Question

18．【化學(xué)-有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)】
世衛(wèi)組織認(rèn)為，青蒿素聯(lián)合療法是當(dāng)下治療瘧疾最有效的手段，也是抵抗瘧疾耐藥性效果最好的藥物，而中國(guó)作為抗瘧藥物青蒿素的發(fā)現(xiàn)方及最大生產(chǎn)方，在全球抗擊瘧疾進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用，尤其在瘧疾重災(zāi)區(qū)非洲，青蒿素已經(jīng)拯救了上百萬(wàn)生命．上海交通大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)7年，研發(fā)出一種合成路線短、收率高、適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的青蒿素化學(xué)合成方法．其主要合成路線如圖1：
回答下列問(wèn)題：
（1）A的名稱是青蒿酸，含有的官能團(tuán)為羧基和碳碳雙鍵；青蒿素的分子式為C₁₅H₂₂O₅．
（2）反應(yīng)類型：反應(yīng)I還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ氧化反應(yīng)．
（3）針對(duì)青蒿素成本高、對(duì)瘧疾難以根治等缺點(diǎn)，1992年屠呦呦又制得了是青蒿素10倍抗瘧療效的雙氫青蒿素（如圖2所示）．青蒿素與NaBH₄作用生成雙氫青蒿素，則C與雙氫青蒿素的關(guān)系是同分異構(gòu)體．
現(xiàn)有人進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱量1.50g青蒿素在0～5℃溶于100mL甲醇，不斷攪拌下分次加入1.00g NaBH₄，反應(yīng)一段時(shí)間后，將反應(yīng)液緩緩倒入250mL冰凍的純水中，過(guò)濾、真空干燥的純度99.8%的產(chǎn)品1.08g．雙氫青蒿素產(chǎn)率計(jì)算式為$\frac{1.08×99.8%×282}{1.50×284}×100%$．（不需要化簡(jiǎn)）．
（4）有關(guān)青蒿素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說(shuō)法正確的是ABC
A．分子中含有酯基、醚鍵和過(guò)氧鍵
B．化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定
C．能發(fā)生還原反應(yīng)
D．利用紅外光譜圖不能鑒別出C和青蒿素
（5）應(yīng)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，以  為原料合成B，寫出其合成路線（指明所用試劑和反應(yīng)條件）．

Answer 1

分析 （1）A中含有碳碳雙鍵和羧基；根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式確定青蒿素的分子式；
（2）反應(yīng)I是還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ是氧化反應(yīng)；
（3）分子式相同結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物互稱同分異構(gòu)體；
青蒿素的物質(zhì)的量=$\frac{1.50g}{282g/mol}$，一個(gè)青蒿素分子生成一個(gè)雙氫青蒿素分子，所以生成雙氫青蒿素物質(zhì)的量=
$\frac{1.50g}{282g/mol}$，生成的雙氫青蒿素的質(zhì)量=$\frac{1.50g}{282g/mol}$×284g/mol，
其產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量（純）}{理論產(chǎn)量}×100%$；
（4）A．分子中含有酯基、醚鍵和過(guò)氧鍵；
B．過(guò)氧鍵具有強(qiáng)氧化性；
C．過(guò)氧鍵具有強(qiáng)氧化性；
D．紅外光譜圖能鑒定官能團(tuán)；
（5）發(fā)生水解反應(yīng)生成，發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成，發(fā)生氧化反應(yīng)然后酸化得到B．

解答 解：（1）A中含有碳碳雙鍵和羧基；根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式確定青蒿素的分子式為C₁₅H₂₂O₅，
故答案為：碳碳雙鍵和羧基；C₁₅H₂₂O₅；
（2）反應(yīng)I中加氫，是還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ是氧化反應(yīng)，故答案為：還原反應(yīng)；氧化反應(yīng)；
（3）分子式相同結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物互稱同分異構(gòu)體，二者分子式相同、結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體；
青蒿素的物質(zhì)的量=$\frac{1.50g}{282g/mol}$，一個(gè)青蒿素分子生成一個(gè)雙氫青蒿素分子，所以生成雙氫青蒿素物質(zhì)的量=
$\frac{1.50g}{282g/mol}$，生成的雙氫青蒿素的質(zhì)量=$\frac{1.50g}{282g/mol}$×284g/mol，
其產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量（純）}{理論產(chǎn)量}×100%$=$\frac{1.08g×99.8%×282g/mol}{1.50g×284g/mol}$×100%=$\frac{1.08×99.8%×282}{1.50×284}×100%$，
故答案為：同分異構(gòu)體；$\frac{1.08×99.8%×282}{1.50×284}×100%$；
（4）A．分子中含有酯基、醚鍵和過(guò)氧鍵，故正確；
B．過(guò)氧鍵具有強(qiáng)氧化性，所以性質(zhì)不穩(wěn)定，故正確；
C．過(guò)氧鍵具有強(qiáng)氧化性，能發(fā)生還原反應(yīng)，故正確；
D．紅外光譜圖能鑒定官能團(tuán)，二者官能團(tuán)不同，可以用紅外光譜鑒別，故錯(cuò)誤；
故選ABC；
（5）發(fā)生水解反應(yīng)生成，發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成，發(fā)生氧化反應(yīng)然后酸化得到B，
其合成路線為，故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)合成，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合運(yùn)用能力，明確官能團(tuán)及其性質(zhì)關(guān)系、官能團(tuán)之間的轉(zhuǎn)化、反應(yīng)條件及反應(yīng)類型是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是合成路線設(shè)計(jì)，題目難度中等．