Question

7．對羥基苯甲酸丁酯（俗稱尼泊金丁酯）可用作防腐劑，對酵母和霉菌具有很強的抑制作用，工業上常用對羥基苯甲酸和丁醇在濃硫酸催化作用下進行酯化反應制得．以下是某課題組開發的從廉價、易得的化工原料出發制備對羥基苯甲酸丁酯的合成路線：

已知：
①通常在同一個碳原子上連有兩個羥基不穩定，易脫水形成羰基；
②D可與銀氨溶液發生銀鏡反應；
③F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學環境的氫原子，且峰面積之比為1：1．
請回答下列問題：
（1）由B生成C的化學方程式為+2Cl₂$\stackrel{hv}{→}$+2HCl，該反應過程中涉及的反應類型是取代反應．
（2）遇FeCl₃溶液顯紫色且能發生銀鏡反應的G的同分異構體有9種，G在一定條件下可以發生反應生成高分子化合物，試寫出該反應的化學方程式：$\stackrel{一定條件下}{→}$+nH₂O．
（3）D的結構簡式為，D與銀氨溶液發生反應的化學方程式為+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$+H₂O+2Ag↓+3NH₃．
（4）設計出以為原料制備G（）的合成路線：$\stackrel{CH_{3}I}{→}$$\stackrel{KMnO_{4}}{→}$$\stackrel{HI}{→}$．

Answer 1

分析 由A的分子式為C₇H₈，最終合成對羥基苯甲酸丁酯可知，A為甲苯，甲苯在鐵作催化劑條件下，苯環甲基對位上的H原子與氯氣發生取代反應生成B，B為，結合信息②可知，D中含有醛基，B在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發生取代反應生成C，C為，C在氫氧化鈉水溶液中，甲基上的氯原子發生取代反應生成D，結合信息①可知，D為，D在催化劑條件下醛基被氧化生成E，E為，E在堿性高溫高壓條件下，結合信息③可知，苯環上的Cl原子被取代生成F，同時發生酯化反應，F為，F酸化生成對羥基苯甲酸G（），
（4）對甲基苯酚和碘烷發生取代反應生成，被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成，和HI發生取代反應生成對羥基苯甲酸，據此分析解答．

解答 解：由A的分子式為C₇H₈，最終合成對羥基苯甲酸丁酯可知，A為甲苯，甲苯在鐵作催化劑條件下，苯環甲基對位上的H原子與氯氣發生取代反應生成B，B為，結合信息②可知，D中含有醛基，B在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發生取代反應生成C，C為，C在氫氧化鈉水溶液中，甲基上的氯原子發生取代反應生成D，結合信息①可知，D為，D在催化劑條件下醛基被氧化生成E，E為，E在堿性高溫高壓條件下，結合信息③可知，苯環上的Cl原子被取代生成F，同時發生酯化反應，F為，F酸化生成對羥基苯甲酸G（），
（1）由B生成C的化學方程式為+2Cl₂$\stackrel{hv}{→}$+2HCl，該反應過程中涉及的反應類型是取代反應，故答案為：+2Cl₂$\stackrel{hv}{→}$+2HCl；取代反應；
（2）G為，G的同分異構體遇FeCl₃溶液顯紫色且能發生銀鏡反應，說明含有酚羥基和醛基，
兩個酚羥基位于鄰位時有2種結構；
兩個酚羥基位于對位時，有1種結構，
兩個酚羥基位于間位時3種結構；
如果含有一個酚羥基和一個HCOO-，有鄰間對3種結構，所以符合條件的有9種；
G在一定條件下可以發生反應生成高分子化合物，發生縮聚反應生成高分子化合物，該反應的化學方程式：$\stackrel{一定條件下}{→}$ +nH₂O
，
故答案為：9；$\stackrel{一定條件下}{→}$ +nH₂O；
（3）D的結構簡式為，D與銀氨溶液發生反應的化學方程式為+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$+H₂O+2Ag↓+3NH₃
，
故答案為：；+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$+H₂O+2Ag↓+3NH₃；
（4）對甲基苯酚和碘烷發生取代反應生成，被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成，和HI發生取代反應生成對羥基苯甲酸，所以其合成路線為$\stackrel{CH_{3}I}{→}$$\stackrel{KMnO_{4}}{→}$$\stackrel{HI}{→}$，
故答案為：$\stackrel{CH_{3}I}{→}$$\stackrel{KMnO_{4}}{→}$$\stackrel{HI}{→}$．

點評 本題考查有機物合成和推斷，是有機化學中的重要題型，有機合成過程主要包括官能團的引入、官能團的消除、官能團的衍變、碳骨架的變化等，注意根據分子式結合對羥基苯甲酸丁酯確定A的結構及發生的反應，需要學生熟練掌握有機物結構和性質及反應類型等知識點，并能靈活運用，題目難度中等．