Question

【題目】我國化學家首次實現了膦催化的(3+2)環加成反應，并依據該反應，發展了一條合成中草藥活性成分茅蒼術醇的有效路線。

已知(3+2)環加成反應：CH3CC-E1+E2-CH=CH2（E1、E2可以是-COR或-COOR）

回答下列問題：

（1）茅蒼術醇的分子式為__，所含官能團名稱為__，分子中手性碳原子（連有四個不同的原子或原子團）的數目為__。

（2）化合物B滿足以下條件的同分異構體（不考慮手性異構）數目為__。

①分子中含有碳碳三鍵和乙酯基(-COOCH2CH3)

②分子中有連續四個碳原子在一條直線上

寫出其中一種碳碳三鍵和乙酯基直接相連的同分異構體的結構簡式__。

（3）C→D的反應類型為__。

（4）D→E的化學方程式為__。

（5）參考以上合成路線及條件，選擇兩種鏈狀不飽和酯，通過兩步反應合成化合物M，在方框中寫出路線流程圖___（其他試劑任選）。

Answer 1

【答案】C15H26O 碳碳雙鍵、羥基 3 5 、 加成反應或還原反應 +CH3OH+(CH3)3COH CH3C≡CCOOCH3+CH2＝CHCOOCH2CH3 或CH3C≡CCOOCH2CH3+CH2＝CHCOOCH3

【解析】

(1)明確分子中C、H、O原子數目確定分子式，注意交點、端點為碳原子，用H原子飽和碳的四價結構，也可以利用不飽和度計算H原子數目；由結構可知分子中含有的官能團有：碳碳雙鍵、羥基；連有四個不同的原子或原子團的碳原子為手性碳原子；

(2)B的同分異構體滿足：①分子中含有碳碳三鍵和乙酯基(COOCH2CH3)，②分子中有連續四個碳原子在一條直線上，存在CC≡CC碳鏈結構，形成酯的酸可以看作CH3C≡CCH2CH3中1個H原子被COOH替代，也可以是HOOCC≡CCH2CH2CH3、HOOCC≡CCH(CH3)2；

(3)對比C、D的結構，可知C中碳碳雙鍵與氫氣發生加成反應生成D；

(4)對比D、E的結構，可知D與甲醇發生發生取代反應生成E，同時還生成(CH3)3COH；

(5)兩種鏈狀不飽和酯合成目標物M，模仿A與B經過一系列反應得到D的過程，結合(3＋2)環加成反應，可以由或與氫氣加成反應得到目標物。而CH3C≡CCOOCH3與CH2＝CHCOOCH2CH3反應得到，CH3C≡CCOOCH2CH3與CH2＝CHCOOCH3反應得到。

(1)茅蒼術醇分子中有15個C原子、1個O原子，分子不飽和度為3，則分子中H原子數目＝2×15＋22×3＝26，故茅蒼術醇分子式為C15H26O，由結構可知分子中含有的官能團有：碳碳雙鍵、羥基；分子中有如圖“*所示3個碳原子連接連有四個不同的原子或原子團：，即有3個手性碳原子，故答案為：C15H26O；碳碳雙鍵、羥基；3；

(2)B的同分異構體滿足：①分子中含有碳碳三鍵和乙酯基(COOCH2CH3)，②分子中有連續四個碳原子在一條直線上，存在CC≡CC碳鏈結構，形成酯的酸可以看作CH3C≡CCH2CH3中1個H原子被COOH替代，有3種酸，也可以是HOOCC≡CCH2CH2CH3、HOOCC≡CCH(CH3)2，故符合條件的同分異構體有3＋2＝5種，其中碳碳三鍵和乙酯基直接相連的同分異構體的結構簡式為、，故答案為：5；、；

(3)對比C、D的結構，可知C中碳碳雙鍵與氫氣發生加成反應生成D，組成加氫，也屬于還原反應，故答案為：加成反應或還原反應；

(4)對比D、E的結構，可知D與甲醇發生發生取代反應生成E，同時還生成(CH3)3COH，反應方程式為：+CH3OH+(CH3)3COH，故答案為：+CH3OH+(CH3)3COH；

(5)兩種鏈狀不飽和酯合成目標物M，模仿A與B經過一系列反應得到D的過程，結合(3＋2)環加成反應，可以由或與氫氣加成反應得到目標物；而CH3C≡CCOOCH3與CH2＝CHCOOCH2CH3反應得到，CH3C≡CCOOCH2CH3與CH2＝CHCOOCH3反應得到，合成路線流程圖為：CH3C≡CCOOCH3+CH2＝CHCOOCH2CH3 或CH3C≡CCOOCH2CH3+CH2＝CHCOOCH3，故答案為：CH3C≡CCOOCH3+CH2＝CHCOOCH2CH3 或CH3C≡CCOOCH2CH3+CH2＝CHCOOCH3。