Question

18．沐舒坦（結構簡式為，不考慮立體異構）是臨床上使用廣泛的藥物．下圖所示的為其多條合成路線中的一條（反應試劑和反應條件均未標出）
完成下列填空：
（1）寫出反應①所用試劑和反應條件HNO₃，濃硫酸、加熱反應⑥的化學反應方程式2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O
（2）寫出反應類型．反應③還原反應　　反應⑤取代反應
（3）寫出結構簡式．A B
（4）反應⑥中除加入反應試劑C外，還需要加入K₂CO₃，其目的是為了中和反應生成的鹽酸，同時防止鹽酸和氨基發生反應
（5）寫出兩種C的能發生水解反應，且只含3種不同化學環境氫原子的同分異構體的結構簡式、
（6）反應②，反應③的順序不能顛倒，其原因是氨基易被氧化，利用高錳酸鉀、加熱的條件下氧化甲基轉化為羧基的同時也會將氨基氧化．

Answer 1

分析 結合產物的結構簡式，利用流程圖和起始原料的分子式知，起始原料為甲苯，所以反應①是甲苯和硝酸在濃硫酸作催化劑、加熱條件下發生取代反應生成鄰硝基甲苯，根據題意知，反應②是鄰硝基甲苯和高錳酸鉀在加熱條件下發生氧化反應生成鄰硝基苯甲酸，反應③為鄰硝基苯甲酸經還原反應使硝基轉化為氨基，所以A的結構簡式為：，反應④是A和甲醇發生酯化反應生成，然后在溴化鐵作催化劑作用下，與溴發生取代反應（反應⑤），利用取代基的④定位效應知，溴原子取代氨基的鄰、對位上氫原子，因此反應⑤生成物的結構簡式為：，結合流程圖中B物質反應前后物質的結構簡式，利用B的分子式可推知B的結構簡式為：，反應⑥中有HCl生成，而氯化氫與氨基可發生反應，可知反應⑥中加入碳酸鉀的作用是中和反應生成的鹽酸，同時防止鹽酸和氨基發生反應，C物質的結構簡式為：，分子式為C₆H₁₃NO，該物質可水解的同分異構體只能含有肽鍵，結合只含3種化學環境下不同的氫原子，可知肽鍵兩端連接的烷基中都只含一種氫原子，因此兩個烷基只能是甲基和-C（CH₃）₃，由此可寫出滿足條件的兩種同分異構體的結構簡式．

解答 解：結合產物的結構簡式，利用流程圖和起始原料的分子式知，起始原料為甲苯，所以反應①是甲苯和硝酸在濃硫酸作催化劑、加熱條件下發生取代反應生成鄰硝基甲苯，根據題意知，反應②是鄰硝基甲苯和高錳酸鉀在加熱條件下發生氧化反應生成鄰硝基苯甲酸，反應③為鄰硝基苯甲酸經還原反應使硝基轉化為氨基，所以A的結構簡式為：，反應④是A和甲醇發生酯化反應生成，然后在溴化鐵作催化劑作用下，與溴發生取代反應（反應⑤），利用取代基的④定位效應知，溴原子取代氨基的鄰、對位上氫原子，因此反應⑤生成物的結構簡式為：，
結合流程圖中B物質反應前后物質的結構簡式，利用B的分子式可推知B的結構簡式為：，反應⑥中有HCl生成，而氯化氫與氨基可發生反應，可知反應⑥中加入碳酸鉀的作用是中和反應生成的鹽酸，同時防止鹽酸和氨基發生反應，C物質的結構簡式為：，
（1）反應①為在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，濃硝酸和甲苯發生取代反應生成鄰硝基甲苯，所用試劑和反應條件是HNO₃，濃硫酸、加熱；根據上面的分析可知，反應⑥的化學反應方程式為2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O，
故答案為：HNO₃，濃硫酸、加熱；2+2+K₂CO₃→2+2KCl+CO₂↑+H₂O；
（2）根據上面的分析可知，反應③為還原反應，反應⑤為取代反應，
故答案為：還原反應；取代反應；
（3）通過以上知，A和B的結構簡式分別是、，
故答案為：、；
（4）反應⑥中有HCl生成，而氯化氫與氨基可發生反應，可知反應⑥中加入碳酸鉀的作用是中和反應生成的鹽酸，同時防止鹽酸和氨基發生反應，
故答案為：中和反應生成的鹽酸，同時防止鹽酸和氨基發生反應；
（5）C物質的結構簡式為：，分子式為C₆H₁₃NO，該物質可水解的同分異構體只能含有肽鍵，結合只含3種化學環境下不同的氫原子，可知肽鍵兩端連接的烷基中都只含一種氫原子，因此兩個烷基只能是甲基和-C（CH₃）₃，所以其同分異構體為：，
故答案為：、；

（6）因氨基易被氧化，如果反應②③顛倒，再利用高錳酸鉀、加熱的條件下氧化甲基轉化為羧基的同時也會將氨基氧化，
故答案為：氨基易被氧化，利用高錳酸鉀、加熱的條件下氧化甲基轉化為羧基的同時也會將氨基氧化．

點評 本題考查了有機物的推斷、結構和性質，明確有機物的官能團及其性質是解本題關鍵，注意結合題給信息進行分析解答，難度中等．