Question

饮料果醋中含有苹果酸（MLA），其分子式为C₄H₆O₅。0.1mol苹果酸与足量NaHCO₃溶液反应能产生4.48LCO₂（标准状况），苹果酸脱水能生成使溴水褪色的产物。苹果酸经聚合生成聚苹果酸（PMLA）。

（1）写出下列物质的结构简式：B______，D______。
（2）MLA的核磁共振氢谱有____组峰。与MLA具有相同官能团的同分异构体有_____种。
（3）写出E→F转化的化学方程式______________。
（4）上述转化关系中步骤③和④的顺序能否颠倒______（填“能”或“不能”）说明理由：______________。

Answer 1

（1）HOCH₂CH＝CHCH₂OH、OHCCH₂CHBrCHO（各1分，共2分） （2）5（1分）；2（1分）
（3）HOOCCH₂CHBrCOOH＋3NaOHNaOOCCH₂CHOHCOONa＋NaBr＋2H₂O（2分）
（4）不能（1分）；若先氧化则B中碳碳双键也被氧化（1分）

试题分析：苹果酸分子式为C₄H₆O₅，0.l mol苹果酸与足量NaHCO₃溶液反应能产生4.48L CO₂（标准状况），即0.2molCO₂，因此1mol苹果酸含2mol－COOH。苹果酸脱水能生成使溴水褪色的产物A，结合苹果酸的分子式知，苹果酸的结构简式为HOOCCH₂CHOHCOOH。D被氧化生成E，则E中含有溴原子，E和氢氧化钠的水溶液发生反应生成F，F酸化生成MLA，所以F的结构简式为NaOOCCH₂CHOHCOONa，因此E的结构简式为HOOCCH₂CHBrCOOH。D能发生银镜反应，则D中含有醛基，所以D的结构简式为OHCCH₂CHBrCHO。根据1，3－丁二烯及D的结构简式知，1，3－丁二烯和溴发生1，4加成生成A，即A是1，4－二溴－2－丁烯，所以A的结构简式是BrCH₂CH＝CHCH₂Br。 A和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成B，则B的结构简式是HOCH₂CH＝CHCH₂OH。B被氧化生成C，所以C的结构简式为OHCCH＝CHCHO。C再和溴化氢发生加成反应生成D。苹果酸中含有羧基和羟基，经缩聚反应生成聚苹果酸（PMLA）。
（1）根据以上分析知，B、D的结构简式分别为HOCH₂CH＝CHCH₂OH、OHCCH₂CHBrCHO。
（2）苹果酸的结构简式为HOOCCH₂CHOHCOOH，因此根据有机物中氢原子种类的判断依据，即首先同一个碳原子上的氢原子是相同的，其次同一个碳原子所连接的所有甲基上的氢原子是相同的，再就是具有对称性结构的（类似于平面镜成像中物体和像的关系）可知，苹果酸中含有5类氢原子，所以核磁共振氢谱有5组峰。与MLA具有相同官能团的同分异构体有HOOCC(CH₃)HOHCOOH、HOOCCH(CH₂OH)COOH，所以共有2种。
（3）E分子中含有羧基和溴原子，所以在加热条件下，E和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成F，所以E→F转化的化学方程式为HOOCCH₂CHBrCOOH＋3NaOHNaOOCCH₂CHOHCOONa＋NaBr＋2H₂O。
（4）因为碳碳双键极易被氧化，所以若先氧化，则B中碳碳双键也被氧化，从而达不到实验目的，因此顺序不能颠倒。