高中 | 有机物结构的表示(结构式、球棍模型等) 题目答案及解析

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选修五

第一章 认识有机化合物

第二节 有机化合物的结构特点

有机物结构的表示(结构式、球棍模型等)

$\rm G$是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下:

$\rm A$分子中,与$\rm 2$号碳相比,$\rm 1$号碳的$\text{C}-\text{H}$键极性相对                $\rm ($填“较大”或“较小”$\rm )$

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较大

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$\rm 1$号碳与两个酯基相连,$\rm 2$号碳只与一个酯基相连,酯基具有吸电子效应,使与其相连的碳原子上的电子云密度降低,从而增强了$\rm C-H$键的极性,因此$\rm 1$号碳的$\rm C-H$键极性相对较大。

$\text{D}\to \text{E}$会产生与$\rm E$互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为                

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由有机速破可知,$\rm D→E$的反应是$\rm 5$号羧基与苯环上甲氧基同侧邻位碳上的$\rm H$原子发生取代反应,而$\rm D$中的$\rm 4$号羧基也可能发生类似反应,会生成含五元环的副产物

$\rm E$分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和                $\rm F$分子中手性碳原子数目为                

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羧基 ; $\\rm 1$

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根据$\rm E$的结构简式可知其含氧官能团还有羧基。$\rm F$分子中只有与$-\text{COOC}{{\text{H}}_{3}}$直接相连的碳原子是手性碳原子。

写出同时满足下列条件的$\rm G$的一种同分异构体的结构简式:                

①含有$\rm 3$种不同化学环境的氢原子;②碱性条件下水解后酸化,生成$\rm X$$\rm Y$两种有机产物,$n\left( \text{X} \right):n\left( \text{Y} \right)=\text{2}:\text{1}$$\rm X$的相对分子质量为$\rm 60$$\rm Y$含苯环且能与$\text{FeC}{{\text{l}}_{\text{3}}}$溶液发生显色反应。

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$\rm G$的分子式为${{\text{C}}_{14}}{{\text{H}}_{17}}{{\text{O}}_{4}}\text{Cl}$,其不饱和度为$\rm 6.G$的同分异构体在碱性条件下水解后酸化得到$\rm X$$\rm Y$,且$n\left( \text{X} \right):n\left( \text{Y} \right)=\text{2}:\text{1}$$\rm Y$含苯环且能与$\text{FeC}{{\text{l}}_{3}}$溶液发生显色反应,则$\rm Y$含有酚羟基,因此该同分异构体是$\rm X$$\rm Y$形成的酯。$\rm X$的相对分子质量为$\rm 60$,据此可知$\rm X$$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}$,因此该同分异构体中含有$\rm 2$$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COO}-$基团,该基团不饱和度为$\rm 1$,苯环的不饱和度为$\rm 4$,不饱和度共为$\rm 6$,则该同分异构体不含其他不饱和结构。其分子中含有$\rm 17$$\rm H$原子,且$\rm H$原子只有$\rm 3$种不同化学环境,说明该分子具有高度对称性,$\rm 2$$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COO}-$在苯环上处于对称位置。如果$\rm Cl$原子连在苯环侧链中的碳原子上,则无论如何安排都不能得到只含有$\rm 3$种不同化学环境的$\rm H$原子的结构,所以$\rm Cl$原子连在苯环上。除$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COO}-$外,其他$\rm 11$$\rm H$原子只有$\rm 2$种不同化学环境,则应含有一个只有$\rm 1$种化学环境的$\rm H$原子的取代基,该基团只能为$-\text{C}{{\left( \text{C}{{\text{H}}_{3}} \right)}_{3}}$,苯环上未被取代的$\rm 2$个对称的$\rm H$原子作为第$\rm 3$种化学环境的$\rm H$原子,由此可得符合条件的同分异构体为:

写出以为原料制备的合成路线流程图                $\rm ($无机试剂和两碳以下的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干$\rm )$

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根据目标产物逆向分析,目标产物为聚酯,其单体为,其中可由先水解再酸化获得,而含有$\rm 2$$-\text{C}{{\text{H}}_{2}}\text{OH}$,流程中物质$\rm G$含有$-\text{C}{{\text{H}}_{2}}\text{OH}$结构,该结构是由$-\text{COOC}{{\text{H}}_{3}}$$\text{LiAl}{{\text{H}}_{4}}$还原而来,则可由$\text{LiAl}{{\text{H}}_{4}}$还原而来,而可视为的亚甲基上的$\rm H$原子被环己基取代,这一步骤与题给流程中$\text{A}+\text{B}\to \text{C}$的反应类似,因此可由$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{ONa}$$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$作用下反应生成,可由$\rm HBr$反应制得。具体合成路线为:

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