Question

15．鉛塵污染對人體危害極大，為了減少鉛塵污染，各國都在推廣使用無鉛汽油．所謂無鉛汽油是用甲基叔丁基醚代替四乙基鉛做抗震劑添加于汽油中，用于提高汽油的辛烷值．甲基叔丁基醚可通過如下方法合成：
（CH₃）₃CBr$→_{C_{2}H_{5}OH}^{NaOH}$A$\stackrel{濃H_{2}SO_{4}}{→}$B$→_{△}^{水}$（CH₃）₃COH$\stackrel{a}{→}$（CH₃）₃CONa$\stackrel{CH_{3}I}{→}$（CH₃）₃COCH₃．
資料支持：
①ROSO₃H（R表示烴基）$→_{△}^{水}$ROH
②+2H₂SO₄（濃）$\stackrel{△}{→}$
試回答下列問題：
（1）中間產(chǎn)物A的結(jié)構(gòu)簡式為CH₂=C（CH₃）₂，物質(zhì)a的化學(xué)式：Na．
（2）與產(chǎn)物甲基叔丁基醚互為同分異構(gòu)體且與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī)物有：8種．
（3）已知由A生成B的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為（CH₃）₂C=CH₂+H₂SO₄（濃）→（CH₃）₃COSO₃H
（4）請用流程圖表示以苯酚為唯一有機(jī)原料合成（無機(jī)試劑任選）．
（合成路線常用的表示方法為：A$→_{反應(yīng)條件}^{反應(yīng)試劑}$B…$→_{反應(yīng)條件}^{反應(yīng)試劑}$目標(biāo)產(chǎn)物）

Answer 1

分析 （1）（CH₃）₃CBr在NaOH醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴A為CH₂=C（CH₃）₂，A和H₂SO₄發(fā)生加成反應(yīng)生成B，B水解得醇（CH₃）₃COH，根據(jù)信息“ROSO₃H（R表示烴基）→ROH”可知B的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₃COSO₃H，醇可以和金屬Na反應(yīng)生成CH₃）₃CONa，（CH₃）₃CONa和CH₃I發(fā)生取代反應(yīng)得（CH₃）₃COCH₃；
（2）與產(chǎn)物甲基叔丁基醚互為同分異構(gòu)體的醇類物質(zhì)的化學(xué)式為C₅H₁₂O，為羥基取代戊烷中1個H原子，根據(jù)戊烷的同分異構(gòu)體，利用等效氫判斷；
（3）A生成B的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)，是（CH₃）₂C=CH₂與H₂SO₄反應(yīng)生成（CH₃）₃COSO₃H；
（4）若苯酚直接和溴水反應(yīng)，則會生成三溴苯酚，因此可根據(jù)題中信息先用磺酸基占據(jù)兩個位置，再和溴發(fā)生取代反應(yīng)，最后再水解把磺酸基脫掉．

解答 解：（1）（CH₃）₃CBr在NaOH醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴A為CH₂=C（CH₃）₂，A和H₂SO₄發(fā)生加成反應(yīng)生成B，B水解得醇（CH₃）₃COH，根據(jù)信息“ROSO₃H（R表示烴基）→ROH”可知B的結(jié)構(gòu)簡式為（CH₃）₃COSO₃H，醇可以和金屬Na反應(yīng)生成CH₃）₃CONa，（CH₃）₃CONa和CH₃I發(fā)生取代反應(yīng)得（CH₃）₃COCH₃；
由上述分析可知，試劑a為Na，中間產(chǎn)物A為CH₂=C（CH₃）₂，
故答案為：CH₂=C（CH₃）₂；Na；
（2）與產(chǎn)物甲基叔丁基醚互為同分異構(gòu)體的醇類物質(zhì)的化學(xué)式為C₅H₁₂O，為羥基取代戊烷中1個H原子，戊烷有正戊烷、異戊烷、新戊烷三種同分異構(gòu)體，正戊烷有3種不同的H原子，其一元醇有3種，異戊烷分子中有
4種不同的H原子，其一元醇有4種，新戊烷分子種1種不同的H原子，其一元醇有1種，故符合條件的同分異構(gòu)體共有3+4+1=8種，
故答案為：8；
（3）由A生成B是CH₂=C（CH₃）₂和H₂SO₄發(fā)生加成反應(yīng)生成（CH₃）₃COSO₃H，反應(yīng)方程式為：（CH₃）₂C=CH₂+H₂SO₄（濃）→（CH₃）₃COSO₃H；
故答案為：（CH₃）₂C=CH₂+H₂SO₄（濃）→（CH₃）₃COSO₃H；
（4）若苯酚直接和溴水反應(yīng)，則會生成三溴苯酚，因此可根據(jù)題中信息先用磺酸基占據(jù)兩個位置，再和溴發(fā)生取代反應(yīng)，最后再水解把磺酸基脫掉，反應(yīng)流程圖為：，
故答案為：．

點評 本題考查有機(jī)物的推斷與合成，難度中等，理解給予的反應(yīng)信息是解題關(guān)鍵，結(jié)合有機(jī)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行推斷，對學(xué)生的推理有一定的要求，能較好的考查學(xué)生自學(xué)能力、知識遷移運(yùn)用能力，是熱點題型．