Question

18．沐舒坦（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，不考慮立體異構(gòu)）是臨床上使用廣泛的藥物．下圖所示的為其多條合成路線中的一條（反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件均未標(biāo)出）
完成下列填空：
（1）寫出反應(yīng)①所用試劑和反應(yīng)條件HNO₃，濃硫酸、加熱反應(yīng)⑥的化學(xué)反應(yīng)方程式2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O
（2）寫出反應(yīng)類型．反應(yīng)③還原反應(yīng)　　反應(yīng)⑤取代反應(yīng)
（3）寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．A B
（4）反應(yīng)⑥中除加入反應(yīng)試劑C外，還需要加入K₂CO₃，其目的是為了中和反應(yīng)生成的鹽酸，同時(shí)防止鹽酸和氨基發(fā)生反應(yīng)
（5）寫出兩種C的能發(fā)生水解反應(yīng)，且只含3種不同化學(xué)環(huán)境氫原子的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、
（6）反應(yīng)②，反應(yīng)③的順序不能顛倒，其原因是氨基易被氧化，利用高錳酸鉀、加熱的條件下氧化甲基轉(zhuǎn)化為羧基的同時(shí)也會(huì)將氨基氧化．

Answer 1

分析 結(jié)合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，利用流程圖和起始原料的分子式知，起始原料為甲苯，所以反應(yīng)①是甲苯和硝酸在濃硫酸作催化劑、加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成鄰硝基甲苯，根據(jù)題意知，反應(yīng)②是鄰硝基甲苯和高錳酸鉀在加熱條件下發(fā)生氧化反應(yīng)生成鄰硝基苯甲酸，反應(yīng)③為鄰硝基苯甲酸經(jīng)還原反應(yīng)使硝基轉(zhuǎn)化為氨基，所以A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，反應(yīng)④是A和甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成，然后在溴化鐵作催化劑作用下，與溴發(fā)生取代反應(yīng)（反應(yīng)⑤），利用取代基的④定位效應(yīng)知，溴原子取代氨基的鄰、對(duì)位上氫原子，因此反應(yīng)⑤生成物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，結(jié)合流程圖中B物質(zhì)反應(yīng)前后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，利用B的分子式可推知B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，反應(yīng)⑥中有HCl生成，而氯化氫與氨基可發(fā)生反應(yīng)，可知反應(yīng)⑥中加入碳酸鉀的作用是中和反應(yīng)生成的鹽酸，同時(shí)防止鹽酸和氨基發(fā)生反應(yīng)，C物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，分子式為C₆H₁₃NO，該物質(zhì)可水解的同分異構(gòu)體只能含有肽鍵，結(jié)合只含3種化學(xué)環(huán)境下不同的氫原子，可知肽鍵兩端連接的烷基中都只含一種氫原子，因此兩個(gè)烷基只能是甲基和-C（CH₃）₃，由此可寫出滿足條件的兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：結(jié)合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，利用流程圖和起始原料的分子式知，起始原料為甲苯，所以反應(yīng)①是甲苯和硝酸在濃硫酸作催化劑、加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成鄰硝基甲苯，根據(jù)題意知，反應(yīng)②是鄰硝基甲苯和高錳酸鉀在加熱條件下發(fā)生氧化反應(yīng)生成鄰硝基苯甲酸，反應(yīng)③為鄰硝基苯甲酸經(jīng)還原反應(yīng)使硝基轉(zhuǎn)化為氨基，所以A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，反應(yīng)④是A和甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成，然后在溴化鐵作催化劑作用下，與溴發(fā)生取代反應(yīng)（反應(yīng)⑤），利用取代基的④定位效應(yīng)知，溴原子取代氨基的鄰、對(duì)位上氫原子，因此反應(yīng)⑤生成物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，
結(jié)合流程圖中B物質(zhì)反應(yīng)前后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，利用B的分子式可推知B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，反應(yīng)⑥中有HCl生成，而氯化氫與氨基可發(fā)生反應(yīng)，可知反應(yīng)⑥中加入碳酸鉀的作用是中和反應(yīng)生成的鹽酸，同時(shí)防止鹽酸和氨基發(fā)生反應(yīng)，C物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，
（1）反應(yīng)①為在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，濃硝酸和甲苯發(fā)生取代反應(yīng)生成鄰硝基甲苯，所用試劑和反應(yīng)條件是HNO₃，濃硫酸、加熱；根據(jù)上面的分析可知，反應(yīng)⑥的化學(xué)反應(yīng)方程式為2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O，
故答案為：HNO₃，濃硫酸、加熱；2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O；
（2）根據(jù)上面的分析可知，反應(yīng)③為還原反應(yīng)，反應(yīng)⑤為取代反應(yīng)，
故答案為：還原反應(yīng)；取代反應(yīng)；
（3）通過(guò)以上知，A和B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別是、，
故答案為：、；
（4）反應(yīng)⑥中有HCl生成，而氯化氫與氨基可發(fā)生反應(yīng)，可知反應(yīng)⑥中加入碳酸鉀的作用是中和反應(yīng)生成的鹽酸，同時(shí)防止鹽酸和氨基發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：中和反應(yīng)生成的鹽酸，同時(shí)防止鹽酸和氨基發(fā)生反應(yīng)；
（5）C物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，分子式為C₆H₁₃NO，該物質(zhì)可水解的同分異構(gòu)體只能含有肽鍵，結(jié)合只含3種化學(xué)環(huán)境下不同的氫原子，可知肽鍵兩端連接的烷基中都只含一種氫原子，因此兩個(gè)烷基只能是甲基和-C（CH₃）₃，所以其同分異構(gòu)體為：，
故答案為：、；

（6）因氨基易被氧化，如果反應(yīng)②③顛倒，再利用高錳酸鉀、加熱的條件下氧化甲基轉(zhuǎn)化為羧基的同時(shí)也會(huì)將氨基氧化，
故答案為：氨基易被氧化，利用高錳酸鉀、加熱的條件下氧化甲基轉(zhuǎn)化為羧基的同時(shí)也會(huì)將氨基氧化．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物的推斷、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，明確有機(jī)物的官能團(tuán)及其性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意結(jié)合題給信息進(jìn)行分析解答，難度中等．