Question

5．以芳香烃A为原料，合成有机物M和N的路线如图所示（部分反应条件略去）．

已知：
①A的蒸汽密度是同条件下H₂密度的53倍
②
③
④（-NH₂易被氧化）
回答下列同题：
（1）A、I的结构简式分别为、．
（2）F中含氧官能团的电子式为．H的化学名称为对硝基甲苯．
（3）C→D、J→N的反应类型分别为氧化反应、缩聚反应．
（4）G→M的化学方程式为n $→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+nH₂O．
加热条件下，F与足量NaOH溶液反应的化学方程式为+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+NaBr+H₂O．
（5）E的同分异构体中，既能发生银镜反应又能与FeCl₃溶液发生显色反应的有13种（不考虑立体异构）；其中核磁共振氢谱有5种吸收峰，且峰面积之比为1：2：2：2：1的结构简式为．
（6）结合题中信息和所学知识，设计一条以CH₃CH₂CH₂OH和CH₃OH为原料制备的合成路线CH₃CH₂CH₂OH$→_{催化剂}^{氧气}$CH₃CH₂CHO$→_{催化剂}^{氧气}$CH₃CH₂COOH$\stackrel{溴/红磷}{→}$CH₃CHBrCOOH$\stackrel{氢氧化钠醇溶液}{→}$CH₂=CHCOOH$→_{△}^{甲醇/浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCOOCH₃$\stackrel{催化剂}{→}$（无机试剂任选）．
合成路线示例：CH≡CH$→_{催化剂/△}^{H_{2}}$CH₃-CH₃$→_{光照}^{Cl_{2}}$CH₃CH₂Cl．

Answer 1

分析 芳香烃A的蒸汽密度是同条件下H₂密度的53倍，所以其相对分子质量为106，令分子组成为CxHy，则$\frac{106}{12}$=8…10，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A的分子式为C₈H₁₀，其结构简式为，根据各物质的转化关系，A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B为，B与氢氧化钠溶液发生水解生成C为，C催化氧化生成D为，D氧化生成E为，E与溴发生信息③中的取代反应生成F为，F发生水解生成G为，G发生缩聚反应得M为，A与浓硫酸、浓硝酸发生硝化反应得H为，H发生氧化反应生成I为，I发生还原反应生成J为，J发生缩聚反应得N，以CH₃CH₂CH₂OH和CH₃OH为原料制备，可以将CH₃CH₂CH₂OH氧成CH₃CH₂COOH，再用CH₃CH₂COOH与溴发生取代反应生成CH₃CHBrCOOH，CH₃CHBrCOOH发生消去后与甲醇酯化再加聚可得产品，据此答题；

解答 解：芳香烃A的蒸汽密度是同条件下H₂密度的53倍，所以其相对分子质量为106，令分子组成为CxHy，则$\frac{106}{12}$=8…10，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A的分子式为C₈H₁₀，其结构简式为，根据各物质的转化关系，A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B为，B与氢氧化钠溶液发生水解生成C为，C催化氧化生成D为，D氧化生成E为，E与溴发生信息③中的取代反应生成F为，F发生水解生成G为，G发生缩聚反应得M为，A与浓硫酸、浓硝酸发生硝化反应得H为，H发生氧化反应生成I为，I发生还原反应生成J为，J发生缩聚反应得N，
（1）根据上面的分析可知，A为，I为，
故答案为：；；
（2）F为，F中含氧官能团为羧基，其电子式为，H为，H的化学名称为对硝基甲苯，
故答案为：；对硝基甲苯；
（3）根据上面的分析可知，C→D的反应类型为氧化反应，J→N的反应类型为缩聚反应，
故答案为：氧化反应；缩聚反应；
（4）G→M的化学方程式为n $→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+nH₂O，
F为，加热条件下，F与足量NaOH溶液反应的化学方程式为+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+NaBr+H₂O，
故答案为：n $→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+nH₂O；+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+NaBr+H₂O；
（5）E为，E的同分异构体中，既能发生银镜反应又能与FeCl₃溶液发生显色反应，说明有醛基和酚羟基，则符合条件的结构为苯环上连有-CH₃、-OH、-CHO，有10种结构，或为苯环上连有-CH₂CHO、-OH，有3种结构，所以共有13种，其中核磁共振氢谱有5种吸收峰，且峰面积之比为1：2：2：2：1的结构简式为 ，
故答案为：13；；
（6）以CH₃CH₂CH₂OH和CH₃OH为原料制备，可以将CH₃CH₂CH₂OH氧成CH₃CH₂COOH，再用CH₃CH₂COOH与溴发生取代反应生成CH₃CHBrCOOH，CH₃CHBrCOOH发生消去后与甲醇酯化再加聚可得产品，反应的合成路线为CH₃CH₂CH₂OH$→_{催化剂}^{氧气}$CH₃CH₂CHO$→_{催化剂}^{氧气}$CH₃CH₂COOH$\stackrel{溴/红磷}{→}$CH₃CHBrCOOH$\stackrel{氢氧化钠醇溶液}{→}$CH₂=CHCOOH$→_{△}^{甲醇/浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCOOCH₃$\stackrel{催化剂}{→}$，
故答案为：CH₃CH₂CH₂OH$→_{催化剂}^{氧气}$CH₃CH₂CHO$→_{催化剂}^{氧气}$CH₃CH₂COOH$\stackrel{溴/红磷}{→}$CH₃CHBrCOOH$\stackrel{氢氧化钠醇溶液}{→}$CH₂=CHCOOH$→_{△}^{甲醇/浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CHCOOCH₃$\stackrel{催化剂}{→}$．

点评 本题考查有机物的推断与合成，难度中等，关键是利用A的相对分子质量推断A的结构，结合B的反应产物的C可以连续发生氧化反应判断B的结构，再根据反应条件及反应信息进行判断，是对有机物知识的综合考查，能较好的考查学生的分析思维能力，是有机热点题型．