Question

18．天然食用香料X是芳香族化合物，可以从某些植物中提取．由X合成H的路线如图：

已知：①A的核磁共振氢谱有6个峰；②H为酯类物质，结构中除苯环外还含有一个六元环；③G的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志．
请回答下列问题：
（1）A的结构简式为，检验A中非含氧官能团所用的试剂为溴水或溴的四氯化碳溶液．
（2）②的反应类型为加成反应．反应③的化学方程式为CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄↑+H₂O．
（3）F中所含官能团的名称为羧基和羟基，其同分异构体中，遇FeCl₃溶液发生显色反应，且能与碳酸氢钠溶液反应，其苯环上一氯代物只有一种，符合条件的同分异构体数目为2种，写出其中一种结构简式：．
（4）设计一条以G为起始原料合成乙二酸的路线CH₂=CH₂$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH₂BrCH₂Br$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$HOCH₂CH₂OH$→_{△}^{Cu}$OHCCHO$→_{△}^{催化剂}$HOOCCOOH，无机物任选，注明反应条件．示例如下：A$→_{反应条件}^{反应物}$B$→_{反应条件}^{反应物}$．

Answer 1

分析 天然食用香料X是芳香族化合物，说明X中含有苯环；G的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，则G是CH₂=CH₂，B能反应生成C结合B分子式知，B为CH₃CH₂OH，该反应为消去反应；
X发生水解反应生成A和乙醇，则A为羧酸，根据分子式知，A中含有一个-COOH，A的不饱和度=$\frac{9×2+2-8}{2}$=6，苯环的不饱和度是4、碳氧双键的不饱和度是1，说明A中还含有一个碳碳双键，A的核磁共振氢谱有6个吸收峰，则A结构简式为，则X结构简式为；A发生加成反应生成D，D发生水解反应生成E，E酸化得到F，F发生自身酯化反应生成H，H为酯类物质，结构中除苯环外还含有一个六元环，说明F分子中羧基、羟基连接同一碳原子上，故D为，E为，F为，H为；
（4）乙烯和溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇，乙二醇发生催化氧化反应生成乙二醛，乙二醛发生催化氧化反应生成乙二酸．

解答 解：天然食用香料X是芳香族化合物，说明X中含有苯环；G的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，则G是CH₂=CH₂，B能反应生成C结合B分子式知，B为CH₃CH₂OH，该反应为消去反应；
X发生水解反应生成A和乙醇，则A为羧酸，根据分子式知，A中含有一个-COOH，A的不饱和度=$\frac{9×2+2-8}{2}$=6，苯环的不饱和度是4、碳氧双键的不饱和度是1，说明A中还含有一个碳碳双键，A的核磁共振氢谱有6个吸收峰，则A结构简式为，则X结构简式为；A发生加成反应生成D，D发生水解反应生成E，E酸化得到F，F发生自身酯化反应生成H，H为酯类物质，结构中除苯环外还含有一个六元环，说明F分子中羧基、羟基连接同一碳原子上，故D为，E为，F为，H为；
（1）通过以上分析知，A的结构简式为，A中非含氧官能团为碳碳双键，碳碳双键能和溴发生加成反应而使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色，所以检验A中非含氧官能团所用的试剂为溴水或溴的四氯化碳溶液，
故答案为：；溴水或溴的四氯化碳溶液；
（2）②的反应类型为加成反应，反应③为乙醇的消去反应，所以该反应的化学方程式为CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄↑+H₂O，
故答案为：加成反应；CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄↑+H₂O；
（3）F为，F中所含官能团的名称为羟基和羧基；
其同分异构体中，遇FeCl₃溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；
且能与碳酸氢钠溶液反应，说明含有羧基，其苯环上一氯代物只有一种，
说明其苯环上有4个取代基，且两个甲基取代基位于酚羟基或羧基的中间，羧基和酚羟基位于对位，
所以符合条件的有2种同分异构体，
其中一种结构简式：，
故答案为：羧基和羟基；2；；
（4）乙烯和溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇，乙二醇发生催化氧化反应生成乙二醛，乙二醛发生催化氧化反应生成乙二酸，其合成路线为CH₂=CH₂$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH₂BrCH₂Br$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$HOCH₂CH₂OH$→_{△}^{Cu}$OHCCHO$→_{△}^{催化剂}$HOOCCOOH，
故答案为：CH₂=CH₂$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH₂BrCH₂Br$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$HOCH₂CH₂OH$→_{△}^{Cu}$OHCCHO$→_{△}^{催化剂}$HOOCCOOH．

点评 本题考查有机物推断和有机合成，为高频考点，结合反应条件采取正逆推法相同结构进行推断，熟练掌握官能团的性质与转化是解本题关键，难点是合成路线设计，题目难度中等．