Question

18．已知：$\stackrel{KMnO_{4}/H+}{→}$
$\stackrel{O_{3}/Zn+H_{2}O}{→}$+（其中R、R₁、R₂、R₃和R₄均表示烃基）今有A～K等11种不同的有机物，它们之间的转化关系如下．其中A为烃，1mol A可得2mol B，E与G为同分异构体．

请回答下列问题：
（1）指出反应的类型：①消去反应，②加成反应，③取代反应，④取代反应．
（2）有机物H的结构简式．
（3）写出反应⑤的化学方程式（有机物写结构简式）．
（4）A的结构简式为（CH₃）₂C=C（CH₃）₂．A同分异构体中与A具有相同官能团，且与氢气加成后生成2-甲基戊烷的同分异构体有4种．（考虑顺反异构）
（5）J（C₁₀H₁₂O₂）有多种同分异构体．若J中苯环上两个取代基处于对位，一个取代基含-CH3，另外一个取代基含有“-COO-”结构的基团，且1mol J能与含2mol NaOH的溶液完全反应，写出满足上述要求的J的所有可能结构简式、、、．

Answer 1

分析 A为烃，1mol A可得2mol B，根据已知信息可知A分子应该是结构对称的，G与苯反应生成H，H可以最终转化为，这说明G中含有3个碳原子，因此A中应该含有6个碳原子，B能与氢气发生加成反应生成C，C既能与氯化氢发生反应，也能在浓硫酸的作用下发生消去反应生成D，因为D能与氯化氢在催化剂的作用下反应，这说明该反应应该是加成反应，即D中含有碳碳双键，所以C中含有羟基，由于A的结构是对称的，则根据结构可知，A的结构简式应该是（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，B应该是，C是，D是CH₂=CHCH₃，E是卤代烃，在氢氧化钠溶液中水解生成F是醇．G是CH₃CH（Cl）CH₃，G与苯发生取代反应生成H，则H的结构简式为，H与氯气发生苯环侧链上氢原子的取代反应，最后再通过卤代烃的消去反应生成．H被酸性高锰酸钾溶液直接氧化生成I，则I是，由于E与G的分子式相同但结构不同，因此E的结构简式为CH₃CH₂CH₂Cl，则F的结构简式为CH₃CH₂CH₂OH，苯甲酸与F通过酯化反应生成J为，据此解答．

解答 解：A为烃，1mol A可得2mol B，根据已知信息可知A分子应该是结构对称的．G与苯反应生成H，H可以最终转化为，这说明G中含有3个碳原子，因此A中应该含有6个碳原子．B能与氢气发生加成反应生成C，C既能与氯化氢发生反应，也能在浓硫酸的作用下发生消去反应生成D，因为D能与氯化氢在催化剂的作用下反应，这说明该反应应该是加成反应，即D中含有碳碳双键，所以C中含有羟基．由于A的结构是对称的，则根据结构可知，A的结构简式应该是（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，B应该是，C是，D是CH₂=CHCH₃，E是卤代烃，在氢氧化钠溶液中水解生成F是醇．G是CH₃CH（Cl）CH₃，G与苯发生取代反应生成H，则H的结构简式为．H与氯气发生苯环侧链上氢原子的取代反应，最后再通过卤代烃的消去反应生成．H被酸性高锰酸钾溶液直接氧化生成I，则I是．由于E与G的分子式相同但结构不同，因此E的结构简式为CH₃CH₂CH₂Cl，则F的结构简式为CH₃CH₂CH₂OH，苯甲酸与F通过酯化反应生成J为，
（1）根据以上分析可知①②③④分别是消去反应，加成反应，取代反应，取代反应，
故答案为：消去反应、加成反应、取代反应、取代反应；
（2）根据以上分析可知，H的结构简式为，
故答案为：；
（3）反应⑤是酯化反应，反应的化学方程式为：
故答案为：；
（4）根据以上分析可知，A的结构简式为（CH₃）₂C=C（CH₃）₂，A同分异构体中与A具有相同官能团，即有碳碳双键，且与氢气加成后生成2-甲基戊烷的同分异构体有（CH₃）₂C=CHCH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH=CHCH₃（有顺式和反式两种）、（CH₃）₂CHCH₂CH=CH₂，所以共有4种，
故答案为：（CH₃）₂C=C（CH₃）₂；4；
（5）J（C₁₀H₁₂O₂）有多种同分异构体．若J中苯环上只有两个取代基并处于对位，一个取代基含-CH3，另外一个取代基含有“-COO-”结构的基团，且1mol J能与含2mol NaOH的溶液完全反应，这说明分子中应该含有酯基，且酯基水解后又产生1个酚羟基，所以可能的结构简式有、、、，
故答案为：、、、．

点评 本题考查有机物推断，注意根据K的消去反应产物结构与反应条件综合分析确定A的结构，注意根据F、G互为同分异构确定F的结构，综合考查学生分析推理能力，需要学生熟练掌握官能团的性质与转化，难度中等．