Question

5．以芳香烴A為原料，合成有機(jī)物M和N的路線如圖所示（部分反應(yīng)條件略去）．

已知：
①A的蒸汽密度是同條件下H₂密度的53倍
②
③
④（-NH₂易被氧化）
回答下列同題：
（1）A、I的結(jié)構(gòu)簡式分別為、．
（2）F中含氧官能團(tuán)的電子式為．H的化學(xué)名稱為對硝基甲苯．
（3）C→D、J→N的反應(yīng)類型分別為氧化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)．
（4）G→M的化學(xué)方程式為n $→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$+nH₂O．
加熱條件下，F(xiàn)與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+NaBr+H₂O．
（5）E的同分異構(gòu)體中，既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能與FeCl₃溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的有13種（不考慮立體異構(gòu)）；其中核磁共振氫譜有5種吸收峰，且峰面積之比為1：2：2：2：1的結(jié)構(gòu)簡式為．
（6）結(jié)合題中信息和所學(xué)知識，設(shè)計一條以CH₃CH₂CH₂OH和CH₃OH為原料制備的合成路線CH₃CH₂CH₂OH$→_{催化劑}^{氧氣}$CH₃CH₂CHO$→_{催化劑}^{氧氣}$CH₃CH₂COOH$\stackrel{溴/紅磷}{→}$CH₃CHBrCOOH$\stackrel{氫氧化鈉醇溶液}{→}$CH₂=CHCOOH$→_{△}^{甲醇/濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCOOCH₃$\stackrel{催化劑}{→}$（無機(jī)試劑任選）．
合成路線示例：CH≡CH$→_{催化劑/△}^{H_{2}}$CH₃-CH₃$→_{光照}^{Cl_{2}}$CH₃CH₂Cl．

Answer 1

分析 芳香烴A的蒸汽密度是同條件下H₂密度的53倍，所以其相對分子質(zhì)量為106，令分子組成為CxHy，則$\frac{106}{12}$=8…10，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A的分子式為C₈H₁₀，其結(jié)構(gòu)簡式為，根據(jù)各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，A與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成B為，B與氫氧化鈉溶液發(fā)生水解生成C為，C催化氧化生成D為，D氧化生成E為，E與溴發(fā)生信息③中的取代反應(yīng)生成F為，F(xiàn)發(fā)生水解生成G為，G發(fā)生縮聚反應(yīng)得M為，A與濃硫酸、濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)得H為，H發(fā)生氧化反應(yīng)生成I為，I發(fā)生還原反應(yīng)生成J為，J發(fā)生縮聚反應(yīng)得N，以CH₃CH₂CH₂OH和CH₃OH為原料制備，可以將CH₃CH₂CH₂OH氧成CH₃CH₂COOH，再用CH₃CH₂COOH與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成CH₃CHBrCOOH，CH₃CHBrCOOH發(fā)生消去后與甲醇酯化再加聚可得產(chǎn)品，據(jù)此答題；

解答 解：芳香烴A的蒸汽密度是同條件下H₂密度的53倍，所以其相對分子質(zhì)量為106，令分子組成為CxHy，則$\frac{106}{12}$=8…10，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A的分子式為C₈H₁₀，其結(jié)構(gòu)簡式為，根據(jù)各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，A與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成B為，B與氫氧化鈉溶液發(fā)生水解生成C為，C催化氧化生成D為，D氧化生成E為，E與溴發(fā)生信息③中的取代反應(yīng)生成F為，F(xiàn)發(fā)生水解生成G為，G發(fā)生縮聚反應(yīng)得M為，A與濃硫酸、濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)得H為，H發(fā)生氧化反應(yīng)生成I為，I發(fā)生還原反應(yīng)生成J為，J發(fā)生縮聚反應(yīng)得N，
（1）根據(jù)上面的分析可知，A為，I為，
故答案為：；；
（2）F為，F(xiàn)中含氧官能團(tuán)為羧基，其電子式為，H為，H的化學(xué)名稱為對硝基甲苯，
故答案為：；對硝基甲苯；
（3）根據(jù)上面的分析可知，C→D的反應(yīng)類型為氧化反應(yīng)，J→N的反應(yīng)類型為縮聚反應(yīng)，
故答案為：氧化反應(yīng)；縮聚反應(yīng)；
（4）G→M的化學(xué)方程式為n $→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$+nH₂O，
F為，加熱條件下，F(xiàn)與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+NaBr+H₂O，
故答案為：n $→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$+nH₂O；+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+NaBr+H₂O；
（5）E為，E的同分異構(gòu)體中，既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能與FeCl₃溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，說明有醛基和酚羥基，則符合條件的結(jié)構(gòu)為苯環(huán)上連有-CH₃、-OH、-CHO，有10種結(jié)構(gòu)，或為苯環(huán)上連有-CH₂CHO、-OH，有3種結(jié)構(gòu)，所以共有13種，其中核磁共振氫譜有5種吸收峰，且峰面積之比為1：2：2：2：1的結(jié)構(gòu)簡式為 ，
故答案為：13；；
（6）以CH₃CH₂CH₂OH和CH₃OH為原料制備，可以將CH₃CH₂CH₂OH氧成CH₃CH₂COOH，再用CH₃CH₂COOH與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成CH₃CHBrCOOH，CH₃CHBrCOOH發(fā)生消去后與甲醇酯化再加聚可得產(chǎn)品，反應(yīng)的合成路線為CH₃CH₂CH₂OH$→_{催化劑}^{氧氣}$CH₃CH₂CHO$→_{催化劑}^{氧氣}$CH₃CH₂COOH$\stackrel{溴/紅磷}{→}$CH₃CHBrCOOH$\stackrel{氫氧化鈉醇溶液}{→}$CH₂=CHCOOH$→_{△}^{甲醇/濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCOOCH₃$\stackrel{催化劑}{→}$，
故答案為：CH₃CH₂CH₂OH$→_{催化劑}^{氧氣}$CH₃CH₂CHO$→_{催化劑}^{氧氣}$CH₃CH₂COOH$\stackrel{溴/紅磷}{→}$CH₃CHBrCOOH$\stackrel{氫氧化鈉醇溶液}{→}$CH₂=CHCOOH$→_{△}^{甲醇/濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCOOCH₃$\stackrel{催化劑}{→}$．

點評 本題考查有機(jī)物的推斷與合成，難度中等，關(guān)鍵是利用A的相對分子質(zhì)量推斷A的結(jié)構(gòu)，結(jié)合B的反應(yīng)產(chǎn)物的C可以連續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)判斷B的結(jié)構(gòu)，再根據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)信息進(jìn)行判斷，是對有機(jī)物知識的綜合考查，能較好的考查學(xué)生的分析思維能力，是有機(jī)熱點題型．