Question

17．異嗯草酮是一種色素抑制類除草劑，它的工業(yè)合成路線如下：

請回答下列問題：
（1）反應(yīng)①～⑦中屬于取代反應(yīng)的是①③④⑤⑥⑦．
（2）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式HOCH₂C（CH₃）₂CHO+CH₃CH₂COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃CH₂COOCH₂C（CH₃）₂CHO+H₂O．
（3）在A～D過程中，反應(yīng)①的目的是防止A中的羥基被氧化．
（4）寫出滿足下列條件的A的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式CH₃CH（OH）CH（CH₃）CHO．
①與A具有相同的官能團(tuán)
②分子中具有兩個手性碳原子（碳原子上連有4個不同的原子或原子團(tuán)）
（5）物質(zhì)D與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₂BrC（CH₃）₂COOH+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$HOCH₂C（CH₃）₂COONa+NaBr+H₂O．
（6）由G制備異嗯草酮的反應(yīng)中要加入試劑X（C₈H₅NOCl₂），X的結(jié)構(gòu)簡式為．
（7）若原料為乙烯時，請你設(shè)計乙烯→CH₃CH₂COOH的合成路線．
已知：RX$\stackrel{NaCN}{→}$RCN$\underset{\stackrel{{H}_{3}{O}^{+}}{→}}{\;}$RCOOH （X表示鹵素原子，下同）
要求：①合成過程中無機試劑任選；②合成路線流程圖示例如下：
樣例：合成反應(yīng)流程圖表示方法：
A$→_{反應(yīng)條件}^{反應(yīng)物}$B$→_{反應(yīng)條件}^{反應(yīng)物}$C…→H．

Answer 1

分析 A能和丙酸反應(yīng)生成B，B能發(fā)生氧化反應(yīng)生成C，C和HBr發(fā)生加成反應(yīng)生成D，根據(jù)D結(jié)構(gòu)簡式知，C結(jié)構(gòu)簡式為，B結(jié)構(gòu)簡式為，D發(fā)生取代反應(yīng)生成E，E發(fā)生取代反應(yīng)生成F，F(xiàn)發(fā)生消去反應(yīng)生成G，G發(fā)生取代反應(yīng)生成異嗯草酮，結(jié)合X分子式知，X結(jié)構(gòu)簡式為；
（7）CH₂=CH₂和HBr在催化劑條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成CH₃CH₂Br，CH₃CH₂Br和NaCN發(fā)生取代反應(yīng)生成CH₃CH₂CN，CH₂CH₂CN發(fā)生水解反應(yīng)生成CH₃CH₂COOH或CH₂=CH₂和HCN在催化劑加熱條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成CH₃CH₂CN，CH₂CH₂CN發(fā)生水解反應(yīng)生成CH₃CH₂COOH．

解答 解：A能和丙酸反應(yīng)生成B，B能發(fā)生氧化反應(yīng)生成C，C和HBr發(fā)生加成反應(yīng)生成D，根據(jù)D結(jié)構(gòu)簡式知，C結(jié)構(gòu)簡式為，B結(jié)構(gòu)簡式為，D發(fā)生取代反應(yīng)生成E，E發(fā)生取代反應(yīng)生成F，F(xiàn)發(fā)生消去反應(yīng)生成G，G發(fā)生取代反應(yīng)生成異嗯草酮，結(jié)合X分子式知，X結(jié)構(gòu)簡式為；
（1）對照其他物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式可知反應(yīng)的類型為①酯化，②氧化，③取代，④取代，⑤取代，⑥酯化，⑦取代，則反應(yīng)①～⑦中屬于取代反應(yīng)的是①③④⑤⑥⑦，故答案為：①③④⑤⑥⑦；
（2）該反應(yīng)方程式為HOCH₂C（CH₃）₂CHO+CH₃CH₂COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃CH₂COOCH₂C（CH₃）₂CHO+H₂O，
故答案為：HOCH₂C（CH₃）₂CHO+CH₃CH₂COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃CH₂COOCH₂C（CH₃）₂CHO+H₂O；
（3）在A～D過程中，反應(yīng)①的目的是防止A中的羥基被氧化，故答案為：防止A中的羥基被氧化；
（4）A的同分異構(gòu)體符合下列條件：
①與A具有相同的官能團(tuán)，說明含有醛基和羥基，
②分子中具有兩個手性碳原子（碳原子上連有4個不同的原子或原子團(tuán)），
符合條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH（OH）CH（CH₃）CHO，故答案為：CH₃CH（OH）CH（CH₃）CHO；
（5）物質(zhì)D與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₂BrC（CH₃）₂COOH+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$HOCH₂C（CH₃）₂COONa+NaBr+H₂O，
故答案為：CH₂BrC（CH₃）₂COOH+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$HOCH₂C（CH₃）₂COONa+NaBr+H₂O；
（6）通過以上分析知，X的結(jié)構(gòu)簡式為，故答案為：；
（7）CH₂=CH₂和HBr在催化劑條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成CH₃CH₂Br，CH₃CH₂Br和NaCN發(fā)生取代反應(yīng)生成CH₃CH₂CN，CH₂CH₂CN發(fā)生水解反應(yīng)生成CH₃CH₂COOH或CH₂=CH₂和HCN在催化劑加熱條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成CH₃CH₂CN，CH₂CH₂CN發(fā)生水解反應(yīng)生成CH₃CH₂COOH，
所以其合成路線為：CH₂=CH₂$\underset{\stackrel{HBr}{→}}{催化劑}$CH₃CH₂Br$\stackrel{NaCN}{→}$CH₃CH₂CN$\stackrel{{H}_{3}{O}^{+}}{→}$CH₃CH₂COOH或CH₂=CH₂$\underset{\stackrel{HCN}{→}}{催化劑△}$CH₃CH₂CN$\stackrel{{H}_{3}{O}^{+}}{→}$CH₃CH₂COOH，
故答案為：CH₂=CH₂$\underset{\stackrel{HBr}{→}}{催化劑}$CH₃CH₂Br$\stackrel{NaCN}{→}$CH₃CH₂CN$\stackrel{{H}_{3}{O}^{+}}{→}$CH₃CH₂COOH或CH₂=CH₂$\underset{\stackrel{HCN}{→}}{催化劑△}$CH₃CH₂CN$\stackrel{{H}_{3}{O}^{+}}{→}$CH₃CH₂COOH．

點評 本題考查有機物推斷和有機合成，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷能力及知識綜合應(yīng)用能力，根據(jù)反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)簡式變化及反應(yīng)條件來分析推斷，難點是有機合成路線設(shè)計，要根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物中官能團(tuán)及其性質(zhì)設(shè)計，需要學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識并靈活運用，題目難度中等．