Question

甲苯可用于合成治疗粘膜溃疡、创面等的镇痛药物苯佐卡因及食用香料F，其合成路线如下：

已知：

④苯环上发生取代反应规律：当苯环碳原子连有甲基时，主要在其邻位或对位上引入官能团；当苯环碳原子连有羧基时，主要在其间位上引入官能团。

请回答下列问题：

（1）B分子中含氧官能团的名称是_______；试剂a的结构简式为________。

（2）下列关于苯佐卡因合成路线的说法中错误的是________（填字母）

a．步骤①和②可以互换

b. 反应①、④属于取代反应

c．反应①的条件为酸性高锰酸钾溶液

d．反应①除主要生成A外，还可能生成、

（3）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，b的化学名称是______，写出E与试剂b生成F的化学方程式__________。

（4）E有多种同分异构体，符合下列条件的有________种。

①苯环上有三个取代基；②能发生银镜反应，且1 mol该有机物生成4 mol Ag

写出其中一种核磁共振氢谱有4组吸收峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶3的有机物的结构简式___________。

（5）参照上述合成路线及信息，根据已有知识，完善下列以甲苯为主要原料制备有机物( )的合成路线_________（无机试剂任选）。

Answer

羧基、硝基 ac 丙烯醇 6 (任写一种即可)

【解析】根据有机物官能团结构和性质特点，依据反应条件、已知信息和转化关系图借助于正推法或逆推法首先判断出有机物的结构简式，然后结合问题分析解答即可。

在反应④中，C与乙醇发生酯化反应生成苯佐卡因，则C应为，根据题给B的分子式为C5H7NO4可知B为，由题给信息：①当苯环上连有甲基时，再引入的其他基团主要进入甲基的邻位或对位；当苯环上连有羧基时，再引入的其他基团主要进入羧基的间位，所以A为；根据E的结构简式可知D生成E发生已知信息①中的反应，则D是 甲醛。根据E的结构简式和F的分子式以及反应条件可判断试剂b是醇，分子式为C3H6O。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，则b的结构简式为CH2＝CHCH2OH，所以F的结构简式为。

（1）根据B的结构简式可知B分子中含氧官能团的名称是羧基、硝基；根据已知信息①和D、E的结构简式可知试剂a的结构简式为。（2）a、因为当苯环上连有甲基时，再引入的其他基团主要进入甲基的邻位或对位；当苯环上连有羧基时，再引入的其他基团主要进入羧基的间位，所以当步骤①和②互换时，先氧化成羧基，再取代则就不是对位而是间位，a错误；b、根据以上分析可知①、④均是取代反应，b正确；c、反应①为甲苯的硝化反应，试剂是浓硫酸和浓硝酸，c错误；d、根据题给信息，甲苯和与浓硝酸发生邻位取代或生成三硝基甲苯，d正确；答案选ac；（3）根据以上分析可知b的化学名称是丙烯醇，E与试剂b生成F的化学方程式为；（4）①苯环上有3个取代基； ②能发生银镜反应，且1 mol该有机物生成4 mol Ag，说明含有2个醛基，说明3个取代基是甲基和2个醛基，在苯环上的位置有6种。写出其中一种核磁共振氢谱有4组吸收峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶3的有机物的结构简式为或。（5）采用逆推法，要合成，则要得到，模仿流程中用甲苯到C的反应，不同的是在邻位取代，则流程图为。