Question

5．PX是有機物A的英文縮寫，是化工生產中非常重要的原料之一，常用于生產塑料、聚酯纖維、薄膜、藥物等，有研究者設計利用其性質合成某藥物，其合成路線如下（部分反應試劑和條件已略）：

已知：Ⅰ．$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
Ⅱ．RCOOH$\stackrel{SOCl}{→}$
試回答下列問題：
（1）PX即原料A的結構簡式為．
（2）F分子中含氧官能團的名稱為羰基、酯基．
（3）反應①、⑥所屬的反應類型分別為氧化反應、取代反應．
（4）反應④的化學方程式為．
（5）G是對苯二甲酸的同系物，分子量比對苯二甲酸大14，G有多種同分異構體，則同時符合下列條件的同分異構體有17種．
a．屬于芳香族化合物 b．能與NaHCO₃溶液反應產生氣體c．能發生水解反應和銀鏡反應
（6）由A和乙烯為原料可以合成目前世界上產量最高的合成纖維--聚酯纖維（聚對苯二甲酸乙二醇酯），合成路線如下：

反應3的試劑為酸性KMnO₄溶液．
反應2和反應4的化學方程式分別為BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr、．

Answer 1

分析 A被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成對苯二甲酸，則A為對二甲苯，其結構簡式為，根據對苯二甲酸和D的結構簡式可知C為，對比B與反應⑤的產物結構可知，B發生消去反應生成E為，反應⑤是E與H₂發生加成反應．
（1）據A的分子式為C₈H₁₀，A被酸性高錳酸鉀氧化可得對苯二甲酸，所以A為對二甲苯；
（2）根據F的結構簡式判斷其含有的官能團；
（3）反應①為對二甲苯被氧化為對苯二甲酸；對比反應⑥中反應物、產物的結構可知，該反應為取代反應；
（4）反應④為羥基的消去反應；
（5）G是對苯二甲酸的同系物，分子量比對苯二甲酸大14，多一個CH₂原子團，G有多種同分異構體，則同時符合下列條件：a．屬于芳香族化合物，含有苯環，b．能與NaHCO₃溶液反應產生氣體，含有-COOH，c．能發生水解反應和銀鏡反應，含有一個側鏈為-CH（COOH）OOCH，含有2個側鏈為-COOH、-CH₂OOCH，或-CH₂COOH、-OOCH，各有鄰、間、對三種，含有三個側鏈-COOH、-CH₃、-OOCH，采取定二移一方法確定；
（6）由聚對苯二甲酸乙二醇酯的結構可知其單體為、HOCH₂CH₂OH，對二甲苯反應得到Z，乙烯系列轉化得到Y，則Z為、Y為HOCH₂CH₂OH，對二甲苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化得到，乙烯與溴發生加成反應生成X為BrCH₂CH₂Br，X再氫氧化鈉水溶液、加熱條件下飛水解反應得到乙二醇．

解答 解：A被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成對苯二甲酸，則A為對二甲苯，其結構簡式為，根據對苯二甲酸和D的結構簡式可知C為，對比B與反應⑤的產物結構可知，B發生消去反應生成E為，反應⑤是E與H₂發生加成反應．
（1）A的分子式為C₈H₁₀，A被酸性高錳酸鉀氧化可得對苯二甲酸，所以A為對二甲苯，結構簡式為：，故答案為：；
（2）根據F結構簡式知，F中含氧官能團為羰基和酯基，故答案為：羰基、酯基；
（3）反應①為對二甲苯被氧化為對苯二甲酸，反應類型為氧化反應；對比反應⑥中反應物、產物的結構可知，反應⑥為取代反應，故答案為：氧化反應；取代反應；
（4）反應④為羥基的消去反應，反應方程式為：，
故答案為：；
（5）G是對苯二甲酸的同系物，分子量比對苯二甲酸大14，多一個CH₂原子團，G有多種同分異構體，則同時符合下列條件：a．屬于芳香族化合物，含有苯環，b．能與NaHCO₃溶液反應產生氣體，含有-COOH，c．能發生水解反應和銀鏡反應，含有一個側鏈為-CH（COOH）OOCH，含有2個側鏈為-COOH、-CH₂OOCH，或-CH₂COOH、-OOCH，各有鄰、間、對三種，含有三個側鏈-COOH、-CH₃、-OOCH，當-COOH、-CH₃處于鄰位時，-OOCH有4種位置，當-COOH、-CH₃處于間位時，-OOCH有4種位置，當-COOH、-CH₃處于對位時，-OOCH有1種位置，故共有1+6+10=17種，故答案為：17；
（6）由聚對苯二甲酸乙二醇酯的結構可知其單體為、HOCH₂CH₂OH，對二甲苯反應得到Z，乙烯系列轉化得到Y，則Z為、Y為HOCH₂CH₂OH，對二甲苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化得到，乙烯與溴發生加成反應生成X為BrCH₂CH₂Br，X再氫氧化鈉水溶液、加熱條件下飛水解反應得到乙二醇，則：
反應3的試劑為：酸性KMnO₄溶液，
反應2的化學方程式為：BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr，
反應4的化學方程式為：，
故答案為：酸性KMnO₄溶液；BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr；．

點評 本題考查有機物的推斷與合成、有機反應類型、限制條件同分異構體書寫等，根據物質的結構分析解答，注意掌握官能團的性質與轉化，（5）注意同分異構體判斷中定二移一法的應用，難度中等