入几滴酚酞试液)中;
③小火加热a试管中的混合液;
④等b试管中收集到约2 mL产物时停止加热。撤下b试管并用力振荡,然后静置待其中液体分层;
⑤分离出纯净的乙酸乙酯。
请回答下列问题:
(1)步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出,写出该反应的离子方程式:________。
(2)A装置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是_____________________;步骤⑤中分离乙酸乙酯必须使用的一种仪器是_______________________________。
(3)为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用上图A所示装置进行了以下4个实验。实验开始先用酒精灯微热3min,再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡小试管b再测有机层的厚度,实验记录如下:
实验编号 | 试管a中试剂 | 试管b中试剂 | 测得有机层的厚度/cm |
A | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、1mL18mol·L-1 浓硫酸 | 饱和Na2CO3溶液 | 5.0 |
B | 3 mL乙醇、2 mL乙酸 | 0.1 | |
C | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1 H2SO4 | 1.2 | |
D | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸 | 1.2 |
① 实验D的目的是与实验C相对照,证明H+对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是________mL和________mol·L-1 。
② 分析实验________(填实验编号)的数据,可以推测出浓H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。
③ 加热有利于提高乙酸乙酯的产率,但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低,可能的原因是 。
④为充分利用反应物,该同学又设计了图中甲、乙两个装置(利用乙装置时,待反应完毕冷却后,再用饱和碳酸钠溶液提取烧瓶中的产物)。你认为更合理的是______。理由是:____________________。