Question

19．咖啡酸苯乙酯有极强的抗炎和抗氧化活性而起到抗肿瘤的作用．现设计出如下路线合成缓释药物聚咖啡酸苯乙酯：

已知：B的核磁共振氢谱有三个波峰；红外光谱显示咖啡酸分子中存在碳碳双键；且：
；  
（1）咖啡酸仅含C、H、O三种元素，蒸气密度是相同条件下H₂的90倍，含氧质量分数为35.6%，则咖啡酸的分子式为C₉H₈O₄；咖啡酸可与NaHCO₃溶液反应生成气体，1mol 咖啡酸与足量钠反应生成1.5mol H₂，咖啡酸中所有含氧官能团的名称：羧基、羟基；
（2）写出下列反应的类型：④氧化反应，⑧加聚反应．
（3）写出反应③的化学方程式：．
（4）写出反应⑥的化学方程式：+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{水浴}{→}$+2Ag↓+3NH₃+H₂O．
（5）满足下列条件的咖啡酸的同分异构体有6种．任写三种（任三种）．
①含有两个羧基     ②苯环上有三个取代基．

Answer 1

分析 咖啡酸的相对分子质量为90×2=180，n（O）=（180×35.6%）÷16=4，咖啡酸可与NaHCO₃溶液反应生成气体，说明含有羧基-COOH；1 mol咖啡酸与足量钠反应生成1.5mol H₂，则说明一共含有3个羟基-OH．结合含氧数目及羧基，则应该有1个羧基和2个羟基，分子中C、H总相对原子质量为180-16×4=116，分子中碳原子最大数目为$\frac{112}{12}$=9…4，结合转化关系与反应信息可知，咖啡酸的分子式为C₉H₈O₄．则A为，因为B的核磁共振氢谱有三个波峰，说明有三种氢原子，氯原子在苯环上甲基的对位上，故B为，B在NaOH的水溶液中发生反应产生，酸化后产生C为，对甲基苯酚被H₂O₂氧化生成D为，D在氯气存在时光照发生取代反应产生E为，E在加热时与氢氧化钠溶液发生反应产生F为，F在催化剂存在时加热得到G为．G与CH₃CHO在NaOH溶液中加热发生反应得到H为．H与银氨溶液水浴加热反应产生I为．I酸化得到咖啡酸为．咖啡酸与苯乙醇发生酯化反应得到J为咖啡酸苯乙酯，结构简式为：．咖啡酸苯乙酯在一定条件下发生加聚反应产生高聚物聚咖啡酸苯乙酯，据此解答．

解答 解：咖啡酸的相对分子质量为90×2=180，n（O）=（180×35.6%）÷16=4，咖啡酸可与NaHCO₃溶液反应生成气体，说明含有羧基-COOH；1 mol咖啡酸与足量钠反应生成1.5mol H₂，则说明一共含有3个羟基-OH．结合含氧数目及羧基，则应该有1个羧基和2个羟基，分子中C、H总相对原子质量为180-16×4=116，分子中碳原子最大数目为$\frac{112}{12}$=9…4，结合转化关系与反应信息可知，咖啡酸的分子式为C₉H₈O₄．则A为，因为B的核磁共振氢谱有三个波峰，说明有三种氢原子，氯原子在苯环上甲基的对位上，故B为，B在NaOH的水溶液中发生反应产生，酸化后产生C为，对甲基苯酚被H₂O₂氧化生成D为，D在氯气存在时光照发生取代反应产生E为，E在加热时与氢氧化钠溶液发生反应产生F为，F在催化剂存在时加热得到G为．G与CH₃CHO在NaOH溶液中加热发生反应得到H为．H与银氨溶液水浴加热反应产生I为．I酸化得到咖啡酸为．咖啡酸与苯乙醇发生酯化反应得到J为咖啡酸苯乙酯，结构简式为：．咖啡酸苯乙酯在一定条件下发生加聚反应产生高聚物聚咖啡酸苯乙酯，
（1）由上述分析可知，咖啡酸的分子式为C₉H₈O₄，结构简式为，所有含氧官能团的名称：羧基、羟基，
故答案为：C₉H₈O₄；羧基、羟基；
（3）反应④属于氧化反应，反应⑧属于加聚反应，故答案为：氧化反应；加聚反应；
（4）反应③的化学方程式：，故答案为：；
（4）反应⑥为发生银镜反应，反应的化学方程式为+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{水浴}{→}$+2Ag↓+3NH₃+H₂O，
故答案为：+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{水浴}{→}$+2Ag↓+3NH₃+H₂O；


（5）满足条件①含有两个羧基 ②苯环上有三个取代基的咖啡酸的同分异构体有：，共6种，
故答案为：6；（任三种）．

点评 本题考查有机物推断与合成，利用正、逆推法相结合进行推断，是对学生综合能力的考查，难度中等．