Question

【題目】辣椒的味道主要源自于所含的辣椒素，具有消炎、鎮(zhèn)痛、麻醉和戒毒等功效，特別是其鎮(zhèn)痛作用與嗎啡相若且比嗎啡更持久。辣椒素(F)的結(jié)構(gòu)簡式為，其合成路線如下：

已知：R-OHR-Br R-Br+R’-Na R’-R+NaBr

回答下列問題：

(1)辣椒素的分子式為___________，A所含官能團的名稱是___________，D的最簡單同系物的名稱是___________；

(2)A→B的反應(yīng)類型為___________，寫出C→D的化學(xué)方程式___________；

(3)寫出同時符合下列三個條件的D的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：___________；

①能使溴的四氯化碳溶液褪色

②能發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)物之一為乙酸

③核磁共振氫譜為三組峰，且峰面積比為3︰2︰1

(4)4－戊烯酸(CH2=CHCH2CH2COOH)可用作農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體。參照以上合成路線，設(shè)計由CH2=CHCH2OH為起始原料制備4－戊烯酸的合成路線___________。

Answer 1

【答案】C18H27O3N 碳碳雙鍵、溴原子 丙烯酸 取代反應(yīng) (CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COOH+CO2↑ CH2=CHCH2OHCH2=CHCH2BrCH2=CHCH2CH(COOCH2CH3)2CH2=CHCH2CH(COOH)2CH2=CHCH2CH2COOH

【解析】

根據(jù)鍵線式寫出分子式，找出官能團；結(jié)合“已知”和流程中的信息，依次確定A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式，綜合D、F結(jié)構(gòu)可得E結(jié)構(gòu)簡式。在此基礎(chǔ)上回答有關(guān)問題。

根據(jù)題給“已知”和流程以及D的分子式，較易推斷出合成路線中各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：

A：(CH3)2CHCH=CH(CH2)3Br，B：(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOCH2CH3)2，

C：(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2，D：(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COOH，

E：(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COCl。

(1)鍵線式的端點、轉(zhuǎn)折點均有碳原子，據(jù)碳4價原則確定氫原子數(shù)，辣椒素的分子式為C18H27O3N；由“已知”信息，合成第一步即原料中羥基被溴原子取代，A所含官能團是碳碳雙鍵、溴原子；D的同系物必須有1個碳碳雙鍵和1個羧基，D的最簡單同系物為CH2=CHCOOH，名稱是丙烯酸。

(2)由“已知”信息，A→B的反應(yīng)生成NaBr，原料中其余部分連接生成B，為取代反應(yīng)。B→C為酯的水解反應(yīng)，可得C的結(jié)構(gòu)簡式為(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2。C→D為脫羧反應(yīng)，其化學(xué)方程式為(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COOH+CO2↑；

(3)D分子式為C10H18O2，不飽和度為2。滿足題給條件的D的同分異構(gòu)體含有碳碳雙鍵、CH3COO-、3種H原子（分別9、6、3個）。應(yīng)有三種甲基，各3、2、1個，且同種甲基連在同一碳原子上或處于分子對稱位置。符合題意的同分異構(gòu)體為。

(4)由CH2=CHCH2OH為起始原料合成CH2=CHCH2CH2COOH，分子中增加2個碳原子。流程中A→B→C→D分子中凈增2個碳原子，故直接模仿寫出制備4－戊烯酸的合成路線：

CH2=CHCH2OHCH2=CHCH2BrCH2=CHCH2CH(COOCH2CH3)2

CH2=CHCH2CH(COOH)2CH2=CHCH2CH2COOH。