Question

19．某芳香烴X（相對分子質量為92）是一種重要的有機化工原料，研究部門以它為初始原料設計出如下轉化關系圖（部分產物、合成路線、反應條件略去）．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：
（1）F的結構簡式是，反應①～⑤中屬于取代反應的有①．
（2）反應②③兩步能否互換不能（填“能”或“不能”），理由是防止氨基被氧化．
（3）B→C的化學方程式是．
（4）有多種同分異構體，請寫出符合下列條件的同分異構體的結構簡式（或）（任寫一種）
①能發(fā)生銀鏡反應
②含有苯環(huán)且分子中有四種不同化學環(huán)境的氫原子
③1mol該有機物最多能與2molNaOH反應．
（5）請用合成反應流程圖表示出由 和其他無機試劑合成 最合理的方案．
示例：H₂C=CH₂$\stackrel{HBr}{→}$CH₃CH₂Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH₃CH₂OH．

Answer 1

分析 相對分子質量為92的某芳香烴X，令其分子組成為CxHy，分子中最大碳原子數(shù)為$\frac{92}{12}$=7…8，由烷烴中C原子與H原子關系可知，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，其結構簡式為，X與氯氣發(fā)生取代反應生成A為鹵代烴，A轉化生成B，B催化氧化生成C，C能與銀氨溶液反應生成D，故B含有醇羥基、C含有醛基，則A為、B為、C為，D酸化生成E，故D為，E為；由甲苯與反應③的產物結構，結合苯胺容易被氧化，應先用酸性高錳酸鉀氧化甲基為-COOH，再還原硝基為氨基，故在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應生成F為，F(xiàn)被酸性高錳酸鉀氧化得到G為，G在Fe/HCl條件下硝基被還原生成，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，該反應為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應生成高聚物，則H為；
（5）中在催化劑條件下發(fā)生加成反應生成，再在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發(fā)生消去反應生成，與氯氣發(fā)生加成反應生成，最后在氫氧化鈉水溶液中發(fā)生水解反應生成，據(jù)此進行解答．

解答 解：相對分子質量為92的某芳香烴X，令其分子組成為CxHy，分子中最大碳原子數(shù)為$\frac{92}{12}$=7…8，由烷烴中C原子與H原子關系可知，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，其結構簡式為；X與氯氣發(fā)生取代反應生成A為鹵代烴，A轉化生成B，B催化氧化生成C，C能與銀氨溶液反應生成D，故B含有醇羥基、C含有醛基，則A為，B為，C為，D酸化生成E，故D為，E為．由甲苯與反應③的產物結構，結合苯胺容易被氧化，應先用酸性高錳酸鉀氧化甲基為-COOH，再還原硝基為氨基，故在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應生成F為，F(xiàn)被酸性高錳酸鉀氧化得到G為，G再Fe/HCl條件下硝基被還原生成，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，該反應為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應生成高聚物，則H為，
（1）根據(jù)分析可知，F(xiàn)的結構簡式為：；
反應①是在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發(fā)生取代反應生成F；
反應②是在酸性高錳酸鉀條件下反應氧化反應生成，該反應為氧化反應；
反應③為G在Fe/HCl條件下硝基被還原生成，該反應為還原反應；
反應④為通過形成肽鍵發(fā)生縮聚反應生成高聚物H，該反應為縮聚反應；
反應⑤是C與銀氨溶液生成：，該反應為氧化反應，

根據(jù)分析可知，屬于取代反應的為①，
故答案為：；①；
（2）反應②是在酸性高錳酸鉀條件下反應氧化反應生成，反應③為G在Fe/HCl條件下硝基被還原生成，若反應②③兩步不能互換，否則氨基會被氧化，
故答案為：不能；防止氨基被氧化；
（3）B→C的化學方程式是：，
故答案為：；

（4）的同分異構體中，①能發(fā)生銀鏡反應，說明分子中含有醛基；②含有苯環(huán)且分子中有四種不同化學環(huán)境的氫原子；③1mol該有機物最多能與2molNaOH反應，說明該有機物分子中1個酚羥基、1個羧基或含有2個酚羥基，滿足體積的有機物如或，
故答案為：（或）；
（5）在催化劑條件下發(fā)生加成反應生成，再在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發(fā)生消去反應生成，與氯氣發(fā)生加成反應生成，最后在氫氧化鈉水溶液中發(fā)生水解反應生成，合成反應流程圖為：
故答案為：．

點評 本題考查有機物的推斷與合成，根據(jù)X的相對分子質量推斷X的結構是解題的關鍵，結合B可以連續(xù)發(fā)生氧化反應及反應③的產物結構進行推斷，是對有機物知識的綜合考查，能較好的考查學生的自學能力、分析推理能力，是有機熱點題型，難度中等．