Question

20．相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X是一種重要的有機化工原料，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：
Ⅰ．$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
Ⅱ．$\stackrel{Fe/HCl}{→}$（苯胺，易被氧化）
請根據(jù)所學(xué)知識與本題所給信息回答下列問題：
（1）X的結(jié)構(gòu)簡式為，分子中最多有13個原子共面．
（2）H的結(jié)構(gòu)簡式是．
（3）反應(yīng)③、④的類型是還原反應(yīng)；縮聚反應(yīng)．
（4）反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式是．
（5）有多種同分異構(gòu)體，試寫出所有苯環(huán)上含有1個醛基和2個羥基，且核磁共振氫譜顯示為4組峰的芳香族化合物的結(jié)構(gòu)簡式．
（6）請用合成反應(yīng)流程圖表示出由A和其他無機物（溶劑任選）合成最合理的方案．在合成路線流程圖的方框中填出相應(yīng)的物質(zhì)，并在括號注明反應(yīng)條件．

Answer 1

分析 相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X是一種重要的有機化工原料，令分子組成為CxHy，則$\frac{92}{12}$=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，結(jié)構(gòu)簡式為；
X與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成A，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，故A為，B為，C為，D酸化生成E，故D為，E為；
在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成F，結(jié)合反應(yīng)③的產(chǎn)物可知F為，F(xiàn)轉(zhuǎn)化生成G，由于苯胺容易被氧化，由反應(yīng)信息Ⅰ、反應(yīng)信息Ⅱ可知，G為，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，為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應(yīng)是錯的高聚物，H為；
與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成，
（6）可用逆推法分析，，結(jié)合官能團的變化可得反應(yīng)流程：．

解答 解：相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X是一種重要的有機化工原料，令分子組成為CxHy，則$\frac{92}{12}$=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，結(jié)構(gòu)簡式為；
X與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成A，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，故A為，B為，C為，D酸化生成E，故D為，E為；
在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成F，結(jié)合反應(yīng)③的產(chǎn)物可知F為，F(xiàn)轉(zhuǎn)化生成G，由于苯胺容易被氧化，由反應(yīng)信息Ⅰ、反應(yīng)信息Ⅱ可知，G為，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，為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應(yīng)是錯的高聚物，H為；
與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成，
（1）X的結(jié)構(gòu)簡式為，苯中所有原子共平面，甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，所以甲苯分子中最多有 13個原子共面，故答案為：；13；
（2）H的結(jié)構(gòu)簡式是，故答案為：；
（3）反應(yīng)③、④的類型是還原反應(yīng)、縮聚反應(yīng)，故答案為：還原反應(yīng)；縮聚反應(yīng)；
（4）反應(yīng)⑤是與銀氨溶液發(fā)生氧化反應(yīng)生成，反應(yīng)方程式為：
，
故答案為：；
（5）有多種同分異構(gòu)體，苯環(huán)上含有1個醛基和2個羥基，且核磁共振氫譜顯示為4組峰的芳香族化合物的結(jié)構(gòu)簡式為，
故答案為：；
（6）可用逆推法分析，，結(jié)合官能團的變化可得反應(yīng)流程：，
故答案為：．

點評 本題考查有機物推斷和有機物合成，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生推斷及知識綜合運用能力，明確反應(yīng)前后斷鍵和成鍵特點、反應(yīng)條件、反應(yīng)類型及官能團和性質(zhì)關(guān)系是解本題關(guān)鍵，難點是有機物合成路線設(shè)計，可以采用正推法或逆推法分析判斷，熟練掌握有機物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)并靈活運用，題目難度中等．