Question

18．沐舒坦（结构简式为，不考虑立体异构）是临床上使用广泛的药物．下图所示的为其多条合成路线中的一条（反应试剂和反应条件均未标出）
完成下列填空：
（1）写出反应①所用试剂和反应条件HNO₃，浓硫酸、加热反应⑥的化学反应方程式2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O
（2）写出反应类型．反应③还原反应　　反应⑤取代反应
（3）写出结构简式．A B
（4）反应⑥中除加入反应试剂C外，还需要加入K₂CO₃，其目的是为了中和反应生成的盐酸，同时防止盐酸和氨基发生反应
（5）写出两种C的能发生水解反应，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、
（6）反应②，反应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．

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为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为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）反应①为在浓硫酸作催化剂、加热条件下，浓硝酸和甲苯发生取代反应生成邻硝基甲苯，所用试剂和反应条件是HNO₃，浓硫酸、加热；根据上面的分析可知，反应⑥的化学反应方程式为2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O，
故答案为：HNO₃，浓硫酸、加热；2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O；
（2）根据上面的分析可知，反应③为还原反应，反应⑤为取代反应，
故答案为：还原反应；取代反应；
（3）通过以上知，A和B的结构简式分别是、，
故答案为：、；
（4）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：中和反应生成的盐酸，同时防止盐酸和氨基发生反应；
（5）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：、；

（6）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，
故答案为：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．

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．