Question

环丁基甲酸是有机合成中一种有用的中间体。某研究小组以丙烯醛为原料，设计了如下路线合成环丁基甲酸(部分反应条件、产物已省略)。

已知：

（1）

（2）

请回答下列问题：

（1）由丙烯醛生成化合物A的反应类型为_____。

（2）化合物C的结构简式是______。

（3）下列说法中正确的是_____(填字母代号)。

A．丙烯醛可以发生银镜反应      B．化合物B和C能形成高聚物

C．化合物G的化学式为C₆H₈O₄     D．1mol化合物B与足量金属钠反应能生成1mol氢气

（4）写出D＋E→F的化学方程式：_______。

（5）符合下列条件的G的同分异构体有_____种，写出其中在¹H-NMR谱上显示两组峰且面积比为3∶1的结构简式：______。

①能使Br₂/CCl₄溶液褪色；②1mol G与1mol Na₂CO₃反应可以生成1mol CO₂

（6）以1，3-丁二烯和化合物E为原料可制备，请选用必要的试剂设计合成路线________。

Answer

加成反应 HOOCCH2COOH ABCD 18 (CH3)2C=C(COOH)2

【解析】

由合成流程可知，丙烯醛与水发生加成反应生成A为HOCH2CH2CHO，A与氢气发生加成反应生成B为HOCH2CH2CH2OH，B与HBr发生取代反应生成D为BrCH2CH2CH2Br，A氧化生成C为HOOCCH2COOH，C与乙醇发生酯化反应生成E为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3，D与E发生信息中的反应生成F为，F发生水解后酸化生成G为，G发生信息中反应生成环丁基甲酸；

(6)以1，3-丁二烯和化合物E为原料可制备环戊基甲酸，先使1，3-丁二烯与溴发生1，4加成，再与氢气加成，然后与E在C2H5Na作用下发生信息中的反应得到。

(1)由丙烯醛CH2=CH-CHO生成化合物A，碳碳双键与水发生加成反应产生A：HOCH2CH2CHO，因此反应类型为加成反应；

(2)根据上述分析可知化合物C为丙二酸，C的结构简式是HOOCCH2COOH；

(3)A.丙烯醛分子中含有醛基，因此可以发生银镜反应，A正确；

B.化合物B为HOCH2CH2CH2OH，含有2个羟基；化合物C：HOOCCH2COOH中含有2个羧基，在一定条件下发生酯化反应，形成聚酯和水，该反应为缩聚反应，因此能发生缩聚反应形成高聚物，B正确；

C.根据上述分析可知化合物G为，可知其分子式为C6H8O4，C正确；

D.化合物B分子中含有2个羟基，所以1mol化合物B与足量金属钠反应能生成1mol氢气，D正确；

故合理选项是ABCD；

(4)D是BrCH2CH2CH2Br，E是CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3，二者在乙醇钠作用下发生信息(1)的反应形成F，该反应的化学方程式为；

(5)G结构简式为，分子式为C6H8O4，G的同分异构体符合下列条件：

①能使Br2的CCl4溶液褪色说明分子中含有碳碳双键；②1mol G与1mol Na2CO3反应可以生成1mol CO2，说明1个该同分异构体分子中含有2个羧基—COOH，可认为该物质是丁烯分子中的两个H原子被2个—COOH取代的产物。丁烯有CH2=CH-CH2-CH3、CH3-CH=CH- CH3、三种不同结构；两个羧基取代产物，CH2=CH-CH2-CH3有9种；CH3-CH=CH-CH3有5种；有4种，因此符合条件的G的同分异构体共有9+5+4=18种；其中在1H-NMR谱上显示两组峰且面积比为3∶1，说明有2种H原子，二者的个数比为3：1，其结构简式为(CH3)2C=C(COOH)2；

(6)先使1，3-丁二烯与溴发生1，4加成，产生CH2Br-CH=CH-CH2Br，加成产物与氢气发生加成反应产生CH2Br-CH2-CH2-CH2Br，然后CH2Br-CH2-CH2-CH2Br与E（CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3）在C2H5Na作用下发生生信息中的反应，产生，合成流程为：。