Question

13．某有机物X（C₁₃H₁₄O₈）分子中含有多种官能团，其结构为（其中I、II为未知部分的结构）：

为推测X的分子结构，现进行如图所示的转化．

已知：①E分子中检测到¹⁸O原子，向E的水溶液中滴入FeCl₃溶液显紫色，E的核磁共振氢谱中有4组峰，且峰面积之比为1：2：2：1，E与NaHCO₃反应有CO₂产生；②G的分子式为C₂H₂O₄．请回答下列问题：
（1）E分子所含官能团的名称是羧基、羟基；X溶液遇FeCl₃溶液不显紫色，则X的结构简式为．
（2）写出B与G反应生成M（分子内含有六元环）的化学方程式：．
（3）F有特殊愉快的酸味，可作为食品饮料的添加剂；F的聚合物具有良好的生物相容性，可作为手术缝合线等材料广泛应用于生物医药和生物材料领域．由B经过下列途径可合成F：
B$\stackrel{HBr}{→}$P$\underset{\stackrel{①NaCN}{→}}{②{H}_{2}O/{H}^{+}}$N$→_{催化剂}^{Cl_{2}}$T$\underset{\stackrel{①NaOH溶液/△}{→}}{②{H}^{+}}$F
已知：

①N→T的反应类型是取代反应，N的结构简式是．
②写出T→F的第一步反应的化学方程式：．
（4）E有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：、、．
①属于芳香族化合物；②能发生银镜反应；③苯环上的一氯代物只有2种．

Answer 1

分析 （1）（2）有机物X的分子式为C₁₃H₁₄O₈，在碱性条件下水解得到A、B、C，可推知X中含有酯基，A与酸反应得到E，向E的水溶液中滴入FeCl₃溶液显紫色反应，说明X中含有苯环和酚羟基，E与NaHCO₃反应有CO₂产生，说明E分子中还含有羧基．根据有机物X的分子式C₁₃H₁₄O₈，不饱和度为（2×13+2-14）÷2=7，结合已知部分的结构，可判断X分子中除了苯环和两个碳氧双键外，没有其他不饱和键，E中有¹⁸O及苯环结构，结合X的结构片段、B氧化生成G的分子式C₂H₂O₄，可知A中含有7个碳原子，则F的结构简式为，逆推可知C为NaOOCCH₂CH（OH）COOONa，E中有苯环且有4种氢，其个数比为1：1：2：2，可推知E为，A为，结合X的结构片段可知B为HOCH₂CH₂OH，G的分子式为C₂H₂O₄，且是B的氧化产物，所以G为HOOC-COOH，综上分析可知X为．
（3）根据F的结构简式可知，T的结构简式为．根据已知信息可知N的结构简式为．根据已知信息可知，P的结构简式为．B与溴化氢反应生成P，则B的结构简式为．

解答 解：有机物X的分子式为C₁₃H₁₄O₈，在碱性条件下水解得到A、B、C，可推知X中含有酯基，A与酸反应得到E，向E的水溶液中滴入FeCl₃溶液显紫色反应，说明X中含有苯环和酚羟基，E与NaHCO₃反应有CO₂产生，说明E分子中还含有羧基．根据有机物X的分子式C₁₃H₁₄O₈，不饱和度为（2×13+2-14）÷2=7，结合已知部分的结构，可判断X分子中除了苯环和两个碳氧双键外，没有其他不饱和键，E中有¹⁸O及苯环结构，结合X的结构片段、B氧化生成G的分子式C₂H₂O₄，可知A中含有7个碳原子，则F的结构简式为，逆推可知C为NaOOCCH₂CH（OH）COOONa，E中有苯环且有4种氢，其个数比为1：1：2：2，可推知E为，A为，结合X的结构片段可知B为HOCH₂CH₂OH，G的分子式为C₂H₂O₄，且是B的氧化产物，所以G为HOOC-COOH，综上分析可知X为．
（1）E为，含有官能团有：羧基、羟基，X的结构简式为：，
故答案为：羧基、羟基；；
（2）B为HOCH₂CH₂OH，G为HOOC-COOH，B与G反应生成M（分子内含有六元环）的化学方程式：，
故答案为：；
（3）根据F的结构简式可知，T的结构简式为．根据已知信息可知N的结构简式为．根据已知信息可知，P的结构简式为．B与溴化氢反应生成P，则B的结构简式为．
①N→T的反应类型是取代反应，N的结构简式是，
故答案为：取代反应；；
②T→F的第一步反应的化学方程式：，
故答案为：；
（4）①属于芳香族化合物，说明含有苯环；②能发生银镜反应，说明含有醛基；③苯环上的一氯代物只有2种，说明结构对称，则符合条件的有机物结构简式为：、、．
故答案为：、、．

点评 本题考查有机物的推断、官能团、有机反应类型、同分异构体书写以及方程式书写等，判断X、E含有的官能团，再充分利用X的结构片段、E的结构特点、G的分子式分析解答，需要学生熟练掌握官能团性质与转化，较好的考查学生分析推理能力，难度中等．