Question

5．PX是有機(jī)物A的英文縮寫，是化工生產(chǎn)中非常重要的原料之一，常用于生產(chǎn)塑料、聚酯纖維、薄膜、藥物等，有研究者設(shè)計(jì)利用其性質(zhì)合成某藥物，其合成路線如下（部分反應(yīng)試劑和條件已略）：

已知：Ⅰ．$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
Ⅱ．RCOOH$\stackrel{SOCl}{→}$
試回答下列問題：
（1）PX即原料A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
（2）F分子中含氧官能團(tuán)的名稱為羰基、酯基．
（3）反應(yīng)①、⑥所屬的反應(yīng)類型分別為氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)．
（4）反應(yīng)④的化學(xué)方程式為．
（5）G是對(duì)苯二甲酸的同系物，分子量比對(duì)苯二甲酸大14，G有多種同分異構(gòu)體，則同時(shí)符合下列條件的同分異構(gòu)體有17種．
a．屬于芳香族化合物 b．能與NaHCO₃溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體c．能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)
（6）由A和乙烯為原料可以合成目前世界上產(chǎn)量最高的合成纖維--聚酯纖維（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯），合成路線如下：

反應(yīng)3的試劑為酸性KMnO₄溶液．
反應(yīng)2和反應(yīng)4的化學(xué)方程式分別為BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr、．

Answer 1

分析 A被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成對(duì)苯二甲酸，則A為對(duì)二甲苯，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，根據(jù)對(duì)苯二甲酸和D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知C為，對(duì)比B與反應(yīng)⑤的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可知，B發(fā)生消去反應(yīng)生成E為，反應(yīng)⑤是E與H₂發(fā)生加成反應(yīng)．
（1）據(jù)A的分子式為C₈H₁₀，A被酸性高錳酸鉀氧化可得對(duì)苯二甲酸，所以A為對(duì)二甲苯；
（2）根據(jù)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式判斷其含有的官能團(tuán)；
（3）反應(yīng)①為對(duì)二甲苯被氧化為對(duì)苯二甲酸；對(duì)比反應(yīng)⑥中反應(yīng)物、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可知，該反應(yīng)為取代反應(yīng)；
（4）反應(yīng)④為羥基的消去反應(yīng)；
（5）G是對(duì)苯二甲酸的同系物，分子量比對(duì)苯二甲酸大14，多一個(gè)CH₂原子團(tuán)，G有多種同分異構(gòu)體，則同時(shí)符合下列條件：a．屬于芳香族化合物，含有苯環(huán)，b．能與NaHCO₃溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體，含有-COOH，c．能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)，含有一個(gè)側(cè)鏈為-CH（COOH）OOCH，含有2個(gè)側(cè)鏈為-COOH、-CH₂OOCH，或-CH₂COOH、-OOCH，各有鄰、間、對(duì)三種，含有三個(gè)側(cè)鏈-COOH、-CH₃、-OOCH，采取定二移一方法確定；
（6）由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的結(jié)構(gòu)可知其單體為、HOCH₂CH₂OH，對(duì)二甲苯反應(yīng)得到Z，乙烯系列轉(zhuǎn)化得到Y(jié)，則Z為、Y為HOCH₂CH₂OH，對(duì)二甲苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化得到，乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成X為BrCH₂CH₂Br，X再氫氧化鈉水溶液、加熱條件下飛水解反應(yīng)得到乙二醇．

解答 解：A被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成對(duì)苯二甲酸，則A為對(duì)二甲苯，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，根據(jù)對(duì)苯二甲酸和D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知C為，對(duì)比B與反應(yīng)⑤的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可知，B發(fā)生消去反應(yīng)生成E為，反應(yīng)⑤是E與H₂發(fā)生加成反應(yīng)．
（1）A的分子式為C₈H₁₀，A被酸性高錳酸鉀氧化可得對(duì)苯二甲酸，所以A為對(duì)二甲苯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，故答案為：；
（2）根據(jù)F結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知，F(xiàn)中含氧官能團(tuán)為羰基和酯基，故答案為：羰基、酯基；
（3）反應(yīng)①為對(duì)二甲苯被氧化為對(duì)苯二甲酸，反應(yīng)類型為氧化反應(yīng)；對(duì)比反應(yīng)⑥中反應(yīng)物、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可知，反應(yīng)⑥為取代反應(yīng)，故答案為：氧化反應(yīng)；取代反應(yīng)；
（4）反應(yīng)④為羥基的消去反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：，
故答案為：；
（5）G是對(duì)苯二甲酸的同系物，分子量比對(duì)苯二甲酸大14，多一個(gè)CH₂原子團(tuán)，G有多種同分異構(gòu)體，則同時(shí)符合下列條件：a．屬于芳香族化合物，含有苯環(huán)，b．能與NaHCO₃溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體，含有-COOH，c．能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)，含有一個(gè)側(cè)鏈為-CH（COOH）OOCH，含有2個(gè)側(cè)鏈為-COOH、-CH₂OOCH，或-CH₂COOH、-OOCH，各有鄰、間、對(duì)三種，含有三個(gè)側(cè)鏈-COOH、-CH₃、-OOCH，當(dāng)-COOH、-CH₃處于鄰位時(shí)，-OOCH有4種位置，當(dāng)-COOH、-CH₃處于間位時(shí)，-OOCH有4種位置，當(dāng)-COOH、-CH₃處于對(duì)位時(shí)，-OOCH有1種位置，故共有1+6+10=17種，故答案為：17；
（6）由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的結(jié)構(gòu)可知其單體為、HOCH₂CH₂OH，對(duì)二甲苯反應(yīng)得到Z，乙烯系列轉(zhuǎn)化得到Y(jié)，則Z為、Y為HOCH₂CH₂OH，對(duì)二甲苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化得到，乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成X為BrCH₂CH₂Br，X再氫氧化鈉水溶液、加熱條件下飛水解反應(yīng)得到乙二醇，則：
反應(yīng)3的試劑為：酸性KMnO₄溶液，
反應(yīng)2的化學(xué)方程式為：BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr，
反應(yīng)4的化學(xué)方程式為：，
故答案為：酸性KMnO₄溶液；BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的推斷與合成、有機(jī)反應(yīng)類型、限制條件同分異構(gòu)體書寫等，根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析解答，注意掌握官能團(tuán)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，（5）注意同分異構(gòu)體判斷中定二移一法的應(yīng)用，難度中等