Question

11．沐舒坦（结构简式为，不考虑立体异构）是临床上使用广泛的．下图所示的其多条合成路线中的一条（反应试剂和反应条件均未标出）

已知：①
②反应⑤得到的产物易被氧化
完成下列填空：
（1）写出反应①的试剂和反应条件HNO₃、浓硫酸、水浴加热．
（2）反应①～⑥中属于取代反应的有4处．反应③的类型还原反应，反应②和③的顺序不能颠倒，其原因是氨基易被氧化，利用高锰酸钾、加热的条件下氧化甲基转化为羧基的同时也会将氨基氧化． 
 （3）B的结构简式为．
（4）写出A在一定条件下反应生成高分子化合物的化学方程式．
（5）反应⑥中除加入反应试剂C外，还需要加入K₂CO₃，其目的是为了中和生成的HCl，防止氨基和盐酸发生反应．
（6）写出C的一种能发生水解反应，且只含3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式．

Answer 1

分析 结合产物的结构简式，利用流程图和起始原料的分子式知，起始原料为甲苯，所以反应①是甲苯和硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成邻硝基甲苯，根据题意知，反应②是邻硝基甲苯和高锰酸钾在加热条件下发生氧化反应生成邻硝基苯甲酸，反应③是邻硝基苯甲酸经还原反应使硝基转化为氨基，所以A的结构简式为：，反应④是A和甲醇发生酯化反应生成，然后在溴化铁作催化剂作用下，与溴发生取代反应（反应⑤），利用取代基的④定位效应知，溴原子取代氨基的邻、对位上氢原子，因此反应⑤生成物的结构简式为：，
结合流程图中B物质反应前后物质的结构简式，利用B的分子式可推知B的结构简式为：，反应⑥中有HCl生成，而氯化氢与氨基可发生反应，可知反应⑥中加入碳酸钾的作用是中和反应生成的盐酸，同时防止盐酸和氨基发生反应，C物质的结构简式为：，分子式为C₆H₁₃NO，该物质可水解的同分异构体只能含有肽键，结合只含3种化学环境下不同的氢原子，可知肽键两端连接的烷基中都只含一种氢原子，因此两个烷基只能是甲基和-C（CH₃）₃，由此可写出满足条件的两种同分异构体的结构简式．

解答 解：结合产物的结构简式，利用流程图和起始原料的分子式知，起始原料为甲苯，所以反应①是甲苯和硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生取代反应生成邻硝基甲苯，根据题意知，反应②是邻硝基甲苯和高锰酸钾在加热条件下发生氧化反应生成邻硝基苯甲酸，反应③是邻硝基苯甲酸经还原反应使硝基转化为氨基，所以A的结构简式为：，反应④是A和甲醇发生酯化反应生成，然后在溴化铁作催化剂作用下，与溴发生取代反应（反应⑤），利用取代基的④定位效应知，溴原子取代氨基的邻、对位上氢原子，因此反应⑤生成物的结构简式为：，
结合流程图中B物质反应前后物质的结构简式，利用B的分子式可推知B的结构简式为：，反应⑥中有HCl生成，而氯化氢与氨基可发生反应，可知反应⑥中加入碳酸钾的作用是中和反应生成的盐酸，同时防止盐酸和氨基发生反应，C物质的结构简式为：，
（1）在浓硫酸作催化剂、水浴加热条件下，浓硝酸和甲苯发生取代反应生成邻硝基甲苯，
故答案为：HNO₃、浓硫酸、水浴加热；
（2）根据上面的分析可知，反应①～⑥中属于取代反应的有①④⑤⑥，共4处．反应③的类型是还原反应，因氨基易被氧化，如果反应②③颠倒，再利用高锰酸钾、加热的条件下氧化甲基转化为羧基的同时也会将氨基氧化，所以反应②和③的顺序不能颠倒，
故答案为：4；还原反应；氨基易被氧化，利用高锰酸钾、加热的条件下氧化甲基转化为羧基的同时也会将氨基氧化；
（3）通过以上知，B的结构简式为，
故答案为：；
（4）A的结构简式为：，A在一定条件下发生缩聚反应生成高分子化合物的化学方程式为，
故答案为：；
（5）反应⑥中有HCl生成，而氯化氢与氨基可发生反应，可知反应⑥中加入碳酸钾的作用是中和反应生成的盐酸，同时防止盐酸和氨基发生反应，
故答案为：生成的HCl；氨基和盐酸发生反应；
（6）C物质的结构简式为：，分子式为C₆H₁₃NO，该物质可水解的同分异构体只能含有肽键，结合只含3种化学环境下不同的氢原子，可知肽键两端连接的烷基中都只含一种氢原子，因此两个烷基只能是甲基和-C（CH₃）₃，所以其同分异构体为：，
故答案为：．

点评 本题考查了有机物的推断、结构和性质，明确有机物的官能团及其性质是解本题关键，注意结合题给信息进行分析解答，难度中等．