题目

9.如何从苯合成下列化合物?-|||-COCH3-|||-(1)-|||-Cl-|||-CH(C H3)2-|||-(2)-|||-NO2

题目解答

答案

解析

本题主要考查苯的衍生物的合成，解题的关键在于熟悉苯环上的取代反应以及不同取代基的定位效应。

（1）合成目标化合物 $\bigcirc -COCH_3 -Cl -CH(CH_3)_2$

第一步：引入乙酰基（$COCH_3$）
- 苯与乙酰氯（$(CH_3CO)_2O$）在无水三氯化铝（$AlCl_3$）的催化下发生傅 - 克酰基化反应。傅 - 克酰基化反应是向苯环上引入酰基的重要方法，其反应机理是酰氯在$AlCl_3$的作用下生成酰基正离子，然后酰基正离子作为亲电试剂进攻苯环，发生亲电取代反应。
- 反应式为：$\bigcirc + (CH_3CO)_2O \xrightarrow{AlCl_3} \bigcirc -COCH_3$
第二步：引入氯原子（$Cl$）
- 乙酰基是间位定位基，它会使苯环上的电子云密度降低，并且使间位的电子云密度相对较高，所以氯原子会取代乙酰基的间位。在铁粉（$Fe$）的催化下，苯与氯气（$Cl_2$）发生亲电取代反应。铁粉先与氯气反应生成三氯化铁（$FeCl_3$），$FeCl_3$作为催化剂使氯气产生氯正离子，氯正离子进攻苯环。
- 反应式为：$\bigcirc -COCH_3 + Cl_2 \xrightarrow{Fe} \bigcirc -COCH_3 -Cl$
第三步：引入异丙基（$CH(CH_3)_2$）
- 异丙基是邻、对位定位基，它会使苯环上的电子云密度增加，并且使邻、对位的电子云密度相对更高。在无水三氯化铝（$AlCl_3$）的催化下，苯与丙烯（$CH_3CH=CH_2$）发生傅 - 克烷基化反应。丙烯在$AlCl_3$的作用下先发生碳正离子重排生成异丙基正离子，然后异丙基正离子作为亲电试剂进攻苯环。
- 反应式为：$\bigcirc -COCH_3 -Cl + CH_3CH=CH_2 \xrightarrow{AlCl_3} \bigcirc -COCH_3 -Cl -CH(CH_3)_2$

（2）合成目标化合物 $\bigcirc -NO_2 -CH(CH_3)_2$

第一步：引入异丙基（$CH(CH_3)_2$）
- 同样是在无水三氯化铝（$AlCl_3$）的催化下，苯与丙烯（$CH_3CH=CH_2$）发生傅 - 克烷基化反应，生成异丙苯。
- 反应式为：$\bigcirc + CH_3CH=CH_2 \xrightarrow{AlCl_3} \bigcirc -CH(CH_3)_2$
第二步：引入硝基（$NO_2$）
- 异丙基是邻、对位定位基，在浓硫酸（$H_2SO_4$）的催化下，苯与浓硝酸（$HNO_3$）发生硝化反应。浓硫酸的作用是使硝酸产生硝基正离子（$NO_2^+$），硝基正离子作为亲电试剂进攻苯环。
- 反应式为：$\bigcirc -CH(CH_3)_2 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} \bigcirc -NO_2 -CH(CH_3)_2$