Question

立方烷具有高度的对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点，因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物I的一种合成路线：

回答下列问题：

（1）C的结构简式为                   ，E的结构简式为                   。

（2）③的反应类型为                   ，⑤的反应类型为                   。

（3）化合物A可由环戊烷经三步反应合成：

反应1的试剂与条件为         ：反应2的化学方程式为                   ：

反应3可用的试剂为                   。

（4）在I的合成路线中，互为同分异构体的化合物是           （填化合物代号）。

（5）I与碱石灰共热可转化为立方烷，立方烷的核磁共振氢谱中有          个峰。

（6）立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有          种。

Answer

（1）；；

（2）取代反应，消去反应；

（3） Cl2/光照 ；

（4）G和H；

（5）1；

（6） 3；

【解析】

试题分析：（1）B分子中含有溴原子，在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成C，则C的结构简式为。D分子中含有碳碳双键，与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成E，则E的结构简式为。

（2）根据D的结构简式可知，反应③是C分子中的一个氢原子被溴原子代替，因此反应类型为取代反应；根据E和F的结构简式可判断，该反应是E分子中的溴原子发生消去反应生成碳碳双键，即反应⑤的反应类型为消去反应。

（3）要生成羰基，则需要醇羟基的催化氧化，即Y的结构简式为。而要引入羟基，则需要卤代烃的水解反应，所以X的结构简式可以是，则反应1的试剂与条件为氯气在光照条件下发生取代反应：反应2是卤代烃的水解反应，则反应的化学方程式为

：反应3是羟基的催化氧化，因此可用的试剂为O2/Cu。

（4）分子式相同，而结构不同的化合物互为同分异构体，则在I的合成路线中，互为同分异构体的化合物是G和H。

（5）立方烷的结构对称，8个氢原子完全是相同的，则核磁共振氢谱中有1个峰。

（6）立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，由于二硝基立方烷有3种，即相邻棱上的两个氢原子被取代或者是面对角线或者是体对角线，则其六硝基立方烷可能的结构有3种。

【考点定位】本题主要是考查有机物推断与合成、反应类型、反应条件判断以及方程式书写等

【名师点晴】该题的难点是同分异构体判断，解答时注意理解一取代产物数目的判断方法：①基元法：例如丁基有四种异构体，则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体。②替代法：例如二氯苯(C6H4Cl2)有三种同分异构体，四氯苯也有三种同分异构体(将H替代Cl)；又如CH4的一氯代物只有一种，新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种。③等效氢法等。