Chất hữu cơ A có trong sản phẩm chăm sóc da để tẩy tế bào chết, làm sáng da và mờ các vết thâm. Trong tự nhiên, A có trong thành phần quả xanh như táo, nho, anh đào. Trong công nghiệp thực phẩm, A được sử dụng làm chất phụ gia để tạo hương vị và bảo quản thực phẩm.
Bằng phương pháp phổ khối lượng (MS), người ta xác định được phân tử khối của A là 134. Bằng các phương pháp phổ hiện đại khác như phổ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), người ta xác định được phân tử của A có mạch carbon không phân nhánh, chứa hai nhóm carboxyl (-COOH) và một nhóm hydroxy (-OH), ngoài ra không còn nhóm chức nào khác.
a) Xác định công thức cấu tạo của A và viết phương trình phản ứng khi cho A lần lượt tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, dung dịch NaHCO3.
b) Thực hiện phản ứng ester hóa giữa A với methylic alcohol có mặt sulfuric acid đặc, thu được các chất A1, A2 và A3, trong đó chỉ có A3 không phản ứng với dung dịch NaHCO3. Các chất A1 và A2 đều có công thức phân tử C5H8O5. Xác định công thức cấu tạo của A1, A2, A3.
c) Mặt khác, đun nóng A trong sulfuric acid đặc (H2SO4 đặc) thì thu được ba sản phẩm A4, A5 và A6 đều phản ứng với dung dịch NaHCO3. Chất A4 (có vòng 6 cạnh, đối xứng) có công thức phân tử C8H8O8. A5 và A6 có công thức phân tử C8H10O9. Xác định công thức cấu tạo của A4, A5, A6.
(a) A dạng HOR(COOH)2 —> MA = R + 107 = 134 —> R = 27
A là HOC2H3(COOH)2, A không phân nhánh nên có cấu tạo: HOOC-CH2-CH(OH)-COOH
HOOC-CH2-CH(OH)-COOH + 2NaOH —> NaOOC-CH2-CH(OH)-COONa + 2H2O
HOOC-CH2-CH(OH)-COOH + 2NaHCO3 —> NaOOC-CH2-CH(OH)-COONa + 2CO2 + 2H2O
(b) Phản ứng ester hóa giữa A và CH3OH có thể xảy ra ở 1 chức acid hoặc cả 2 chức:
A1: CH3OOC-CH2-CH(OH)-COOH
A2: HOOC-CH2-CH(OH)-COOCH3
A3: CH3OOC-CH2-CH(OH)-COOCH3
A1, A2 có thể đổi cấu tạo cho nhau.
(c) CTPT của A là C4H6O5, đun nóng A trong sulfuric acid đặc sẽ xảy ra phản ứng ester hóa nội bộ hoặc giữa các phân tử A với nhau.
2C4H6O5 —> C8H8O8 (A4) + 2H2O
Cấu tạo của A4 (có vòng 6 cạnh, đối xứng):

2C4H6O5 —> C8H10O9 (A5, A6) + H2O
Cấu tạo của A5, A6:
HOOC-CH2-CH(OH)-COOCH(COOH)-CH2-COOH
HOOC-CH(OH)-CH2-COOCH(COOH)-CH2-COOH