Question

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：

已知：羰基α—H可发生反应

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()的合成路线流程__(无机试剂任选)。

Answer

C15H22O5 bc 5 加成反应 消去反应 羰基、醚键 保护羰基 CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHO

【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，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，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，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；

(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，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，再与氢气催化加成即可得到苄基乙醛，合成路线流程图为：CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHO。