Question

某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，质谱法测定其相对分子质量为92．现以它为初始原料设计出如下转化关系图（部分产物、合成路线、反应条件略去），其中A是一氯代物，F的分子式为C₇H₇NO₂，Y是一种功能高分子材料。

已知：

请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题：

（1）X的化学式是_____________，其核磁共振氢谱图有____________个吸收峰；

（2）反应⑤的化学方程式是______________________________；

（3）阿司匹林分子中含有的官能团的名称是______________；1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为_____________________。

（4）Y的结构简式为___________________________________。

（5）有多种同分异构体，其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物共有  _________种；

（6）以下是由A和其它物质合成的流程图，

甲→乙反应的化学方程式为_______________________________________________。

Answer

（1）C7H8(2分)   4（1分） 

（2）+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O(2分)

（3）酯基、羧基（2分）   3mol（2分）

（4）（2分）    （5）6（2分）

（6）NaOH+NaCl+H2O(2分)

【解析】

试题分析：某芳香烃X相对分子质量为92，可推断出分子式为C7H8。满足通式CnH2n-6，所以可推断出应为甲苯。与Cl2发生取代反应得到一氯代物A，根据A→B→C→D，由 C发生银镜反应得到D， C属于醛类，B应属于醇类。所以可以得出甲苯与Cl2发生一氯取代应是在甲基上而不是在苯环上。所以A到B应是卤代烃的水解得到苯甲醇B，再氧化得到苯甲醛C，再发生银镜反应得到苯甲酸铵D，后酸化得到苯甲酸E。由X：C7H8经过硝化反应得到F：C7H7NO2，可以在甲基的邻对位取代（硝基取代H原子），由X→F→G→，可推知引入了氨基，根据题目所给信息，原氨基位置应是硝基。所以从X到F硝化过程中，硝基取代了甲基邻位上的一个氢原子。在这个过程中同时引入了—COOH，所以存在一个先后顺序，是先引入—NH2还是先引入—COOH，—COOH引入是由酸性KMnO4氧化得到。氨基是由硝基还原得到。是先氧化还是先还原？应是现将甲基氧化为—COOH后再将—NO2还原得到—NH2。而不能先将—NO2还原得到—NH2后，再将甲基氧化为—COOH，因为这个过程中，不仅甲基被氧化，同时氨基也被氧化。

（1）X的化学式是C7H8，甲苯中存在4种氢原子，苯环上3种，甲基上1种。其核磁共振氢谱图有4个吸收峰；

（2）反应⑤的化学方程式+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O；

（3）阿司匹林分子中含有的官能团的名称是酯基、羧基；1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为3mol，其中酚酯2mol，羧基1mol。

（4） 到Y，Y属于高分子化合物，所以应该发生缩聚反应。形成高分子化合物两种途径，一种是加聚反应，另一种是缩聚反应。在这里应该为缩聚（羧基与氨基）。所以Y应该为。

（5）有多种同分异构体，其中含有1个醛基和2个羟基，相当于把一个羧基拆成一个羟基和一个醛基。先画两个羟基的情况有3种，2个羟基在邻位，放醛基进去，这样的结构有2种。2个羟基在间位，放1个醛基，这样的结构有3种。2个羟基在对位，放1个醛基进去，这样的结构有一种。共6种。

（6）以下是由A和其它物质合成的流程图，

甲苯上甲基一取代后得到A，再与H2加成得到甲：再消去反应得到乙：。再与Br2加成得到，在NaOH水溶液中发生水解反应得到。

所以甲→乙反应的化学方程式为： +NaCl+H2O。

考点：本题是一道有机工艺流程题。所考查知识点较多：化学式的求算，核磁共振氢谱图吸收峰个数的判断，官能团的性质与转化，消耗NaOH量的计算，缩聚反应，有限制条件同分异构体的书写以及官能团的保护等；