Question

18．已知：$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
$\stackrel{O_{3}/Zn+H_{2}O}{→}$+（其中R、R₁、R₂、R₃和R₄均表示烴基）今有A～K等11種不同的有機(jī)物，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下．其中A為烴，1mol A可得2mol B，E與G為同分異構(gòu)體．

請回答下列問題：
（1）指出反應(yīng)的類型：①消去反應(yīng)，②加成反應(yīng)，③取代反應(yīng)，④取代反應(yīng)．
（2）有機(jī)物H的結(jié)構(gòu)簡式．
（3）寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式（有機(jī)物寫結(jié)構(gòu)簡式）．
（4）A的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₂C=C（CH₃）₂．A同分異構(gòu)體中與A具有相同官能團(tuán)，且與氫氣加成后生成2-甲基戊烷的同分異構(gòu)體有4種．（考慮順反異構(gòu)）
（5）J（C₁₀H₁₂O₂）有多種同分異構(gòu)體．若J中苯環(huán)上兩個取代基處于對位，一個取代基含-CH3，另外一個取代基含有“-COO-”結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，且1mol J能與含2mol NaOH的溶液完全反應(yīng)，寫出滿足上述要求的J的所有可能結(jié)構(gòu)簡式、、、．

Answer 1

分析 A為烴，1mol A可得2mol B，根據(jù)已知信息可知A分子應(yīng)該是結(jié)構(gòu)對稱的，G與苯反應(yīng)生成H，H可以最終轉(zhuǎn)化為，這說明G中含有3個碳原子，因此A中應(yīng)該含有6個碳原子，B能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成C，C既能與氯化氫發(fā)生反應(yīng)，也能在濃硫酸的作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成D，因為D能與氯化氫在催化劑的作用下反應(yīng)，這說明該反應(yīng)應(yīng)該是加成反應(yīng)，即D中含有碳碳雙鍵，所以C中含有羥基，由于A的結(jié)構(gòu)是對稱的，則根據(jù)結(jié)構(gòu)可知，A的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)該是（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，B應(yīng)該是，C是，D是CH₂=CHCH₃，E是鹵代烴，在氫氧化鈉溶液中水解生成F是醇．G是CH₃CH（Cl）CH₃，G與苯發(fā)生取代反應(yīng)生成H，則H的結(jié)構(gòu)簡式為，H與氯氣發(fā)生苯環(huán)側(cè)鏈上氫原子的取代反應(yīng)，最后再通過鹵代烴的消去反應(yīng)生成．H被酸性高錳酸鉀溶液直接氧化生成I，則I是，由于E與G的分子式相同但結(jié)構(gòu)不同，因此E的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂CH₂Cl，則F的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂CH₂OH，苯甲酸與F通過酯化反應(yīng)生成J為，據(jù)此解答．

解答 解：A為烴，1mol A可得2mol B，根據(jù)已知信息可知A分子應(yīng)該是結(jié)構(gòu)對稱的．G與苯反應(yīng)生成H，H可以最終轉(zhuǎn)化為，這說明G中含有3個碳原子，因此A中應(yīng)該含有6個碳原子．B能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成C，C既能與氯化氫發(fā)生反應(yīng)，也能在濃硫酸的作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成D，因為D能與氯化氫在催化劑的作用下反應(yīng)，這說明該反應(yīng)應(yīng)該是加成反應(yīng)，即D中含有碳碳雙鍵，所以C中含有羥基．由于A的結(jié)構(gòu)是對稱的，則根據(jù)結(jié)構(gòu)可知，A的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)該是（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，B應(yīng)該是，C是，D是CH₂=CHCH₃，E是鹵代烴，在氫氧化鈉溶液中水解生成F是醇．G是CH₃CH（Cl）CH₃，G與苯發(fā)生取代反應(yīng)生成H，則H的結(jié)構(gòu)簡式為．H與氯氣發(fā)生苯環(huán)側(cè)鏈上氫原子的取代反應(yīng)，最后再通過鹵代烴的消去反應(yīng)生成．H被酸性高錳酸鉀溶液直接氧化生成I，則I是．由于E與G的分子式相同但結(jié)構(gòu)不同，因此E的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂CH₂Cl，則F的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂CH₂OH，苯甲酸與F通過酯化反應(yīng)生成J為，
（1）根據(jù)以上分析可知①②③④分別是消去反應(yīng)，加成反應(yīng)，取代反應(yīng)，取代反應(yīng)，
故答案為：消去反應(yīng)、加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)；
（2）根據(jù)以上分析可知，H的結(jié)構(gòu)簡式為，
故答案為：；
（3）反應(yīng)⑤是酯化反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
故答案為：；
（4）根據(jù)以上分析可知，A的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，A同分異構(gòu)體中與A具有相同官能團(tuán)，即有碳碳雙鍵，且與氫氣加成后生成2-甲基戊烷的同分異構(gòu)體有（CH₃）₂C=CHCH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH=CHCH₃（有順式和反式兩種）、（CH₃）₂CHCH₂CH=CH₂，所以共有4種，
故答案為：（CH₃）₂C=C（CH₃）₂；4；
（5）J（C₁₀H₁₂O₂）有多種同分異構(gòu)體．若J中苯環(huán)上只有兩個取代基并處于對位，一個取代基含-CH3，另外一個取代基含有“-COO-”結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，且1mol J能與含2mol NaOH的溶液完全反應(yīng)，這說明分子中應(yīng)該含有酯基，且酯基水解后又產(chǎn)生1個酚羥基，所以可能的結(jié)構(gòu)簡式有、、、，
故答案為：、、、．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物推斷，注意根據(jù)K的消去反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與反應(yīng)條件綜合分析確定A的結(jié)構(gòu)，注意根據(jù)F、G互為同分異構(gòu)確定F的結(jié)構(gòu)，綜合考查學(xué)生分析推理能力，需要學(xué)生熟練掌握官能團(tuán)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，難度中等．