题目内容
【题目】某研究小组按下列两条线合成咖啡因:
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已知:R1-NH-R2
,请回答:
(1)下列说法正确的是____。
A. 化合物A能与碳酸氢钠反应产生气体
B. 化合物C在酸性条件下水解,加热后有CO2产生
C. 化合物E到F的反应为酯化反应
D. 化合物J的分子式是C6H10N4O3
(2)化合物D的结构简式是______。
(3)写出H→I的化学方程式______。
(4)化合物(CH3NH2)2CO的同分异构体的1H—NMR谱显示分子中只有2种化学环境不同的氢原子,符合要求的结构简式如图,除这三种外,还有______。
、
、![]()
(5)根据题目所提供的信息,请设计J→咖啡因的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)______。
【答案】AB
N≡CCH2CO-N(CH3)-CO-NHCH3![]()
NH2CH2COCH2NH2,
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【解析】
合成路线:①A、N≡CCH2COOH与尿素CO(NH2)发生取代反应N≡CCH2COOH+CO(NH2)2→N≡CCH2CO-NH-CO-NH2+H2O,B、N≡CCH2CO-NH-CO-NH2在NaOH作用下发生加成反应N≡CCH2CO-NH-CO-NH2,形成环状物C
,根据反应条件“NaNO2”、结合路线②中I→J和J的结构可知D的结构式为
,还原D生成E,E与HCOOH发生取代反应生成F,F在NaOH作用下发生加成反应生成G,G与(CH3)2SO4发生取代反应生成咖啡因,根据路线②中J→→咖啡因、结合J的结合式可知咖啡因的结构简式为
;
路线②:仿照路线①A→B可知A→H生成H的结构简式为N≡CCH2CO-N(CH3)-CO-NHCH3,仿照路线①B→C合成原理可知H→I中I、C结构有相似之处,结合J的结构可知,I的结构简式为
,I与NaNO2反应生成J,据此分析解答。
(1)A.化合物A为羧酸,能与碳酸氢钠反应生成CO2气体,故A正确;
B.化合物C中含有肽键,在酸性条件下水解生成碳酸铵,加热分解可生成CO2气体,故B正确;
C.化合物E不是醇,E到F的反应不是酯化反应,故C错误;
D.化合物J的分子式是C6H8N4O3,故D错误;
故答案为AB;
(2)由C→D的反应可知,D的结构式为
;
(3)H的结构简式为为N≡CCH2CO-N(CH3)-CO-NHCH3,在NaOH作用下发生加成反应生成环状物I
,化学方程式为N≡CCH2CO-N(CH3)-CO-NHCH3![]()
;
(4)化合物(CH3NH)2CO的同分异构体的1H-NMR谱显示分子中只有2种化学环境不同的氢原子,符合要求的结构简式有
、
、
,NH2CH2COCH2NH2,
;
(5)仿照路线①的D→E、G→咖啡因可得到J→咖啡因的合成路线为:![]()
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