Question

3．以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G．
已知C中含有官能团：-Cl和-COOH．

（1）E是一种石油裂解气，能使酸性高锰酸钾溶液褪色．同温同压下，E的密度是H₂的21倍．核磁共振氢谱显示E有3种不同化学环境的氢原子，其个数比为1：2：3．E的结构简式为CH₂=CH-CH₃；
（2）反应类型：⑤加成反应；
（3）反应条件：⑥NaOH/水溶液；
（4）设置②③两步的目的是防止碳碳双键被氧化；
（5）反应⑤的化学方程式为CH₂=CHCH₂Br+HBr$\stackrel{一定条件}{→}$CH₂Br-CH₂-CH₂Br；
（6）B被氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是HOCH₂CHClCH₂CHO或OHCCHClCH₂CHO或OHCCHClCH₂COOH（写出一种物质的结构简式），检验该物质存在的试剂是新制氢氧化铜悬浊液（或银氨溶液）．

Answer 1

分析 1，3-丁二烯与氯气发生1，4-加成反应生成A为ClCH₂CH=CHCH₂Cl，A在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成HOCH₂CH=CHCH₂OH，与HCl发生加成反应生成B为HOCH₂CH₂CHClCH₂OH．D酸化得到C₄H₄O₂，D为盐，则C₄H₄O₂为HOOC-CH=CH-COOH，故B发生催化氧化生成C为HOOCCH₂CHClCOOH，C在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D，则D为NaOOC-CH=CH-COONa．
E是一种石油裂解气，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，含有不饱和键，同温同压下，E的密度是H₂的21倍，E的相对分子质量为42，则E为CH₃CH=CH₂，结合转化关系可知，E与溴发生取代反应生成C₃H₅Br，其结构为BrCH₂CH=CH₂，与HBr发生加成反应生成F为BrCH₂CH₂CH₂Br，F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成HOCH₂CH₂CH₂OH，与HOOC-CH=CH-COOH通过酯化反应进行的缩聚反应生成高聚物G为，以此解答该题．

解答 解：1，3-丁二烯与氯气发生1，4-加成反应生成A为ClCH₂CH=CHCH₂Cl，A在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成HOCH₂CH=CHCH₂OH，与HCl发生加成反应生成B为HOCH₂CH₂CHClCH₂OH．D酸化得到C₄H₄O₂，D为盐，则C₄H₄O₂为HOOC-CH=CH-COOH，故B发生催化氧化生成C为HOOCCH₂CHClCOOH，C在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D，则D为NaOOC-CH=CH-COONa．
E是一种石油裂解气，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，含有不饱和键，同温同压下，E的密度是H₂的21倍，E的相对分子质量为42，则E为CH₃CH=CH₂，结合转化关系可知，E与溴发生取代反应生成C₃H₅Br，其结构为BrCH₂CH=CH₂，与HBr发生加成反应生成F为BrCH₂CH₂CH₂Br，F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成HOCH₂CH₂CH₂OH，与HOOC-CH=CH-COOH通过酯化反应进行的缩聚反应生成高聚物G为，
（1）E是一种石油裂解气，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，含有不饱和键，同温同压下，E的密度是H₂的21倍，E的相对分子质量为42，则分子中最大C原子数目为$\frac{42}{12}$=3…6，故分子式为C₃H₆，核磁共振氢谱显示E有3种不同化学环境的氢原子，其个数比为1：2：3，H原子数目分别为1、2、3，含有1个甲基，则E为CH₃CH=CH₂，
故答案为：CH₂=CH-CH₃；
（2）E与溴发生取代反应生成C₃H₅Br，其结构为BrCH₂CH=CH₂，与HBr发生加成反应生成F为BrCH₂CH₂CH₂Br，故答案为：加成反应；
（3）BrCH₂CH₂CH₂Br在氢氧化钠水溶液中加热条件下可水解生成HOCH₂CH₂CH₂OH，故答案为：NaOH/水溶液；
（4）HOCH₂CH=CHCH₂OH中含有C=C双键，氧化羟基时也可以氧化C=C双键，转化生成E为HOOCCH=CHCOOH，E中含有C=C双键，故反应②③的目的是：保护碳碳双键，防止被氧化，
故答案为：防止碳碳双键被氧化；
（5）反应⑤的化学方程式为 CH₂=CHCH₂Br+HBr$\stackrel{一定条件}{→}$CH₂Br-CH₂-CH₂Br，
故答案为：CH₂=CHCH₂Br+HBr$\stackrel{一定条件}{→}$CH₂Br-CH₂-CH₂Br；
（6）B被氧化成C的过程中，可能氧化不完全会有中间产物生成，该中间产物可能是HOCH₂CHClCH₂CHO或OHCCHClCH₂CHO或OHCCHClCH₂COOH，可以通过检验醛基确定该物质是否存在，使用试剂为新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液，
故答案为：HOCH₂CHClCH₂CHO或OHCCHClCH₂CHO或OHCCHClCH₂COOH； 新制氢氧化铜悬浊液（或银氨溶液）．

点评 本题主要考查有机物的推断与合成，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力，涉及常见有机反应类型，包括加成反应、卤代烃的水解、醇的氧化、卤代烃的消去、烃的卤代、缩聚反应等，全面考查有机物基础知识，掌握官能团的性质与转化是关键，有机框图题的解答要充分利用题给信息，通过对比反应前后物质结构上的差异推断反应原理，对学生的逻辑推理有一定的要求，难度中等．