一种由甲苯合成多取代芳香族化合物的反应路线如图:
回答下列问题:
(1)甲苯分子中最多有 __________个原子共平面
(2)写出反应②的化学方程式___________ ,反应类型为 _______。
(3)甲苯易在甲基的邻、对位发生反应,若不进行反应①,直接进行反应②~④,可能会得到的副产物的结构简式有 ________________(写出两种)。
(4)反应⑤的目的是_____________________。
(5)产物A与足量氢气加成后的产物,核磁共振氢谱有_____个峰,1mol 产物B可与___mol氢氧化钠溶液反应。
(6)不改变取代基的结构与个数,产物B的同分异构体(不包括B)有______种。
【答案】(1)13 (2) +(CF3COO)3Tl→+CF3COOH 取代反应 (3)、、、 (4)保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化 (5)8 2 (6) 9
【解析】
(1)甲苯中苯环以及与苯环相连的碳原子共12个原子一定共面,单键可以旋转,所以经旋转甲基上有一个氢原子可以与苯环共面,最多有13个原子共面;
(2)根据反应②前后的物质结构可知该过程中与甲基邻位的氢原子被取代,反应方程式为:+(CF3COO)3Tl→+CF3COOH,反应类型为取代反应;
(3)反应②~④在苯环上引入了酚羟基,若不进行反应①,则甲基的邻、对位都可能引入酚羟基,可能的副产品有:、、、;
(4)后续步骤中需要将苯环上的甲基氧化成羧基,酚羟基易被氧化,所以反应⑤的目的是保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化;
(5)产物A与足量氢气加成得到的产物为,环上有6种环境的氢原子,取代基上有2种环境的氢原子,所以核磁共振氢谱有8个峰;1molB含有1mol普通酯基可以消耗1molNaOH,含有1mol酚羟基可以消耗1molNaOH,共可以与2molNaOH反应;
(6)采取“定二移一”的分析方法,先固定-COOCH3和-OH,二者处于邻位,则-COCH3有4种位置;若-COOCH3和-OH为间位,则-COCH3有4种位置;若-COOCH3和-OH为对位,则-COCH3有2种位置,所以包括B在内共有10种结构,则产物B的同分异构体(不包括B)有9种。
【点睛】
第5题为易错点,要注意物质A与氢气加成后,与-COOCH3和-OH相连的碳原子上也各有一个氢原子;苯环上有两个不同取代基时,有邻间对三种结构;有三个取代基时可采用“定二移一”的分析方法。
回答下列问题:
(1)甲苯分子中最多有 __________个原子共平面
(2)写出反应②的化学方程式___________ ,反应类型为 _______。
(3)甲苯易在甲基的邻、对位发生反应,若不进行反应①,直接进行反应②~④,可能会得到的副产物的结构简式有 ________________(写出两种)。
(4)反应⑤的目的是_____________________。
(5)产物A与足量氢气加成后的产物,核磁共振氢谱有_____个峰,1mol 产物B可与___mol氢氧化钠溶液反应。
(6)不改变取代基的结构与个数,产物B的同分异构体(不包括B)有______种。
【答案】(1)13 (2) +(CF3COO)3Tl→+CF3COOH 取代反应 (3)、、、 (4)保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化 (5)8 2 (6) 9
【解析】
(1)甲苯中苯环以及与苯环相连的碳原子共12个原子一定共面,单键可以旋转,所以经旋转甲基上有一个氢原子可以与苯环共面,最多有13个原子共面;
(2)根据反应②前后的物质结构可知该过程中与甲基邻位的氢原子被取代,反应方程式为:+(CF3COO)3Tl→+CF3COOH,反应类型为取代反应;
(3)反应②~④在苯环上引入了酚羟基,若不进行反应①,则甲基的邻、对位都可能引入酚羟基,可能的副产品有:、、、;
(4)后续步骤中需要将苯环上的甲基氧化成羧基,酚羟基易被氧化,所以反应⑤的目的是保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化;
(5)产物A与足量氢气加成得到的产物为,环上有6种环境的氢原子,取代基上有2种环境的氢原子,所以核磁共振氢谱有8个峰;1molB含有1mol普通酯基可以消耗1molNaOH,含有1mol酚羟基可以消耗1molNaOH,共可以与2molNaOH反应;
(6)采取“定二移一”的分析方法,先固定-COOCH3和-OH,二者处于邻位,则-COCH3有4种位置;若-COOCH3和-OH为间位,则-COCH3有4种位置;若-COOCH3和-OH为对位,则-COCH3有2种位置,所以包括B在内共有10种结构,则产物B的同分异构体(不包括B)有9种。
【点睛】
第5题为易错点,要注意物质A与氢气加成后,与-COOCH3和-OH相连的碳原子上也各有一个氢原子;苯环上有两个不同取代基时,有邻间对三种结构;有三个取代基时可采用“定二移一”的分析方法。