
(1)化合物Ⅰ的分子式为C9H10O,其环上的取代基是甲基和羟基。
(2)根据化合物Ⅱ的结构特征,它可以发生氧化反应和取代反应。氧化反应时,其碳碳双键可以被氧化成羧基或醛基等官能团;取代反应时,其苯环上的氢原子可以被其他原子或原子团取代。在表格中填写如下内容:序号②为-CH=结构特征,-CHO氧化试剂如酸性高锰酸钾溶液等反应形成的新结构为取代反应;序号③为苯环结构特征,取代试剂如液溴等反应形成的新结构为溴苯加成反应。
(3)化合物Ⅳ能溶于水的原因是分子间存在氢键和分子极性较大。氢键的存在使得分子间相互作用增强,从而提高了溶解度;而分子极性较大则使得分子更容易与水分子形成氢键,从而也提高了溶解度。
(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率达到百分之百的反应,同时每摩尔化合物Ⅳ与一摩尔化合物a反应可以得到两摩尔化合物Ⅴ。化合物a应该是丙酸或丙醇。这是因为丙酸或丙醇与化合物Ⅳ反应时,可以生成两个含有羧基的化合物,这些化合物再经过脱水反应即可得到高分子化合物Ⅷ的单体。答案是丙酸或丙醇。
(5)化合物Ⅵ有多种同分异构体,其中含有结构的有苯酚结构的和不含苯酚结构的两种类型。核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为。这是由于这种结构的分子中所有氢原子所处的化学环境相同,因此只有一个峰出现在核磁共振氢谱上。另外需要提醒的是这类化合物的制备方法之一是利用已知二羧酸、丁醇作为原料来制备得到中间产物α,然后再制备相应的单体并发生缩聚反应。缩聚反应的合成路线在此不进行赘述。由于这种答案只是猜测性质的推断过程之一,具体答案需要根据题目给出的具体信息来确定。因此无法给出具体的合成路线。
(6)以两个羧基化合物作为含氧有机原料,结合已知信息合成高分子化合物Ⅷ的单体的合成路线是先将该含氧有机原料氧化得到醛基后通过醛醇型缩聚反应即可得到单体的聚合物产物,即为所需的高分子化合物Ⅷ的单体。具体路线可以参照图示步骤进行推导和构建。【答案】解答如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为C5H4O2,它的环上含有醛基作为其取代基。
(2)对于含有-CHO的化合物,它在催化剂条件下可被氧气氧化生成-COOH,同时也可以通过新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液进行氧化得到同样的结果。它还可以在水浴加热条件下被氧化成-COONH4。这些反应都是氧化反应。-COOH则能与醇(如CH3OH、CH3CH2OH等)在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生酯化反应,生成新的结构为-COOR,这些反应属于酯化反应或取代反应。
(3)化合物Ⅳ中的-OH能够和水分子形成氢键,因此能够溶于水。
(4)从化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是一种原子利用率100%的反应,且需要1mol的Ⅳ与1mol的化合物a反应才能得到2mol的Ⅴ。化合物a是乙烯(CH2=CH2)。
(5)化合物Ⅵ有多种同分异构体,其中含有结构的有丙酮(CH3COCH3)和烯醇(CH3CH2CHO)。在核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为丙酮(CH3COCH3)。因此答案为:有2种同分异构体,其中一种为丙酮(CH3COCH3)。
(6)对于Ⅷ的单体结构,其简式为CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)2。根据此结构和Ⅳ生成Ⅴ的反应,我们可以推断出选取的二元酸是HOOCC(CH3)=C(CH3)COOH。接下来,通过一系列的化学反应,包括加成反应、酯化反应等,最终可以合成出目标化合物。具体的合成路线需要经过详细的实验设计和验证。
