Question

16．有機(jī)物PAS-Na是一種治療肺結(jié)核藥物的有效成分，有機(jī)物G是一種食用香料，以甲苯為原料合成這兩種物質(zhì)的路線如下：

已知：
①（R=-CH₃或-H）
②$\stackrel{Fe/HCl}{→}$
③$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
回答下列問題：
（1）生成A的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)或硝化反應(yīng)．
（2）肉桂酸中含氧官能團(tuán)的名稱是羧基；試劑a的結(jié)構(gòu)簡式為．
（3）寫出由A生成B的化學(xué)方程式：．
（4）質(zhì)譜圖顯示試劑b的相對(duì)分子質(zhì)量為58，分子中不含甲基，且為鏈狀結(jié)構(gòu)，寫出肉桂酸與試劑b 生成G的化學(xué)方程式：．
（5）當(dāng)試劑d過量時(shí)，可以選用的試劑d是a（填字母序號(hào)）．
a．NaHCO₃     b．NaOH     c．Na₂CO₃
（6）分子式是C₈H₁₁N的含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體有14種，其中核磁共振氫譜為四組峰，且面積比為6：2：2：1的是（寫出其中一種結(jié)構(gòu)簡式）．

Answer 1

分析 甲苯發(fā)生硝化反應(yīng)生成A，A結(jié)構(gòu)簡式為，A和溴發(fā)生取代反應(yīng)生成B，根據(jù)最終產(chǎn)物知，A中苯環(huán)上甲基鄰位H原子被溴取代生成B，B結(jié)構(gòu)簡式為，B被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成C，C為，則試劑c是酸性高錳酸鉀溶液，C和NaOH的水溶液發(fā)生取代反應(yīng)然后酸化生成D，D結(jié)構(gòu)簡式為，根據(jù)信息②知，D發(fā)生還原反應(yīng)生成E，E結(jié)構(gòu)簡式為，E和碳酸氫鈉反應(yīng)生，則試劑d為NaHCO₃，
根據(jù)信息①知，F(xiàn)為，F(xiàn)和a反應(yīng)生成肉桂酸，a為，肉桂酸和b反應(yīng)生成G，b為醇，質(zhì)譜圖顯示試劑b的相對(duì)分子質(zhì)量為58，分子中不含甲基，且為鏈狀結(jié)構(gòu)，b結(jié)構(gòu)簡式為CH₂=CHCH₂OH，G結(jié)構(gòu)簡式為，據(jù)此分析解答．

解答 解：甲苯發(fā)生硝化反應(yīng)生成A，A結(jié)構(gòu)簡式為，A和溴發(fā)生取代反應(yīng)生成B，根據(jù)最終產(chǎn)物知，A中苯環(huán)上甲基鄰位H原子被溴取代生成B，B結(jié)構(gòu)簡式為，B被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成C，C為，則試劑c是酸性高錳酸鉀溶液，C和NaOH的水溶液發(fā)生取代反應(yīng)然后酸化生成D，D結(jié)構(gòu)簡式為，根據(jù)信息②知，D發(fā)生還原反應(yīng)生成E，E結(jié)構(gòu)簡式為，E和碳酸氫鈉反應(yīng)生，則試劑d為NaHCO₃，
根據(jù)信息①知，F(xiàn)為，F(xiàn)和a反應(yīng)生成肉桂酸，a為，肉桂酸和b反應(yīng)生成G，b為醇，質(zhì)譜圖顯示試劑b的相對(duì)分子質(zhì)量為58，分子中不含甲基，且為鏈狀結(jié)構(gòu)，b結(jié)構(gòu)簡式為CH₂=CHCH₂OH，G結(jié)構(gòu)簡式為，
（1）生成A的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)或硝化反應(yīng)，故答案為：取代反應(yīng)或硝化反應(yīng)；
（2）肉桂酸中含氧官能團(tuán)的名稱是羧基；試劑a的結(jié)構(gòu)簡式為，故答案為：羧基；；
（3）A結(jié)構(gòu)簡式為，A和溴發(fā)生取代反應(yīng)生成，反應(yīng)方程式為，
故答案為：；
（4）肉桂酸和丙烯醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成G，反應(yīng)方程式為，
故答案為：；
（5）酚羥基和羧基都能和NaOH、碳酸鈉反應(yīng)，但酚羥基不能和碳酸氫鈉反應(yīng)、羧基能和碳酸氫鈉反應(yīng)，故選a；
（6）分子式是C₈H₁₁N的含有苯環(huán)，苯環(huán)的不飽和度是4，該分子的不飽和度是4，所以該分子中只含一個(gè)苯環(huán)不含其它碳碳不飽和鍵，存在的支鏈可能是-CH₃和-CH₂NH₂，有鄰間對(duì)三種結(jié)構(gòu)，如果存在的支鏈為-CH₂CH₂NH₂，有一種結(jié)構(gòu)，如果支鏈為-CH（NH₂）CH₃，有一種結(jié)構(gòu)，如果含有兩個(gè)甲基和一個(gè)-NH₂，有6種；如果支鏈為-CH₂CH₃和-NH₂，有鄰間對(duì)三種結(jié)構(gòu)，所以符合條件的有14種；
其中核磁共振氫譜為四組峰，說明含有4種氫原子，且面積比為6：2：2：1的是，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物推斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷及知識(shí)遷移能力，明確常見官能團(tuán)及其性質(zhì)關(guān)系、常見反應(yīng)類型、反應(yīng)條件是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是判斷限制性條件同分異構(gòu)體種類判斷，題目難度中等．