Question

（2009?广东）光催化制氢是化学研究的热点之一．科学家利用含有呲啶环（呲啶的结构式为，其性质类似于苯）的化合物II作为中间体，实现了循环法制氢，示意图如下（仅列出部分反应条件）：

（1）化合物II的分子式为

C₁₁H₁₃O₄N

．
（2）化合物I合成方法如下（反应条件略，除化合物III的结构未标明外，反应式已配平）；

化合物III的名称是

甲醛

．
（3）用化合物V（结构式见右图）代替III作原料，也能进行类似的上述反应，所得有机产物的结构式为

．
（4）下列说法正确的是

B、C

（填字母）

A．化合物V的名称是间羟基苯甲醛，或2-羟基苯甲醛
B．化合物I具有还原性；II具有氧化性，但能被酸性高锰酸钾溶液氧化
C．化合物I、II、IV都可发生水解反应
D．化合物V遇三氯化铁显色，还可发生氧化反应，但不能发生还原反应
（5）呲啶甲酸酯可作为金属离子的萃取剂．2-呲啶甲酸正丁酯（VI）的结构式见右图，其合成原料2-呲啶甲酸的结构式为

；VI的同分异构体中，呲啶环上只有一个氢原子被取代的呲啶甲酸酯类同分异构体有

12

种．

Answer 1

分析：（1）化合物II中含有11个C、13个H、1个N、4个O，注意H原子数不要数错；
（2）可依据原子守恒定律推知Ⅲ的分子式；
（3）结合题给信息可以得到有机物的分子式为C_{（7+2×5+1-1）}H_{（6+2×8+5-8）}O_{（2+2×3+3-4×1-2）}N，所得化合物与化合物I相比多出部分为C₆H₄NO，由此可以确定甲醛在反应中提供化合物ICH₂部分，化合物V应该提供部分替代CH₂部分，以此判断结构式；
（4）结合有机物的结构判断可能具有的性质；
（5）VI的同分异构体中，呲啶环上只有一个氢原子被取代的呲啶甲酸酯类同分异构体种类强调的是其同分异构体中，而不是VI中呲啶环上只有一个氢原子被取代异构体种类．

解答：解：（1）化合物II中含有11个C、13个H、1个N、4个O，分子式为：C₁₁H₁₃NO₄，故答案为：C₁₁H₁₃NO₄；
（2）因反应式已配平，故可依据原子守恒定律推知Ⅲ的分子式为CH₂O，故为甲醛，故答案为：甲醛；
（3）结合题给信息可以得到有机物的分子式为C_{（7+2×5+1-1）}H_{（6+2×8+5-8）}O_{（2+2×3+3-4×1-2）}N，所得化合物与化合物I相比多出部分为C₆H₄NO，由此可以确定甲醛在反应中提供化合物ICH₂部分，化合物V应该提供部分替代CH₂部分，所以所得化合物的结构式为，故答案为：；
（4）A．系统命名法Ⅴ的名称为3-羟基苯甲醛，故A错误，
B．同理Ⅱ能加氢发生还原反应，具有氧化性，而其侧链甲基类似于苯的同系物的性质能被高锰酸钾溶液硬化，故B正确，
I、Ⅱ、Ⅳ分子内都有酯基，能够发生水解，故C正确；
D．有机物Ⅴ含有的官能团为酚羟基和醛基，能发生显色反应即氧化反应，醛基和苯环均能与氢气发生加成反应（还原反应），故D错误；
故答案为：BC；
（5）水解生成2-呲啶甲酸和丁醇，结合酯的水解反应我们不难得到2-呲啶甲酸的结构式为：；VI的同分异构体中，呲啶环上只有一个氢原子被取代的呲啶甲酸酯类同分异构体种类强调的是其同分异构体中，而不是VI中呲啶环上只有一个氢原子被取代异构体种类，
侧链可位于2或6，3或5，或4三种位置，而-C₄H₁₁存在四种同分异构体，则共有3×4=12中异构体，
故答案为：；12．

点评：本题考查有机物的组成、结构特点、化学性质及其相互联系的理解，以及有机反应类型、同分异构现象、有机物命名基本原则和质量守恒的了解，题目难度中等，本题注意把握有机物官能团的结构和性质，易错点为（5），注意同分异构体的判断．