Question

15．铅尘污染对人体危害极大，为了减少铅尘污染，各国都在推广使用无铅汽油．所谓无铅汽油是用甲基叔丁基醚代替四乙基铅做抗震剂添加于汽油中，用于提高汽油的辛烷值．甲基叔丁基醚可通过如下方法合成：
（CH₃）₃CBr$→_{C_{2}H_{5}OH}^{NaOH}$A$\stackrel{浓H_{2}SO_{4}}{→}$B$→_{△}^{水}$（CH₃）₃COH$\stackrel{a}{→}$（CH₃）₃CONa$\stackrel{CH_{3}I}{→}$（CH₃）₃COCH₃．
资料支持：
①ROSO₃H（R表示烃基）$→_{△}^{水}$ROH
②+2H₂SO₄（浓）$\stackrel{△}{→}$
试回答下列问题：
（1）中间产物A的结构简式为CH₂=C（CH₃）₂，物质a的化学式：Na．
（2）与产物甲基叔丁基醚互为同分异构体且与金属钠反应放出氢气的有机物有：8种．
（3）已知由A生成B的反应属于加成反应，则反应的化学方程式为（CH₃）₂C=CH₂+H₂SO₄（浓）→（CH₃）₃COSO₃H
（4）请用流程图表示以苯酚为唯一有机原料合成（无机试剂任选）．
（合成路线常用的表示方法为：A$→_{反应条件}^{反应试剂}$B…$→_{反应条件}^{反应试剂}$目标产物）

Answer 1

分析 （1）（CH₃）₃CBr在NaOH醇溶液中发生消去反应生成烯烃A为CH₂=C（CH₃）₂，A和H₂SO₄发生加成反应生成B，B水解得醇（CH₃）₃COH，根据信息“ROSO₃H（R表示烃基）→ROH”可知B的结构简式为（CH₃）₃COSO₃H，醇可以和金属Na反应生成CH₃）₃CONa，（CH₃）₃CONa和CH₃I发生取代反应得（CH₃）₃COCH₃；
（2）与产物甲基叔丁基醚互为同分异构体的醇类物质的化学式为C₅H₁₂O，为羟基取代戊烷中1个H原子，根据戊烷的同分异构体，利用等效氢判断；
（3）A生成B的反应属于加成反应，是（CH₃）₂C=CH₂与H₂SO₄反应生成（CH₃）₃COSO₃H；
（4）若苯酚直接和溴水反应，则会生成三溴苯酚，因此可根据题中信息先用磺酸基占据两个位置，再和溴发生取代反应，最后再水解把磺酸基脱掉．

解答 解：（1）（CH₃）₃CBr在NaOH醇溶液中发生消去反应生成烯烃A为CH₂=C（CH₃）₂，A和H₂SO₄发生加成反应生成B，B水解得醇（CH₃）₃COH，根据信息“ROSO₃H（R表示烃基）→ROH”可知B的结构简式为（CH₃）₃COSO₃H，醇可以和金属Na反应生成CH₃）₃CONa，（CH₃）₃CONa和CH₃I发生取代反应得（CH₃）₃COCH₃；
由上述分析可知，试剂a为Na，中间产物A为CH₂=C（CH₃）₂，
故答案为：CH₂=C（CH₃）₂；Na；
（2）与产物甲基叔丁基醚互为同分异构体的醇类物质的化学式为C₅H₁₂O，为羟基取代戊烷中1个H原子，戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体，正戊烷有3种不同的H原子，其一元醇有3种，异戊烷分子中有
4种不同的H原子，其一元醇有4种，新戊烷分子种1种不同的H原子，其一元醇有1种，故符合条件的同分异构体共有3+4+1=8种，
故答案为：8；
（3）由A生成B是CH₂=C（CH₃）₂和H₂SO₄发生加成反应生成（CH₃）₃COSO₃H，反应方程式为：（CH₃）₂C=CH₂+H₂SO₄（浓）→（CH₃）₃COSO₃H；
故答案为：（CH₃）₂C=CH₂+H₂SO₄（浓）→（CH₃）₃COSO₃H；
（4）若苯酚直接和溴水反应，则会生成三溴苯酚，因此可根据题中信息先用磺酸基占据两个位置，再和溴发生取代反应，最后再水解把磺酸基脱掉，反应流程图为：，
故答案为：．

点评 本题考查有机物的推断与合成，难度中等，理解给予的反应信息是解题关键，结合有机物的结构进行推断，对学生的推理有一定的要求，能较好的考查学生自学能力、知识迁移运用能力，是热点题型．