Question

5．PX是有机物A的英文缩写，是化工生产中非常重要的原料之一，常用于生产塑料、聚酯纤维、薄膜、药物等，有研究者设计利用其性质合成某药物，其合成路线如下（部分反应试剂和条件已略）：

已知：Ⅰ．$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
Ⅱ．RCOOH$\stackrel{SOCl}{→}$
试回答下列问题：
（1）PX即原料A的结构简式为．
（2）F分子中含氧官能团的名称为羰基、酯基．
（3）反应①、⑥所属的反应类型分别为氧化反应、取代反应．
（4）反应④的化学方程式为．
（5）G是对苯二甲酸的同系物，分子量比对苯二甲酸大14，G有多种同分异构体，则同时符合下列条件的同分异构体有17种．
a．属于芳香族化合物 b．能与NaHCO₃溶液反应产生气体c．能发生水解反应和银镜反应
（6）由A和乙烯为原料可以合成目前世界上产量最高的合成纤维--聚酯纤维（聚对苯二甲酸乙二醇酯），合成路线如下：

反应3的试剂为酸性KMnO₄溶液．
反应2和反应4的化学方程式分别为BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr、．

Answer 1

分析 A被酸性高锰酸钾溶液氧化生成对苯二甲酸，则A为对二甲苯，其结构简式为，根据对苯二甲酸和D的结构简式可知C为，对比B与反应⑤的产物结构可知，B发生消去反应生成E为，反应⑤是E与H₂发生加成反应．
（1）据A的分子式为C₈H₁₀，A被酸性高锰酸钾氧化可得对苯二甲酸，所以A为对二甲苯；
（2）根据F的结构简式判断其含有的官能团；
（3）反应①为对二甲苯被氧化为对苯二甲酸；对比反应⑥中反应物、产物的结构可知，该反应为取代反应；
（4）反应④为羟基的消去反应；
（5）G是对苯二甲酸的同系物，分子量比对苯二甲酸大14，多一个CH₂原子团，G有多种同分异构体，则同时符合下列条件：a．属于芳香族化合物，含有苯环，b．能与NaHCO₃溶液反应产生气体，含有-COOH，c．能发生水解反应和银镜反应，含有一个侧链为-CH（COOH）OOCH，含有2个侧链为-COOH、-CH₂OOCH，或-CH₂COOH、-OOCH，各有邻、间、对三种，含有三个侧链-COOH、-CH₃、-OOCH，采取定二移一方法确定；
（6）由聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构可知其单体为、HOCH₂CH₂OH，对二甲苯反应得到Z，乙烯系列转化得到Y，则Z为、Y为HOCH₂CH₂OH，对二甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化得到，乙烯与溴发生加成反应生成X为BrCH₂CH₂Br，X再氢氧化钠水溶液、加热条件下飞水解反应得到乙二醇．

解答 解：A被酸性高锰酸钾溶液氧化生成对苯二甲酸，则A为对二甲苯，其结构简式为，根据对苯二甲酸和D的结构简式可知C为，对比B与反应⑤的产物结构可知，B发生消去反应生成E为，反应⑤是E与H₂发生加成反应．
（1）A的分子式为C₈H₁₀，A被酸性高锰酸钾氧化可得对苯二甲酸，所以A为对二甲苯，结构简式为：，故答案为：；
（2）根据F结构简式知，F中含氧官能团为羰基和酯基，故答案为：羰基、酯基；
（3）反应①为对二甲苯被氧化为对苯二甲酸，反应类型为氧化反应；对比反应⑥中反应物、产物的结构可知，反应⑥为取代反应，故答案为：氧化反应；取代反应；
（4）反应④为羟基的消去反应，反应方程式为：，
故答案为：；
（5）G是对苯二甲酸的同系物，分子量比对苯二甲酸大14，多一个CH₂原子团，G有多种同分异构体，则同时符合下列条件：a．属于芳香族化合物，含有苯环，b．能与NaHCO₃溶液反应产生气体，含有-COOH，c．能发生水解反应和银镜反应，含有一个侧链为-CH（COOH）OOCH，含有2个侧链为-COOH、-CH₂OOCH，或-CH₂COOH、-OOCH，各有邻、间、对三种，含有三个侧链-COOH、-CH₃、-OOCH，当-COOH、-CH₃处于邻位时，-OOCH有4种位置，当-COOH、-CH₃处于间位时，-OOCH有4种位置，当-COOH、-CH₃处于对位时，-OOCH有1种位置，故共有1+6+10=17种，故答案为：17；
（6）由聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构可知其单体为、HOCH₂CH₂OH，对二甲苯反应得到Z，乙烯系列转化得到Y，则Z为、Y为HOCH₂CH₂OH，对二甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化得到，乙烯与溴发生加成反应生成X为BrCH₂CH₂Br，X再氢氧化钠水溶液、加热条件下飞水解反应得到乙二醇，则：
反应3的试剂为：酸性KMnO₄溶液，
反应2的化学方程式为：BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr，
反应4的化学方程式为：，
故答案为：酸性KMnO₄溶液；BrCH₂CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$BrCH₂CH₂Br+2NaBr；．

点评 本题考查有机物的推断与合成、有机反应类型、限制条件同分异构体书写等，根据物质的结构分析解答，注意掌握官能团的性质与转化，（5）注意同分异构体判断中定二移一法的应用，难度中等