Question

【題目】【化學—選修5：有機化學基礎】

一元取代苯進行苯環上的取代反應時，原有的基團對后進入基團在苯環上的位置有定位效應。如若原有基團為-CH3、-OH、-X(鹵素原子)時新進入基團在其鄰、對位； 若原有基團為-NO2、-CHO、-COOH時新進入基團在其間位。

2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的醫藥中間體，其制備流程圖如下：

已知：（弱堿性，易被氧化）

回答下列問題：

(1)反應①的類型是_____________，反應⑧所需的試劑和條件是_____________________。

(2)F中的非含氧官能團的名稱是______________________。

(3)C的結構簡式是_______________；B的所有同分異構體中滿足下列條件的有_______種：

①能與NaOH溶液反應

②含有苯環且苯環上連有氨基(-NH2)

(4)寫出⑥的化學反應方程式：_____________________________________________，該步反應的主要目的是______________________________。

(5)參照上述合成路線及信息，寫出以苯為原料合成鄰硝基苯酚( )的合成路線(注明反應試劑和條件，無機試劑任選) ______________。

Answer 1

【答案】 取代反應 Cl2、Fe或Cl2、FeCl3 氯原子、氨基 16 ＋　　　→　　 保護—NH2不被氧化

【解析】試題分析：本題考查有機推斷和有機合成，涉及官能團的識別，有機反應類型的判斷，有機物結構簡式和有機方程式的書寫，限定條件同分異構體種類的確定，有機合成路線的設計。與濃H2SO4、加熱發生磺化反應生成A，A與濃HNO3、濃H2SO4的混合酸發生硝化反應生成，—SO3H處于—CH3的對位，A的結構簡式為；B（）→C→需要經過氧化和還原兩步，由于—NH2易被氧化，所以先氧化后還原，反應④中加入酸性KMnO4溶液，C的結構簡式為，反應⑤加入Fe/HCl將—NO2還原為—NH2。

（1）反應①為與濃硫酸發生的磺化反應，反應類型為取代反應。D→E→F，對比D和F的結構簡式，根據反應③和能發生水解反應的性質，反應⑨為—SO3H和的取代反應，反應⑧是在苯環上引入—Cl，反應⑧所需試劑和條件為Cl2、Fe（或Cl2、FeCl3）。

（2）F中的含氧官能團為羧基，非含氧官能團的名稱為氨基和氯原子。

（3）根據上述分析C的結構簡式為。B的結構簡式為，B的同分異構體能與NaOH溶液反應，B的同分異構體可能含—COOH、酯基或酚羥基；B的同分異構體含有苯環且苯環上連有—NH2的有：①兩個側鏈為—COOH和—NH2，有鄰、間、對三種位置關系；②兩個側鏈為HCOO—和—NH2，有鄰、間、對三種位置關系；③三個側鏈為—NH2、—OH和—CHO，如先寫出其中兩個側鏈：、、，再用—CHO代替苯環上H，依次有4種、4種、2種，共4+4+2=10種；符合條件的B的同分異構體共3+3+10=16種。

（4）反應⑥為與發生取代反應生成和HCl，反應的化學方程式為+→+HCl。該步將—NH2轉化為，反應⑨中又水解成—NH2，該步反應的目的是：保護—NH2不被氧化。

（5）對比苯和鄰硝基苯酚的結構，在苯環上引入—OH應先引入—X，引入—NO2通過硝化反應即可；鄰硝基苯酚中兩側鏈為鄰位關系，根據題給信息“苯環上原有基團為—CH3、—OH、—X時新進入基團在其鄰、對位；原有基團為—NO2、—CHO、—COOH時新進入基團在其間位”，所以先在苯環上引進鹵原子；由于苯環上原有基團為—X時新進入基團在其鄰、對位，為了防止—NO2進入對位，根據流程中反應①、②、③，引入—NO2前將—X的對位用—SO3H保護；為了保護酚羥基不被氧化，—X的水解在硝化反應之后；以苯為原料合成鄰硝基苯酚的流程為：

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