Question

4．一种重要的有机化工原料有机物X，下面是以它为初始原料设计出如下转化关系图（部分产物、合成路线、反应条件略去）．Y是一种功能高分子材料．

已知：
①X为芳香烃，其相对分子质量为92
②烷基苯在高锰酸钾的作用下，侧链被氧化成羧基：

③   （苯胺，易被氧化）
请根据本题所给信息与所学知识回答下列问题：
（1）X的分子式为C₇H₈，其侧链氢原子全部被苯环取代后，最多有13个碳原子共面；
（2）的名称为邻羟基苯甲酸，G中官能团名称为硝基、羧基；
（3）反应③的反应类型是还原反应；已知A为一氯代物，则E的结构简式是；
（4）反应④的化学方程式为n$\stackrel{一定条件下}{→}$+（n-1）H₂O；
（5）阿司匹林有多种同分异构体，满足下列条件的同分异构体有10种：
①含有苯环；
②既不能发生水解反应，也不能发生银镜反应；
③1mol该有机物能与2molNaHCO₃完全反应．
（6）参照上述合成路线，结合所学知识，设计一条以A为原料制备的合成路线（无机试剂任用）．合成路线流程图示例如下：
．

Answer 1

分析 相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，令分子组成为CxHy，则$\frac{92}{12}$=7…8，由烷烃中C原子与H原子关系可知，该烃中C原子数目不能小于7，故该芳香烃X的分子式为C₇H₈，结构简式为，X与氯气发生取代反应生成A，A转化生成B，B催化氧化生成C，C能与银氨溶液反应生成D，故B含有醇羟基、C含有醛基，故A为，B为，C为，D酸化生成E，故D为，E为；在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F，结合反应③的产物可知F为，F转化生成G，由于苯胺容易被氧化，由反应信息Ⅰ、反应信息Ⅱ可知，G为，发生反应生成Y，Y为功能高分子化合物，故Y的结构简式为；与乙酸发生酯化反应生成阿司匹林（）．
（6）在催化剂条件下发生加成反应生成，再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成，与氯气发生加成反应生成，最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成．

解答 解：相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，令分子组成为CxHy，则$\frac{92}{12}$=7…8，由烷烃中C原子与H原子关系可知，该烃中C原子数目不能小于7，故该芳香烃X的分子式为C₇H₈，结构简式为，X与氯气发生取代反应生成A，A转化生成B，B催化氧化生成C，C能与银氨溶液反应生成D，故B含有醇羟基、C含有醛基，故A为，B为，C为，D酸化生成E，故D为，E为；在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F，结合反应③的产物可知F为，F转化生成G，由于苯胺容易被氧化，由反应信息Ⅰ、反应信息Ⅱ可知，G为，发生反应生成Y，Y为功能高分子化合物，故Y的结构简式为；与乙酸发生酯化反应生成阿司匹林（）．
（1）通过以上分析知，X分子式为C₇H₈，结构简式为，其侧链氢原子全部被苯环取代后，最多有13个碳原子共面，为两个苯环上C原子和连接四个苯基的C原子，故答案为：C₇H₈；13；
（2）的名称为邻羟基苯甲酸，G为，G中官能团为硝基和羧基，故答案为：邻羟基苯甲酸；硝基、羧基；
（3）反应③的反应类型是还原反应，通过以上分析知，E的结构简式为；
故答案为：还原反应；；
（4）邻氨基苯甲酸在一定条件下反应生成Y，反应④的化学方程式为n$\stackrel{一定条件下}{→}$+（n-1）H₂O，
故答案为：n$\stackrel{一定条件下}{→}$+（n-1）H₂O；
（5）阿司匹林同分异构体满足下列条件：①含有苯环；②既不能发生水解反应，也不能发生银镜反应，说明不含酯基和醛基；③1mol该有机物能与2molNaHCO₃完全反应，说明含有两个羧基，
如果取代基为-COOH、-CH₂COOH，有邻间对3种结构；
如果取代基为-CH（COOH）₂，有1种结构；
如果取代基为两个-COOH、一个-CH₃，两个-COOH为相邻位置，有2种同分异构体；
如果两个-COOH为相间位置，有3种同分异构体；
如果两个-COOH为相对位置，有1种同分异构体；
所以符合条件的有10种，
故答案为：10；
（6）在催化剂条件下发生加成反应生成，再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成，与氯气发生加成反应生成，最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成，合成反应流程图为：，
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合成路线设计能力，明确官能团及其性质关系、反应条件是解本题关键，难点是合成路线设计，可以采用正向或逆向方法进行设计，需要学生有过硬的综合知识应用能力，题目难度中等．