Question

有机物结构可用“键线式”表示．如CH₃-CH₂-CH₂-COOH可表示为：卡托普列（Captopril）临床用于治疗高血压和充血性心力衰竭．它最有价值的合成路线为：

已知A的相对分子质量不超过100，它与Na或Na₂CO₃反应都能产生无色气体，还能使Br₂/CCl₄溶液褪色，A完全燃烧只生成CO₂和H₂O．
核磁共振氢原子光谱能对有机物分子中同性氢原子给出相同的峰值（信号），根据峰值（信号）可以确定分子中氢原子的种类和数目．A的核磁共振氢谱如图：

试完成下列问题
（1）A的结构简式为：

 

；反应②的反应类型是

 

（2）上图反应中，符合绿色化学思想（原子利用率100%）的是第

 

 步（填反应序号）
（3）已知反应③为取代反应，则C₅H₉NO₂的结构简式为：

 

（4）A的甲醇酯是合成有机玻璃的单体，写出合成有机玻璃的化学方程式：

 

（5）已知羧基（-COOH）pKa=3.7，巯基（-SH）pKa=9.8，H₂O的pKa=16，pKa越小，酸性越强，能在碱性条件下水解．则1molE最多能与

 

molNaOH完全反应．（Ka是平衡常数，pKa=-lgKa）

Answer 1

考点：有机物的合成

专题：有机物的化学性质及推断

分析：（1）有机物能与金属Na反应产生无色气体，说明含有-OH或-COOH；又能与碳酸钠反应产生无色气体，说明含有-COOH；还可以使溴的四氯化碳溶液褪色，说明含有不饱和键或-C≡C-，根据含氧元素的质量分数为37.21%，相对分子质量不超过100，确定分子中氧原子个数，进而确定有机物的相对分子质量，确定有机物的分子式．根据核磁共振氢谱确定分子中氢原子类型，结合可能的官能团，确定有机物结构；由B生成C，可以看出是B中的羟基被氯原子取代生成了C，据此解答即可；
（2）“绿色化学”就是要求原料物质中的所有原子完全被利用，全部转入期望的产物中，当反应的产物只有一种时就符合绿色化学的原理，产物有多种时就有可能不符合绿色化学的原理，据此解答即可；
（3）比较C、D的结构可知C→D的反应是C中的氯原子与D中的氮原子上的氢原子结合，是取代反应，据此还原C₅H₉NO₂结构简式即可；
（4）推断出A，依据聚合反应书写即可；
（5）依据E的结构判断哪部分与氢氧化钠反应即可．

解答： 解：（1）有机物中氧元素的质量分数为37.21%，相对分子质量不超过100，所以分子中氧原子数目N（O）＜

100×37.21%

16

=2.3，该有机物能与碳酸钠反应产生无色气体，说明含有-COOH，所以碳原子数为2，可知其相对原子质量为

16×2

37.21%

=86，又因为B完全燃烧只生成CO₂和H₂O，所以只含有碳、氢、氧三种元素，设其化学式为：CaHb-COOH，有B的相对分子质量为86可知，CaHb-的式量为12a+b=41，若a=1，则b=29不符合烃基结构；若a=2，则b=17不符合烃基结构；若a=3，则b=5成立，故该有机物的分子式为C₄H₆O₂，B分子式为C₄H₆O₂，不饱和度为

4×2+2-6

2

=2，含有一个羧基，且B能够使溴的四氯化碳溶液褪色，所以还应有1个碳碳双键，从核磁共振检测发现B有三种布同环境下的氢原子，所以其结构简式为：CH₂=C（CH₃）-COOH，B中的羟基被氯原子取代生成了C，故答案为：CH₂=C（CH₃）COOH；取代反应；
（2）“绿色化化学”就是要求原料物质中的所有原子完全被利用，全部转入期望的产物中，当反应的产物只有一种时就符合绿色化学的原理，产物有多种时就有可能不符合绿色化学的原理，由此得出反应①符合，故答案为：①；
（3）由生成，即氯原子被氨基所连的部分取代，氯原子与氨基上1个H结合生成HCl，据此逆推得出C₅H₉NO₂为，故答案为：；
（4）A为，与甲醇酯化反应后的有机产物为CH₂=C（CH₃）COOCH₃，在催化剂作用下聚合成一种高分子化合物（俗称有机玻璃），则合成有机玻璃的化学方程式：，故答案为：；
（5）由E结构可知，E中含1个-COOH、1个CONH-，1个-HS，已知羧基（-COOH）pKa=3.7，巯基（-SH）pKa=9.8，H₂O的pKa=16，pKa越小，酸性越强，能在碱性条件下水解，则1mol该物质在碱性条件下水解，最多消耗3molNaOH，故答案为：3．

点评：本题考查有机物的推断，侧重于有机物官能团的性质以及学生分析能力的考查，解答本题的突破口为A，答题时注意把握题给信息，体会做题思路，可采用逆推的方法推断，题目难度中等．