Question

蜂皇酸是蜂王浆的主要活性成分之一，具有灭菌、防辐射、防脱发、抗癌等多种生理功能，蜂皇酸Q只含碳、氢、氧三种元素，其分子中碳、氢、氧原子质量比为120：16：48，经测定Q的相对分子质量不大于200．Q具有酸性，分子中没有支链，1molQ与1molNaOH恰好完全中和，1molQ可以和1molBr₂加成．各有机物的转化关系如图所示．

已知R-CH═CH-R′

KMnO4/H+

R-COOH+R′-COOH
R-CH═CH-R′

O3

H2O2/Zn

R-CHO+R′-CHO
（1）写出Q的分子式

 

，Q分子中含氧官能团的名称是

 

．
（2）C的核磁共振氢谱图有2个吸收峰，其面积比为3：1，请写出C与新制氢氧化铜反应的化学方程式：

 

．
（3）在①、②、③、④步反应属于消去反应的是

 

，G的结构简式是

 

．
（4）与D含有相同官能团且分子中只有一个甲基的同分异构体数目为

 

，写出其中任意一种结构简式

 

．
（5）已知在酸性条件下，可采用电解氧化法由D制备有机分子H，则电解D时的阳极反应式是

 

．
（6）写出H→N化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：有机物的推断

专题：有机物的化学性质及推断

分析：蜂皇酸Q只含碳、氢、氧三种元素，其分子中碳、氢、氧原子质量比为120：16：48，则分子中C、H、O原子数目之比为

120

10

：

16

1

：

48

16

=12：16：3，Q的分子式可设为（C₁₀H₁₆O₃）_n，则186n＜200，故n=1，Q的分子式即为C₁₀H₁₆O₃，由1 mol Q需要1 mol NaOH 完全中和，1 mol Q可以和1 mol Br₂ 加成，可推知结构中有1个-COOH、1个，Q被酸性高锰酸钾氧化生成乙二酸与E，E与氢气发生加成反应生成F，F发生反应生成八元环化合物，应是发生酯化反应，F中含有-COOH、-OH，其-COOH与-OH之间相隔6个碳原子，Q分子中没有支链，综上分析可推出Q含有、-CH=CHCOOH，故Q的结构简式为，则E为，F为，G为．Q与氢气发生加成反应生成A为，A发生消去反应生成B，B发生臭氧氧化生成D与C，C的分子式为C₂H₄O，核磁共振氢谱图有2个吸收峰，其面积比为3：1，故C为CH₃CHO，则B为CH₃CH=CH（CH₂）₆COOH，D为OHC（CH₂）₆COOH，D电解得到H，H相对分子质量比D大16，应是D发生氧化反，故H为HOOC（CH₂）₆COOH，H与乙二酸发生缩聚反应生成高聚物N为，据此解答．

解答： 解：蜂皇酸Q只含碳、氢、氧三种元素，其分子中碳、氢、氧原子质量比为120：16：48，则分子中C、H、O原子数目之比为

120

10

：

16

1

：

48

16

=12：16：3，Q的分子式可设为（C₁₀H₁₆O₃）_n，则186n＜200，故n=1，Q的分子式即为C₁₀H₁₆O₃，由1 mol Q需要1 mol NaOH 完全中和，1 mol Q可以和1 mol Br₂ 加成，可推知结构中有1个-COOH、1个，Q被酸性高锰酸钾氧化生成乙二酸与E，E与氢气发生加成反应生成F，F发生反应生成八元环化合物，应是发生酯化反应，F中含有-COOH、-OH，其-COOH与-OH之间相隔6个碳原子，Q分子中没有支链，综上分析可推出Q含有、-CH=CHCOOH，故Q的结构简式为，则E为，F为，G为．Q与氢气发生加成反应生成A为，A发生消去反应生成B，B发生臭氧氧化生成D与C，C的分子式为C₂H₄O，核磁共振氢谱图有2个吸收峰，其面积比为3：1，故C为CH₃CHO，则B为CH₃CH=CH（CH₂）₆COOH，D为OHC（CH₂）₆COOH，D电解得到H，H相对分子质量比D大16，应是D发生氧化反，故H为HOOC（CH₂）₆COOH，H与乙二酸发生缩聚反应生成高聚物N为，
（1）有上述分析可知，Q的分子式为C₁₀H₁₆O₃，结构简式为，所含氧官能团为：羧基、羰基，故答案为：C₁₀H₁₆O₃；羧基、羰基；
（2）C为CH₃CHO，C与新制氢氧化铜反应的化学方程式：，
故答案为：；
（3）在①、②、③、④步反应，A→B的转化属于消去反应，G的结构简式是，故答案为：②；；
（4）D为OHC（CH₂）₆COOH，与D含有相同官能团且分子中只有一个甲基的同分异构体，以含有-CHO、-COOH为主链，只有一个支链，移动支链确定同分异构体数目，若支链为-CH₃，有5种位置，若支链为-CH₂CH₃，有4种位置，若支链为-CH₂CH₂CH₃，有3种位置，若支链为-CH₂CH₂CH₂CH₃，有2种位置，若支链为-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃，有1种位置，故共有5+4+3+2+1=15种，其中任意一种结构简式为，故答案为：15；；
（5）在酸性条件下，可采用电解氧化法由OHC（CH₂）₆COOH电解制备有机分子HOOC（CH₂）₆COOH，则电解D时的阳极反应式是：OHC（CH₂）₆COOH+H₂O-2e^-=HOOC（CH₂）₆COOH+2H⁺，
故答案为：OHC（CH₂）₆COOH+H₂O-2e^-=HOOC（CH₂）₆COOH+2H⁺；
（6）H→N化学方程式为：，
故答案为：．

点评：本题考查有机物推断，综合考查有机化学基础，需要学生对有机化学信息进行利用，解好此类题目的关键是理解和应用好题中所给的信息，综合分析确定Q的结构是关键，再结合转化关系推断，难度较大．