Question

20．有机物PAS-Na是一种治疗肺结核药物的有效成分，有机物G是一种食用香料，以甲苯为原料合成这两种物质的路线如图：

已知：
①（R-CH₃或-H）
②$\stackrel{Fe/HCl}{→}$
③$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
回答下列问题：
（1）生成A的反应类型是取代反应．
（2）F中含氧官能团的名称是醛基；试剂a的结构简式为．
（3）写出由A生成B的化学方程式：．
（4）质谱图显示试剂b的相对分子质量为58，分子中不含甲基，且为链状结构，写出肉桂酸与试剂b生成G的化学方程式：．
（5）当试剂d过量时，可以选用的试剂d是a（填字母序号）．
a．NaHCO₃b．NaOH　　 c．Na₂CO₃
（6）写出C与足量NaOH在一定条件反应的化学方程式．（不用写条件）
（7）肉桂酸有多种同分异构体，符合下列条件的有6种．
a．苯环上有三个取代基；
b．能发生银镜反应，且1mol该有机物最多生成4molAg．
由上述符合条件的同分异构体中，写出苯环上有两种不同化学环境氢原子的有机物的结构简式 或 （任写一种即可）．

Answer 1

分析 F生成肉桂酸发生信息①的反应，所以可推知甲苯在MnO₂/H₂SO₄条件下氧化为F为，则a为，根据肉桂酸与G的分子式可知，肉桂酸和试剂b反应酯化反应生成G，试剂b的相对分子质量为58，分子中不含甲基，且为链状结构，则可判断b为CH₂=CHCH₂OH，则G为，甲苯和浓硝酸发生硝化反应生成A，根据PAS-Na的结构简式可推断A为，和Br₂在甲基邻位引入Br原子得到B为，B被酸性高锰酸钾氧化成C为，则试剂c为酸性高锰酸钾溶液，将甲基氧化为羧基得C，C碱性条件下水解后，再酸化得D为，D中硝基被还原为氨基得E为，E和碳酸氢钠反应得PAS-Na．

解答 解：F生成肉桂酸发生信息①的反应，所以可推知甲苯在MnO₂/H₂SO₄条件下氧化为F为，则a为，根据肉桂酸与G的分子式可知，肉桂酸和试剂b反应酯化反应生成G，试剂b的相对分子质量为58，分子中不含甲基，且为链状结构，则可判断b为CH₂=CHCH₂OH，则G为，甲苯和浓硝酸发生硝化反应生成A，根据PAS-Na的结构简式可推断A为，和Br₂在甲基邻位引入Br原子得到B为，B被酸性高锰酸钾氧化成C为，则试剂c为酸性高锰酸钾溶液，将甲基氧化为羧基得C，C碱性条件下水解后，再酸化得D为，D中硝基被还原为氨基得E为，E和碳酸氢钠反应得PAS-Na．
（1）甲苯发生取代反应生成，
故答案为：取代反应；
（2）F为，含氧官能团为醛基，试剂a的结构简式为：，
故答案为：醛基；；
（3）由A生成B的化学方程式为：，
故答案为：；
（4）G为，b为CH₂=CHCH₂OH，肉桂酸与试剂b生成G的化学方程式为：，
故答案为：；
（5）试剂d可以将羧基转化为其钠盐，而不能和酚羟基反应，一定是NaHCO₃，酚羟基能与氢氧化钠、碳酸钠反应，
故选：a；
（6）C为，C中含有羧基和溴原子，所以和氢氧化钠溶液水解、中和的方程式为：，
故答案为：；
（7）肉桂酸的同分异构体，能发生银镜反应，且1mol该有机物最多生成4mol Ag，说明含有2个醛基，又苯环上有三个取代基，所以连有两个醛基和一个甲基，两个醛基有邻、间、对3种位置，对应的甲基分别有2种、3种、1种位置，故符合条件的同分异构体共有6种，苯环上有两种不同化学环境氢原子的有机物的结构简式为 或 ，
故答案为：6； 或 ．

点评 本题考查有机物推断与合成，侧重考查学生分析推理及知识迁移能力，根据有机物的结构、反应条件、结合题给信息进行推断，熟练掌握官能团的性质与转化．