Question

19．某芳香烴X（相對分子質(zhì)量為92）是一種重要的有機(jī)化工原料，研究部門以它為初始原料設(shè)計出如下轉(zhuǎn)化關(guān)系圖（部分產(chǎn)物、合成路線、反應(yīng)條件略去）．其中A是一氯代物，H是一種功能高分子，鏈節(jié)組成為C₇H₅NO．

已知：
（1）F的結(jié)構(gòu)簡式是，反應(yīng)①～⑤中屬于取代反應(yīng)的有①．
（2）反應(yīng)②③兩步能否互換不能（填“能”或“不能”），理由是防止氨基被氧化．
（3）B→C的化學(xué)方程式是．
（4）有多種同分異構(gòu)體，請寫出符合下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式（或）（任寫一種）
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
②含有苯環(huán)且分子中有四種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子
③1mol該有機(jī)物最多能與2molNaOH反應(yīng)．
（5）請用合成反應(yīng)流程圖表示出由 和其他無機(jī)試劑合成 最合理的方案．
示例：H₂C=CH₂$\stackrel{HBr}{→}$CH₃CH₂Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH₃CH₂OH．

Answer 1

分析 相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X，令其分子組成為CxHy，分子中最大碳原子數(shù)為$\frac{92}{12}$=7…8，由烷烴中C原子與H原子關(guān)系可知，該烴中C原子數(shù)目不能小于7，故該芳香烴X的分子式為C₇H₈，其結(jié)構(gòu)簡式為，X與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成A為鹵代烴，A轉(zhuǎn)化生成B，B催化氧化生成C，C能與銀氨溶液反應(yīng)生成D，故B含有醇羥基、C含有醛基，則A為、B為、C為，D酸化生成E，故D為，E為；由甲苯與反應(yīng)③的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，結(jié)合苯胺容易被氧化，應(yīng)先用酸性高錳酸鉀氧化甲基為-COOH，再還原硝基為氨基，故在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成F為，F(xiàn)被酸性高錳酸鉀氧化得到G為，G在Fe/HCl條件下硝基被還原生成，H是一種功能高分子，鏈節(jié)組成為C₇H₅NO，與的分子式相比減少1分子H₂O，該反應(yīng)為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚物，則H為；
（5）中在催化劑條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成，再在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成，與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成，最后在氫氧化鈉水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X，令其分子組成為CxHy，分子中最大碳原子數(shù)為$\frac{92}{12}$=7…8，由烷烴中C原子與H原子關(guān)系可知，該烴中C原子數(shù)目不能小于7，故該芳香烴X的分子式為C₇H₈，其結(jié)構(gòu)簡式為；X與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成A為鹵代烴，A轉(zhuǎn)化生成B，B催化氧化生成C，C能與銀氨溶液反應(yīng)生成D，故B含有醇羥基、C含有醛基，則A為，B為，C為，D酸化生成E，故D為，E為．由甲苯與反應(yīng)③的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，結(jié)合苯胺容易被氧化，應(yīng)先用酸性高錳酸鉀氧化甲基為-COOH，再還原硝基為氨基，故在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成F為，F(xiàn)被酸性高錳酸鉀氧化得到G為，G再Fe/HCl條件下硝基被還原生成，H是一種功能高分子，鏈節(jié)組成為C₇H₅NO，與的分子式相比減少1分子H₂O，該反應(yīng)為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚物，則H為，
（1）根據(jù)分析可知，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為：；
反應(yīng)①是在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成F；
反應(yīng)②是在酸性高錳酸鉀條件下反應(yīng)氧化反應(yīng)生成，該反應(yīng)為氧化反應(yīng)；
反應(yīng)③為G在Fe/HCl條件下硝基被還原生成，該反應(yīng)為還原反應(yīng)；
反應(yīng)④為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚物H，該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)；
反應(yīng)⑤是C與銀氨溶液生成：，該反應(yīng)為氧化反應(yīng)，

根據(jù)分析可知，屬于取代反應(yīng)的為①，
故答案為：；①；
（2）反應(yīng)②是在酸性高錳酸鉀條件下反應(yīng)氧化反應(yīng)生成，反應(yīng)③為G在Fe/HCl條件下硝基被還原生成，若反應(yīng)②③兩步不能互換，否則氨基會被氧化，
故答案為：不能；防止氨基被氧化；
（3）B→C的化學(xué)方程式是：，
故答案為：；

（4）的同分異構(gòu)體中，①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明分子中含有醛基；②含有苯環(huán)且分子中有四種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；③1mol該有機(jī)物最多能與2molNaOH反應(yīng)，說明該有機(jī)物分子中1個酚羥基、1個羧基或含有2個酚羥基，滿足體積的有機(jī)物如或，
故答案為：（或）；
（5）在催化劑條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成，再在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成，與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成，最后在氫氧化鈉水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成，合成反應(yīng)流程圖為：
故答案為：．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物的推斷與合成，根據(jù)X的相對分子質(zhì)量推斷X的結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵，結(jié)合B可以連續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)及反應(yīng)③的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行推斷，是對有機(jī)物知識的綜合考查，能較好的考查學(xué)生的自學(xué)能力、分析推理能力，是有機(jī)熱點(diǎn)題型，難度中等．