Question

14．一種重要的有機化工原料有機物X，下面是以它為初始原料設計出如下轉化關系圖（部分產物、合成路線、反應條件略去），Y是一種功能高分子材料．

已知：
①X為芳香烴，其相對分子質量為92
②烷基苯在高錳酸鉀的作用下，側鏈被氧化成羧基：
③   （苯胺，易被氧化）
請根據本題所給信息與所學知識回答下列問題：
（1）X的分子式為C₇H₈；
（2）中官能團名稱為酚羥基、羧基；
（3）反應③的反應類型是還原反應；已知A為一氯代物，則E的結構簡式是；
（4）反應④的化學方程式為n$\stackrel{一定條件下}{→}$ +（n-1）H₂O；
（5）阿司匹林有多種同分異構體，滿足下列條件的同分異構體有10種：
①含有苯環；
②既不能發生水解反應，也不能發生銀鏡反應；
③1mol該有機物能與2molNaHCO₃完全反應．
（6）參照上述合成路線，結合所學知識，設計一條以A為原料制備的合成路線（無機試劑任用）．合成路線流程圖示例如下：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$H₂C=CH₂．

Answer 1

分析 相對分子質量為92的某芳香烴X是一種重要的有機化工原料，令分子組成為CxHy，則 $\frac{92}{12}$=7…8，由烷烴中C原子與H原子關系可知，該烴中C原子數目不能小于7，故該芳香烴X的分子式為C₇H₈，結構簡式為，X與氯氣發生取代反應生成A，A轉化生成B，B催化氧化生成C，C能與銀氨溶液反應生成D，故B含有醇羥基、C含有醛基，故A為，B為，C為，D酸化生成E，故D為，E為；在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發生取代反應生成F，結合反應③的產物可知F為，F轉化生成G，由于苯胺容易被氧化，由反應信息Ⅰ、反應信息Ⅱ可知，G為，發生反應生成Y，Y為功能高分子化合物，故Y的結構簡式為；與乙酸發生酯化反應生成阿司匹林（）．
（6）在催化劑條件下發生加成反應生成，再在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發生消去反應生成，與氯氣發生加成反應生成，最后在氫氧化鈉水溶液中發生水解反應生成．

解答 解：相對分子質量為92的某芳香烴X是一種重要的有機化工原料，令分子組成為CxHy，則 $\frac{92}{12}$=7…8，由烷烴中C原子與H原子關系可知，該烴中C原子數目不能小于7，故該芳香烴X的分子式為C₇H₈，結構簡式為，X與氯氣發生取代反應生成A，A轉化生成B，B催化氧化生成C，C能與銀氨溶液反應生成D，故B含有醇羥基、C含有醛基，故A為，B為，C為，D酸化生成E，故D為，E為；在濃硫酸、加熱條件下與濃硝酸發生取代反應生成F，結合反應③的產物可知F為，F轉化生成G，由于苯胺容易被氧化，由反應信息Ⅰ、反應信息Ⅱ可知，G為，發生反應生成Y，Y為功能高分子化合物，故Y的結構簡式為；與乙酸發生酯化反應生成阿司匹林（），
（1）通過以上分析知，X分子式為C₇H₈，故答案為：C₇H₈；
（2）中官能團的名稱為酚羥基和羧基，故答案為：酚羥基、羧基；
（3）反應③的反應類型是還原反應，通過以上分析知，E的結構簡式為，故答案為：還原反應；；
（4）鄰氨基苯甲酸在一定條件下反應生成Y，反應④的化學方程式為n$\stackrel{一定條件下}{→}$ +（n-1）H₂O，
故答案為：n$\stackrel{一定條件下}{→}$ +（n-1）H₂O；
（5）阿司匹林同分異構體滿足下列條件：①含有苯環；②既不能發生水解反應，也不能發生銀鏡反應，說明不含酯基和醛基；③1mol該有機物能與2molNaHCO₃完全反應，說明含有兩個羧基，
如果取代基為-COOH、-CH₂COOH，有鄰間對3種結構；
如果取代基為-CH（COOH）₂，有1種結構；
如果取代基為兩個-COOH、一個-CH₃，兩個-COOH為相鄰位置，有2種同分異構體；
如果兩個-COOH為相間位置，有3種同分異構體；
如果兩個-COOH為相對位置，有1種同分異構體；
所以符合條件的有10種，
故答案為：10；
（6）在催化劑條件下發生加成反應生成，再在氫氧化鈉醇溶液、加熱條件下發生消去反應生成，與氯氣發生加成反應生成，最后在氫氧化鈉水溶液中發生水解反應生成，合成反應流程圖為：，
故答案為：．

點評 本題考查有機物推斷，為高頻考點，側重考查學生分析推斷及合成路線設計能力，明確官能團及其性質關系、反應條件是解本題關鍵，難點是合成路線設計，可以采用正向或逆向方法進行設計，題目難度中等．