Question

【題目】諾貝爾獎獲得者屠呦呦帶領團隊發現了青蒿素，為中國醫藥科技創新和人類健康事業作出了巨大貢獻，我國化學家在確認青蒿素分子結構后實現了青蒿素的全合成。一種以香茅醛為原料合成青蒿素的流程如圖：

已知：羰基α—H可發生反應

回答下列問題：

(1)青蒿素的分子式為__。根據青蒿素所含官能團，推測其可能具有的性質有___。

a.易溶于水 b.具有氧化性 c.可發生水解反應

(2)香茅醛的同分異構體X含有醛基和六元碳環，且環上只有一個支鏈，滿足上述條件的X有__種，其中核磁共振氫譜峰數最少的物質結構簡式為__。

(3)反應A→B實際上可看作兩步進行，依次發生的反應類型是__、__。

(4)C中所含官能團名稱為__。

(5)通過D→E的反應，分子中引入了硫醚基團，而F→G的反應，分子中硫醚基團又被脫去，這樣做的目的是__。

(6)寫出由苯甲醛和氯乙烷為原料，制備芐基乙醛()的合成路線流程__(無機試劑任選)。

Answer 1

【答案】C15H22O5 bc 5 加成反應 消去反應 羰基、醚鍵 保護羰基 CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHO

【解析】

根據流程可知，香茅醇在一定條件下轉化為A，A生成B可以看成兩步反應完成，A在一定條件下發生已知信息的分子內的加成反應轉化為，在濃硫酸加熱條件下環上的羥基發生消去反應生成B；B在催化劑作用下與氫氣發生加成反應生成C，C再經過一系列轉化生成D，根據DG流程可知，為保護結構中的羰基，D中的羰基與發生反應引入硫醚基團生成E，E與HC(OCH3)3反應生成F，F在HgCl2作催化劑作用下將分子中硫醚基團脫去轉化為羰基生成G，G在一定條件下反應，最終制得青蒿素；根據青蒿素的分子結構簡式，分子中含有的官能團有酯基、醚基及過氧基，分子結構中不含親氧基團，據此分析青蒿素的性質；由苯甲醛和氯乙烷為原料，制備芐基乙醛可以用氯乙烷堿性水解得乙醇，再氧化得乙醛，乙醛與苯甲醛在堿性條件下發生信息中的反應得到，再與氫氣催化加成即可得到芐基乙醛，據此分析解答。

(1)根據青蒿素的結構簡式，每個節點為碳原子，每個碳原子形成4個共價鍵，不足鍵由氫原子補齊，則分子式為C15H22O5；青蒿素的結構簡式為，含有的官能團有酯基、醚基及過氧基，其中酯基可發生水解反應、過氧基具有強氧化性，整個分子結構中無親水基，則青蒿素不可能易溶于水，故答案為bc；

(2)香茅醇的分子式為C10H18O，其同分異構體X含有醛基和六元碳環，且環上只有一個支鏈，則除六元環外，支鏈上有4個C原子，即為-C4H7O，因含有-CHO，則有-CH2CH2CH2CHO、-CH(CH3)CH2CHO、-CH2CH(CH3)CHO、-C(CH2CH3)CHO或-C(CH3)2CHO，共5種滿足上述條件的X；其中核磁共振氫譜峰數最少，也就是分子結構中不同環境的氫原子種類最少，則該有機物的結構為高度對稱，則物質的結構簡式為；

(3)反應A→B實際上可看作兩步進行，A在一定條件下發生已知信息的分子內的加成反應轉化為，在濃硫酸加熱條件下環上的羥基發生消去反應生成B；

(4)根據C的結構簡式，其中所含官能團名稱為羰基、醚鍵；

(5)通過D→E的反應，分子中引入了硫醚基團，將羰基轉化為硫醚基團，而F→G的反應，分子中硫醚基團又被脫去形成羰基，則這樣做的目的是可達到保護羰基，提高反應選擇性的目的；

(6)由苯甲醛和氯乙烷為原料，制備芐基乙醛可以用氯乙烷堿性水解得乙醇，再氧化得乙醛，乙醛與苯甲醛在堿性條件下發生信息中的反應得到，再與氫氣催化加成即可得到芐基乙醛，合成路線流程圖為：CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHO。