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题型:综合题 难度:较难

诺贝尔奖获得者屠呦呦带领团队发现了青蒿素,为中国医药科技创新和人类健康事业作出了巨大贡献,我国化学家在确认青蒿素分子结构后实现了青蒿素的全合成。一种以香茅醛为原料合成青蒿素的流程如图:

1

已知:羰基α—H可发生反应2

回答下列问题:

(1)青蒿素的分子式为__。根据青蒿素所含官能团,推测其可能具有的性质有___。

a.易溶于水 b.具有氧化性 c.可发生水解反应

(2)香茅醛的同分异构体X含有醛基和六元碳环,且环上只有一个支链,满足上述条件的X有__种,其中核磁共振氢谱峰数最少的物质结构简式为__。

(3)反应A→B实际上可看作两步进行,依次发生的反应类型是__、__。

(4)C中所含官能团名称为__。

(5)通过D→E的反应,分子中引入了硫醚基团,而F→G的反应,分子中硫醚基团又被脱去,这样做的目的是__。

(6)写出由苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛(3)的合成路线流程__(无机试剂任选)。

【答案】

C15H22O5   bc   5   1   加成反应   消去反应   羰基、醚键   保护羰基   CH3CH2Cl2CH3CH2OH3CH3CHO4567  

【解析】

根据流程可知,香茅醇在一定条件下转化为A,A生成B可以看成两步反应完成,A在一定条件下发生已知信息的分子内的加成反应转化为11在浓硫酸加热条件下环上的羟基发生消去反应生成B;B在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成C,C再经过一系列转化生成D,根据D⟶G流程可知,为保护结构中的羰基,D中的羰基与2发生反应引入硫醚基团生成E,E与HC(OCH3)3反应生成F,F在HgCl2作催化剂作用下将分子中硫醚基团脱去转化为羰基生成G,G在一定条件下反应,最终制得青蒿素;根据青蒿素的分子结构简式,分子中含有的官能团有酯基、醚基及过氧基,分子结构中不含亲氧基团,据此分析青蒿素的性质;由苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛可以用氯乙烷碱性水解得乙醇,再氧化得乙醛,乙醛与苯甲醛在碱性条件下发生信息中的反应得到3,再与氢气催化加成即可得到苄基乙醛,据此分析解答。

(1)根据青蒿素的结构简式,每个节点为碳原子,每个碳原子形成4个共价键,不足键由氢原子补齐,则分子式为C15H22O5;青蒿素的结构简式为4,含有的官能团有酯基、醚基及过氧基,其中酯基可发生水解反应、过氧基具有强氧化性,整个分子结构中无亲水基,则青蒿素不可能易溶于水,故答案为bc;

(2)香茅醇的分子式为C10H18O,其同分异构体X含有醛基和六元碳环,且环上只有一个支链,则除六元环外,支链上有4个C原子,即为-C4H7O,因含有-CHO,则有-CH2CH2CH2CHO、-CH(CH3)CH2CHO、-CH2CH(CH3)CHO、-C(CH2CH3)CHO或-C(CH3)2CHO,共5种满足上述条件的X;其中核磁共振氢谱峰数最少,也就是分子结构中不同环境的氢原子种类最少,则该有机物的结构为高度对称,则物质的结构简式为5

(3)反应A→B实际上可看作两步进行,A在一定条件下发生已知信息的分子内的加成反应转化为11在浓硫酸加热条件下环上的羟基发生消去反应生成B;

(4)根据C的结构简式,其中所含官能团名称为羰基、醚键;

(5)通过D→E的反应,分子中引入了硫醚基团,将羰基转化为硫醚基团,而F→G的反应,分子中硫醚基团又被脱去形成羰基,则这样做的目的是可达到保护羰基,提高反应选择性的目的;

(6)由苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛可以用氯乙烷碱性水解得乙醇,再氧化得乙醛,乙醛与苯甲醛在碱性条件下发生信息中的反应得到3,再与氢气催化加成即可得到苄基乙醛,合成路线流程图为:CH3CH2Cl6CH3CH2OH7CH3CHO891011

题型:综合题 难度:较难
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