Question

16．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下：

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或硝化反应．
（2）肉桂酸中含氧官能团的名称是羧基；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．NaHCO₃     b．NaOH     c．Na₂CO₃
（6）分子式是C₈H₁₁N的含有苯环的同分异构体有14种，其中核磁共振氢谱为四组峰，且面积比为6：2：2：1的是（写出其中一种结构简式）．

Answer 1

分析 甲苯发生硝化反应生成A，A结构简式为，A和溴发生取代反应生成B，根据最终产物知，A中苯环上甲基邻位H原子被溴取代生成B，B结构简式为，B被酸性高锰酸钾溶液氧化生成C，C为，则试剂c是酸性高锰酸钾溶液，C和NaOH的水溶液发生取代反应然后酸化生成D，D结构简式为，根据信息②知，D发生还原反应生成E，E结构简式为，E和碳酸氢钠反应生，则试剂d为NaHCO₃，
根据信息①知，F为，F和a反应生成肉桂酸，a为，肉桂酸和b反应生成G，b为醇，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，b结构简式为CH₂=CHCH₂OH，G结构简式为，据此分析解答．

解答 解：甲苯发生硝化反应生成A，A结构简式为，A和溴发生取代反应生成B，根据最终产物知，A中苯环上甲基邻位H原子被溴取代生成B，B结构简式为，B被酸性高锰酸钾溶液氧化生成C，C为，则试剂c是酸性高锰酸钾溶液，C和NaOH的水溶液发生取代反应然后酸化生成D，D结构简式为，根据信息②知，D发生还原反应生成E，E结构简式为，E和碳酸氢钠反应生，则试剂d为NaHCO₃，
根据信息①知，F为，F和a反应生成肉桂酸，a为，肉桂酸和b反应生成G，b为醇，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，b结构简式为CH₂=CHCH₂OH，G结构简式为，
（1）生成A的反应类型是取代反应或硝化反应，故答案为：取代反应或硝化反应；
（2）肉桂酸中含氧官能团的名称是羧基；试剂a的结构简式为，故答案为：羧基；；
（3）A结构简式为，A和溴发生取代反应生成，反应方程式为，
故答案为：；
（4）肉桂酸和丙烯醇发生酯化反应生成G，反应方程式为，
故答案为：；
（5）酚羟基和羧基都能和NaOH、碳酸钠反应，但酚羟基不能和碳酸氢钠反应、羧基能和碳酸氢钠反应，故选a；
（6）分子式是C₈H₁₁N的含有苯环，苯环的不饱和度是4，该分子的不饱和度是4，所以该分子中只含一个苯环不含其它碳碳不饱和键，存在的支链可能是-CH₃和-CH₂NH₂，有邻间对三种结构，如果存在的支链为-CH₂CH₂NH₂，有一种结构，如果支链为-CH（NH₂）CH₃，有一种结构，如果含有两个甲基和一个-NH₂，有6种；如果支链为-CH₂CH₃和-NH₂，有邻间对三种结构，所以符合条件的有14种；
其中核磁共振氢谱为四组峰，说明含有4种氢原子，且面积比为6：2：2：1的是，
故答案为：．

点评 本题考查有机物推断，为高频考点，侧重考查学生分析推断及知识迁移能力，明确常见官能团及其性质关系、常见反应类型、反应条件是解本题关键，难点是判断限制性条件同分异构体种类判断，题目难度中等．