Question

7．以甲苯为原料可以合成某种食用香料（有机物G）和某种治疗肺结核药物的有效成分（有机物PAS-Na）的路线如下：

已知：
①
②
根据所给信息回答下列问题：
（1）肉桂酸不能够发生的反应类型有B；
A．加成     B．消去    C．氧化    D．还原    E．取代    F．聚合
（2）由B生成C的反应中新生成的官能团名称为羧基；
（3）当试剂d过量时，可以选用的试剂d是C（填字母序号）；
A．NaOH             B．Na₂CO₃         C．NaHCO₃
（4）A物质的名称为：对硝基甲苯或4-硝基甲苯；试机a的结构简式为（CH₃CO）₂O；
（5）质谱图显示试剂b的相对分子质量为58，分子中不含甲基，且为链状结构，写出肉桂酸与试剂b生成G的化学方程式：；
（6）写出C与NaOH反应的化学方程式：；
（7）E物质的同分异构体，符合下列条件的一共有13种．
①含有硝基官能团；   ②所有官能团都与苯环直接相连．
写出其中核磁共振氢谱上三组吸收峰的同分异构体的结构简式．

Answer 1

分析 F和试剂a在催化剂、加热条件下反应生成肉桂酸，根据信息①知，F为、a为CH₃COOOCH₃，肉桂酸和b反应生成G，G中不饱和度=$\frac{12×2+2-12}{2}$=7，肉桂醛和G中氧原子个数相等，根据C原子守恒知，b中含有3个碳原子，质谱图显示试剂b的相对分子质量为58，分子中不含甲基，且为链状结构，肉桂酸的不饱和度为6，则b中含有一个不饱和键，其结构简式为CH₂=CHCH₂OH；
甲苯发生一系列反应生成PAS-Na，根据PAS-Na结构简式知，甲苯和硝酸发生对位取代反应生成A，A结构简式为，A和溴发生取代反应生成B，根据PAS-Na知，发生甲基的邻位取代，B结构简式为，B被酸性高锰酸钾溶液氧化生成C，C结构简式为，试剂c为NaOH的水溶液，C和NaOH反应然后酸化生成D，D结构简式为，根据信息②知，E结构简式为，E和碳酸钠反应生成PAS-Na，则d为NaHCO₃，据此分析解答．

解答 解：F和试剂a在催化剂、加热条件下反应生成肉桂酸，根据信息①知，F为、a为CH₃COOOCH₃，肉桂酸和b反应生成G，G中不饱和度=$\frac{12×2+2-12}{2}$=7，肉桂醛和G中氧原子个数相等，根据C原子守恒知，b中含有3个碳原子，质谱图显示试剂b的相对分子质量为58，分子中不含甲基，且为链状结构，肉桂酸的不饱和度为6，则b中含有一个不饱和键，其结构简式为CH₂=CHCH₂OH；
甲苯发生一系列反应生成PAS-Na，根据PAS-Na结构简式知，甲苯和硝酸发生对位取代反应生成A，A结构简式为，A和溴发生取代反应生成B，根据PAS-Na知，发生甲基的邻位取代，B结构简式为，B被酸性高锰酸钾溶液氧化生成C，C结构简式为，试剂c为NaOH的水溶液，C和NaOH反应然后酸化生成D，D结构简式为，根据信息②知，E结构简式为，E和碳酸氢钠反应生成PAS-Na，则d为NaHCO₃，
（1）肉桂酸中含有碳碳双键、苯环和羧基，能发生加成反应、加聚反应、氧化反应、取代反应、还原反应，但不能发生消去反应，故选B；
（2）B结构简式为，C结构简式为，所以B到C新生官能团为羧基，故答案为：羧基；
（3）通过以上分析知，d试剂为碳酸氢钠，故选C；
（4）通过以上分析知，A为对硝基甲苯或4-硝基甲苯，试剂a为（CH₃CO）₂O，故答案为：对硝基甲苯或4-硝基甲苯；（CH₃CO）₂O；
（5）肉桂酸和丙烯醇发生酯化反应生成G，反应方程式为，
故答案为：；
（6）C结构简式为，C和NaOH的水溶液反应方程式为，
故答案为：；
（7）E为，E的同分异构体符合下列条件：①含有硝基官能团、②所有官能团都与苯环直接相连，如果含有-CH₃、-OH、-NO₂，如果-CH₃、-OH相邻有4种同分异构体，如果-CH₃、-OH相间有4种同分异构体，如果-CH₃、-OH相对有2种同分异构体；
如果含有-OCH₃和硝基有邻间对3种同分异构体；
所以符合条件的有13种同分异构体；
其中核磁共振氢谱上三组吸收峰的同分异构体的结构简式为，
故答案为：13；．

点评 本题考查有机物推断，为高考高频点，根据流程图中物质结构简式、分子式、反应条件结合题给信息进行推断，熟悉常见有机物结构性质，难点是（7）中同分异构体种类判断，采用“定一议二”的方法判断，题目难度中等．