Question

4．對羥基甲苯甲酸丁酯（俗稱尼泊金丁酯）可用作防腐劑，對酵母和霉菌有很強的抑制作用，工業上常用對羥基苯甲酸與丁醇在濃硫酸催化下進行酯化反應而制得．如圖是某課題組開發的廉價、易得的化工原料出發制備對羥基苯甲酸丁酯的合成路線

已知以下信息：
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可與銀氨溶液反應生成銀鏡； ③F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學環境的氫，且峰面積比為1：1．回答下列問題：
（1）E中所含官能團的名稱為羧基和氯原子；
（2）D的結構簡式為； F的分子式為C₇H₄O₃Na₂；
（3）由B生成C的化學方程式為，該反應類型為取代反應；
（4）在一定條件下，由G聚合得到的高分子化合物的結構簡式為．
（5）寫出符合下列條件的化合物G的所有同分異構體的結構簡式．
①苯環上一溴代產物只有兩種；②遇FeCl₃溶液顯紫色；③能發生銀鏡反應．

Answer 1

分析 由A的分子式為C₇H₈，系列轉化得到G，G與丁醇最終合成對羥基苯甲酸丁酯可知，則A為甲苯，G為，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轉化為F，F酸化得到G，苯環上的Cl原子被取代生成F，同時發生中和反應，則F為，據此解答．

解答 解：由A的分子式為C₇H₈，系列轉化得到G，G與丁醇最終合成對羥基苯甲酸丁酯可知，則A為甲苯，G為，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轉化為F，F酸化得到G，苯環上的Cl原子被取代生成F，同時發生中和反應，則F為，
（1）E為，含有羧基和氯原子，故答案為：羧基和氯原子；
（2）由上述分析可知，D的結構簡式為，由上述分析可知，F為，分子式為C₇H₄O₃Na₂，
故答案為：；C₇H₄O₃Na₂；
（3）由B生成C是在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發生取代反應生成，反應的化學方程式為：，故答案為：；取代反應；
（4）由上述分析可知，G的結構簡式為，有G生成的高聚物應為，
故答案為：；

（5）由上述分析可知，G的結構簡式為，其同分異構體①苯環上一溴代產物只有兩種，說明在對位上有兩種不同的取代基；②遇FeCl₃溶液顯紫色，說明含有酚羥基；③能發生銀鏡反應，說明含有醛基，應為甲酸與酚羥基形成的酯基，其結構簡式為，
故答案為：．

點評 本題考查有機物合成和推斷，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，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，需要學生熟練掌握官能團的性質，難度中等．