Question

14．姜醇具有祛风散寒、健胃止吐、解毒的药用价值．下图是由化合物M制备姜醇路线图．

M是由C、H、O三种元素组成的芳香醛类化合物，其相对分子质量小于160，其中O元素的质量分数为31.58%．
（1）M的分子式是C₈H₈O₃；
（2）反应?①的反应类型是取代反应；
（3）高聚物Q所含的官能团的名称是羰基、醚键；
（4）写出反应?②的化学方程式：．
（5）M有多种同分异构体，其中满足下列条件的同分异构体数目是21种：
?属于芳香族化合物，苯环上有两个取代基，且分子内无其它的环状结构；
?遇FeCl₃溶液显紫色；
?烯醇式结构（R-CH=CH-OH）很不稳定；
在上述同分异构体中，能发生水解，其核磁共振氢谱显示为3：2：2：1的同分异构体的结构简式是：或，1mol该物质在一定条件下与足量的NaOH溶液反应，需要的NaOH的物质的量是3或2mol．

Answer 1

分析 M是由C、H、O三种元素组成的芳香醛类化合物，分子中至少含有7个C原子，其相对分子质量小于160，其中O元素的质量分数为31.58%，分子中O原子数目最大说明小于$\frac{160×31.58%}{16}$=3.2，若含有2个O原子，则相对原子质量为$\frac{32}{31.58%}$≈101，大于7个C原子、2个O原子总相对原子质量，故M分子含有3个O原子，M的相对分子质量为$\frac{16×3}{31.58%}$=152，去掉3个O原子后剩余总相对原子质量为152-48=104，最大C原子数目为$\frac{104}{12}$=8…8，而7个C原子最多结合16个H原子，故M分子中含有8个C原子、8个H原子、3个O原子，则M的分子式为：C₈H₈O₃．由L与姜醇的结构可知，反应①属于醚的水解反应，反应为醇的消去反应，则H为或，H发生加聚反应得到高聚物Q为．

解答 解：M是由C、H、O三种元素组成的芳香醛类化合物，分子中至少含有7个C原子，其相对分子质量小于160，其中O元素的质量分数为31.58%，分子中O原子数目最大说明小于$\frac{160×31.58%}{16}$=3.2，若含有2个O原子，则相对原子质量为$\frac{32}{31.58%}$≈101，大于7个C原子、2个O原子总相对原子质量，故M分子含有3个O原子，M的相对分子质量为$\frac{16×3}{31.58%}$=152，去掉3个O原子后剩余总相对原子质量为152-48=104，最大C原子数目为$\frac{104}{12}$=8…8，而7个C原子最多结合16个H原子，故M分子中含有8个C原子、8个H原子、3个O原子，则M的分子式为：C₈H₈O₃．由L与姜醇的结构可知，反应①属于醚的水解反应，反应为醇的消去反应，则H为或，H发生加聚反应得到高聚物Q为．
（1）右移上述分析可知，M的分子式是：C₈H₈O₃，故答案为：C₈H₈O₃；
（2）反应?①的反应类型是取代反应，故答案为：取代反应；
（3）高聚物Q为，所含的官能团的名称是：羰基、醚键，故答案为：羰基、醚键；
（4）反应?②的化学方程式：，
故答案为：；
（5）M有多种同分异构体，其中满足下列条件的同分异构体：?属于芳香族化合物，遇FeCl₃溶液显紫色，说明含有酚羟基，?烯醇式结构（R-CH=CH-OH）很不稳定，苯环上有两个取代基，且分子内无其它的环状结构，M的不饱和度为$\frac{2×8+2-8}{2}$=5，?其中一个取代基为-OH，另外的取代基为-CH（OH）CHO，或者为-COCH₂OH，或者为-OCH₂CHO，或者为-CH₂COOH，或者为-OOCCH₃，或者为-CH₂OOCH，或者为-COOCH₃，各有邻、间、对3种，故共有21种，其中能发生水解，其核磁共振氢谱显示为3：2：2：1的同分异构体的结构简式是：或，1mol上述物质在一定条件下与足量的NaOH溶液反应，需要的NaOH的物质的量分别为3mol、2mol，
故答案为：21；或；3或2．

点评 本题考查有机物的推断与合成、限制条件同分异构体书写、官能团结构、有机反应类型，关键是确定M的分子式，较好的考查学生分析推理能力，难度中等．