Question

7．對(duì)羥基苯甲酸丁酯（俗稱尼泊金丁酯）可用作防腐劑，對(duì)酵母和霉菌具有很強(qiáng)的抑制作用，工業(yè)上常用對(duì)羥基苯甲酸和丁醇在濃硫酸催化作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)制得．以下是某課題組開發(fā)的從廉價(jià)、易得的化工原料出發(fā)制備對(duì)羥基苯甲酸丁酯的合成路線：

已知：
①通常在同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基；
②D可與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)；
③F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且峰面積之比為1：1．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）由B生成C的化學(xué)方程式為+2Cl₂$\stackrel{hv}{→}$+2HCl，該反應(yīng)過程中涉及的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)．
（2）遇FeCl₃溶液顯紫色且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的G的同分異構(gòu)體有9種，G在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)生成高分子化合物，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：$\stackrel{一定條件下}{→}$+nH₂O．
（3）D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，D與銀氨溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$+H₂O+2Ag↓+3NH₃．
（4）設(shè)計(jì)出以為原料制備G（）的合成路線：$\stackrel{CH_{3}I}{→}$$\stackrel{KMnO_{4}}{→}$$\stackrel{HI}{→}$．

Answer 1

分析 由A的分子式為C₇H₈，最終合成對(duì)羥基苯甲酸丁酯可知，A為甲苯，甲苯在鐵作催化劑條件下，苯環(huán)甲基對(duì)位上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B，B為，結(jié)合信息②可知，D中含有醛基，B在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成C，C為，C在氫氧化鈉水溶液中，甲基上的氯原子發(fā)生取代反應(yīng)生成D，結(jié)合信息①可知，D為，D在催化劑條件下醛基被氧化生成E，E為，E在堿性高溫高壓條件下，結(jié)合信息③可知，苯環(huán)上的Cl原子被取代生成F，同時(shí)發(fā)生酯化反應(yīng)，F(xiàn)為，F(xiàn)酸化生成對(duì)羥基苯甲酸G（），
（4）對(duì)甲基苯酚和碘烷發(fā)生取代反應(yīng)生成，被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成，和HI發(fā)生取代反應(yīng)生成對(duì)羥基苯甲酸，據(jù)此分析解答．

解答 解：由A的分子式為C₇H₈，最終合成對(duì)羥基苯甲酸丁酯可知，A為甲苯，甲苯在鐵作催化劑條件下，苯環(huán)甲基對(duì)位上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B，B為，結(jié)合信息②可知，D中含有醛基，B在光照條件下，甲基上的H原子與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成C，C為，C在氫氧化鈉水溶液中，甲基上的氯原子發(fā)生取代反應(yīng)生成D，結(jié)合信息①可知，D為，D在催化劑條件下醛基被氧化生成E，E為，E在堿性高溫高壓條件下，結(jié)合信息③可知，苯環(huán)上的Cl原子被取代生成F，同時(shí)發(fā)生酯化反應(yīng)，F(xiàn)為，F(xiàn)酸化生成對(duì)羥基苯甲酸G（），
（1）由B生成C的化學(xué)方程式為+2Cl₂$\stackrel{hv}{→}$+2HCl，該反應(yīng)過程中涉及的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)，故答案為：+2Cl₂$\stackrel{hv}{→}$+2HCl；取代反應(yīng)；
（2）G為，G的同分異構(gòu)體遇FeCl₃溶液顯紫色且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有酚羥基和醛基，
兩個(gè)酚羥基位于鄰位時(shí)有2種結(jié)構(gòu)；
兩個(gè)酚羥基位于對(duì)位時(shí)，有1種結(jié)構(gòu)，
兩個(gè)酚羥基位于間位時(shí)3種結(jié)構(gòu)；
如果含有一個(gè)酚羥基和一個(gè)HCOO-，有鄰間對(duì)3種結(jié)構(gòu)，所以符合條件的有9種；
G在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)生成高分子化合物，發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高分子化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：$\stackrel{一定條件下}{→}$ +nH₂O
，
故答案為：9；$\stackrel{一定條件下}{→}$ +nH₂O；
（3）D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，D與銀氨溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$+H₂O+2Ag↓+3NH₃
，
故答案為：；+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$+H₂O+2Ag↓+3NH₃；
（4）對(duì)甲基苯酚和碘烷發(fā)生取代反應(yīng)生成，被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成，和HI發(fā)生取代反應(yīng)生成對(duì)羥基苯甲酸，所以其合成路線為$\stackrel{CH_{3}I}{→}$$\stackrel{KMnO_{4}}{→}$$\stackrel{HI}{→}$，
故答案為：$\stackrel{CH_{3}I}{→}$$\stackrel{KMnO_{4}}{→}$$\stackrel{HI}{→}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物合成和推斷，是有機(jī)化學(xué)中的重要題型，有機(jī)合成過程主要包括官能團(tuán)的引入、官能團(tuán)的消除、官能團(tuán)的衍變、碳骨架的變化等，注意根據(jù)分子式結(jié)合對(duì)羥基苯甲酸丁酯確定A的結(jié)構(gòu)及發(fā)生的反應(yīng)，需要學(xué)生熟練掌握有機(jī)物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及反應(yīng)類型等知識(shí)點(diǎn)，并能靈活運(yùn)用，題目難度中等．