Question

3．某芳香烴A是有機合成中重要的原料，通過質(zhì)譜法測得其相對分子質(zhì)量為118，其核磁共振氫譜有5組峰，峰面積之比為1：2：2：2：3，其苯環(huán)上只有一個取代基．以下是以A為原料合成高聚物F和高聚物I的路線圖．試回答下列問題：

（1）D所含官能團名稱：羥基、醛基；反應(yīng)②的反應(yīng)類型：取代反應(yīng)．
（2）A的結(jié)構(gòu)簡式為：；E在一定條件下能形成3個六元環(huán)的物質(zhì)，該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為：．
（3）G分子中最多有19個原子共平面．
（4）I的結(jié)構(gòu)簡式為：．
（5）寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式：．
（6）J是E的同分異構(gòu)體，同時具有以下特征的J的結(jié)構(gòu)有10種．
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)；②遇氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；③含氧官能團處于苯環(huán)對位．其中核磁共振氫譜只有4組峰的結(jié)構(gòu)簡式為（寫一種即可）．

Answer 1

分析 芳香烴A的相對分子質(zhì)量為118，分子中最大碳原子數(shù)目為$\frac{118}{12}$=9…10，可知A的分子式為C₉H₁₀，不飽和度為$\frac{2×9+2-10}{2}$=5，其苯環(huán)上只有一個取代基，其核磁共振氫譜中有5個峰，峰面積之比為1：2：2：2：3，則A的結(jié)構(gòu)簡式為，A與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成B為，B發(fā)生水解反應(yīng)生成C為，C發(fā)生氧化反應(yīng)生成D為，D進一步發(fā)生氧化反應(yīng)生成E為，E發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚物F為，E發(fā)生消去反應(yīng)生成G為，G與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成H為，H發(fā)生加聚反應(yīng)生成高聚物I為．

解答 解：芳香烴A的相對分子質(zhì)量為118，分子中最大碳原子數(shù)目為$\frac{118}{12}$=9…10，可知A的分子式為C₉H₁₀，不飽和度為$\frac{2×9+2-10}{2}$=5，其苯環(huán)上只有一個取代基，其核磁共振氫譜中有5個峰，峰面積之比為1：2：2：2：3，則A的結(jié)構(gòu)簡式為，A與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成B為，B發(fā)生水解反應(yīng)生成C為，C發(fā)生氧化反應(yīng)生成D為，D進一步發(fā)生氧化反應(yīng)生成E為，E發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高聚物F為，E發(fā)生消去反應(yīng)生成G為，G與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成H為，H發(fā)生加聚反應(yīng)生成高聚物I為．
（1）D為，所含官能團名稱：羥基、醛基，反應(yīng)②是鹵代烴的水解反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)，
故答案為：羥基、醛基；取代反應(yīng)；
（2）A的結(jié)構(gòu)簡式為：，E為，在一定條件下能形成3個六元環(huán)的物質(zhì)，該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為：，

故答案為：；；
（3）G為，旋轉(zhuǎn)碳氧單鍵可以使羧基原子共面，旋轉(zhuǎn)碳碳單鍵可以使碳碳雙鍵形成平面、羧基平面與苯環(huán)共面，所有原子都可以共面，分子中最多有19個原子共平面，
故答案為：19；
（4）由上述分析可知，I的結(jié)構(gòu)簡式為：，
故答案為：；
（5）反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式：，
故答案為：；
（6）J是E（）的同分異構(gòu)體，同時具有以下特征：①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)，含有甲酸形成的酯基，②遇氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，說明含有酚羥基；③含氧官能團處于苯環(huán)對位，有2個取代基為-OH、-CH₂CH₂OOCH，或者-OH、-CH（CH₃）OOCH，含有3個取代基為-OH、-CH₂OOCH、-CH₃，或者-OH、-OOCH、-CH₂CH₃，甲基或乙基均有2種位置，含有4個取代基為-OH、-OOCH、2個-CH₃，2個甲基有4種位置，共有10種，其中核磁共振氫譜只有4組峰的結(jié)構(gòu)簡式為：，
故答案為：10；．

點評 本題考查有機推斷及有機合成，關(guān)鍵是確定A的結(jié)構(gòu)簡式，再結(jié)合反應(yīng)條件推斷，熟練掌握官能團的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，（6）中限制條件同分異構(gòu)體數(shù)目判斷為易錯點、難點，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．