Question

芳香烃X是一种重要的有机化工原料，相对分子质量为92。以它为初始原料可以获得如下图的系列有机产物部分产物、合成路线、反应条件略去，H是一种功能高分子。

已知： I．

II．苯胺，易被氧化

请根据所学知识与本题所给信息回答问题：

(1)F的名称为_______。A共平面的原子数最多为_____个。

(2)反应的类型是 _______ 。

(3)H含有的官能团名称为 _________ 。

(4)反应的化学方程式是 _________ 。

(5)有多种同分异构体，其中能发生银镜反应且能使FeCl₃溶液显紫色的有机物有___种。

(6)写出用和其他无机化合物合成的合成线路_____________。

Answer

邻硝基甲苯或2-硝基甲基苯 13 还原反应 酰胺键或肽键；羧基；氨基 +2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O 9

【解析】

由题可知，X是芳香烃，因此X分子式中C的个数≥6，又因为摩尔质量为92g/mol，所以X一定为甲苯；那么X与Cl2在光照下反应发生的是甲基上氢原子的氯代反应；又因为B可以在铜的催化下与O2发生反应，所以B一定为苯甲醇，那么A即为，由A生成B发生的是水解反应；由B生成的C即为苯甲醛，苯甲醛再与银氨溶液反应得到D即苯甲酸铵，酸化后得到E即苯甲酸。由反应条件可知，X生成F的反应即硝化反应，F再经过反应②③转化后，生成，因此F中硝基和甲基处于邻位的关系，即F的结构为；从F转化为，F中的甲基被氧化为羧基，硝基被还原为氨基，考虑到题干中指出的苯胺容易被氧化的性质，因此F先发生反应②即氧化反应转化为G即，再由发生反应③即还原反应生成；由于H是由生成的高分子化合物，所以生成H发生的是缩聚反应，H的结构中含有酰胺键以及端位的氨基和羧基。

(1)通过分析可知，F的结构为，所以其名称为邻硝基甲苯或2-硝基甲苯；通过分析可知A即为，-CH2Cl中的C与苯环直接相连，所以其与苯环共平面，又因为-CH2Cl中的两个H原子和一个氯原子中最多还可有一个与苯环在同一平面内，所以A中的原子至多有13个原子共平面；

(2)通过分析可知，反应③即转化为的反应，属于还原反应；

(3)通过分析可知，H中含有酰胺键，氨基和羧基；

(4)通过分析可知，反应⑤是苯甲醛与银氨溶液的反应，所以方程式为：+2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O；

(5) 的同分异构体若能发生银镜反应并且能使FeCl3显紫色，则需要结构中含有醛基和酚羟基；若该有机物的结构中苯环上只有两个取代基，那么这两个取代基分别为-OH和-OOCH，考虑到取代基有邻，间，对三种位置关系，因此有3种结构；若该有机物的结构中苯环上有3个取代基，那么这三个取代基为2个-OH和1个-CHO，可能的结构有，，，，，共计6种结构；综上所述，符合要求的同分异构体共计9种；

(6)由最终合成，需要将苯环加氢，同时在两个相邻的碳原子上各自引入一个羟基，因此可先对加氢后得到，再由其消去得到， 与氯气加成后再进行水解反应即可，因此，合成路线可以为：。