Question

4．對羥基甲苯甲酸丁酯（俗稱尼泊金丁酯）可用作防腐劑，對酵母和霉菌有很強的抑制作用，工業(yè)上常用對羥基苯甲酸與丁醇在濃硫酸催化下進行酯化反應(yīng)而制得．如圖是某課題組開發(fā)的廉價、易得的化工原料出發(fā)制備對羥基苯甲酸丁酯的合成路線

已知以下信息：
①通常在同一個碳原子上連有兩個羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基；
②D可與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡； ③F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為1：1．回答下列問題：
（1）E中所含官能團的名稱為羧基和氯原子；
（2）D的結(jié)構(gòu)簡式為； F的分子式為C₇H₄O₃Na₂；
（3）由B生成C的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)類型為取代反應(yīng)；
（4）在一定條件下，由G聚合得到的高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡式為．
（5）寫出符合下列條件的化合物G的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式．
①苯環(huán)上一溴代產(chǎn)物只有兩種；②遇FeCl₃溶液顯紫色；③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)．

Answer 1

分析 由A的分子式為C₇H₈，系列轉(zhuǎn)化得到G，G與丁醇最終合成對羥基苯甲酸丁酯可知，則A為甲苯，G為，甲苯在鐵作催化劑條件下，苯環(huán)甲基對位上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B，B為，結(jié)合信息②可知，D中含有醛基，B在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成C，C為，C在氫氧化鈉水溶液中，甲基上的氯原子發(fā)生取代反應(yīng)生成D，結(jié)合信息①可知，D為，D在催化劑條件下醛基被氧化生成E，E為，E在堿性高溫高壓條件下轉(zhuǎn)化為F，F(xiàn)酸化得到G，苯環(huán)上的Cl原子被取代生成F，同時發(fā)生中和反應(yīng)，則F為，據(jù)此解答．

解答 解：由A的分子式為C₇H₈，系列轉(zhuǎn)化得到G，G與丁醇最終合成對羥基苯甲酸丁酯可知，則A為甲苯，G為，甲苯在鐵作催化劑條件下，苯環(huán)甲基對位上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B，B為，結(jié)合信息②可知，D中含有醛基，B在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成C，C為，C在氫氧化鈉水溶液中，甲基上的氯原子發(fā)生取代反應(yīng)生成D，結(jié)合信息①可知，D為，D在催化劑條件下醛基被氧化生成E，E為，E在堿性高溫高壓條件下轉(zhuǎn)化為F，F(xiàn)酸化得到G，苯環(huán)上的Cl原子被取代生成F，同時發(fā)生中和反應(yīng)，則F為，
（1）E為，含有羧基和氯原子，故答案為：羧基和氯原子；
（2）由上述分析可知，D的結(jié)構(gòu)簡式為，由上述分析可知，F(xiàn)為，分子式為C₇H₄O₃Na₂，
故答案為：；C₇H₄O₃Na₂；
（3）由B生成C是在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，故答案為：；取代反應(yīng)；
（4）由上述分析可知，G的結(jié)構(gòu)簡式為，有G生成的高聚物應(yīng)為，
故答案為：；

（5）由上述分析可知，G的結(jié)構(gòu)簡式為，其同分異構(gòu)體①苯環(huán)上一溴代產(chǎn)物只有兩種，說明在對位上有兩種不同的取代基；②遇FeCl₃溶液顯紫色，說明含有酚羥基；③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有醛基，應(yīng)為甲酸與酚羥基形成的酯基，其結(jié)構(gòu)簡式為，
故答案為：．

點評 本題考查有機物合成和推斷，注意根據(jù)分子式結(jié)合對羥基苯甲酸丁酯確定A的結(jié)構(gòu)及發(fā)生的反應(yīng)，有機合成過程主要包括官能團的引入、官能團的消除、官能團的衍變、碳骨架的變化等，需要學(xué)生熟練掌握官能團的性質(zhì)，難度中等．