题目内容
【题目】碘海醇是一种临床中应用广泛的非离子型造影剂,具有耐受性好,毒性低等优点,利用碘海醇做造影剂进行肺部CT检查,能为新冠肺炎确诊及治疗提供重要参考,碘海醇的一种合成路线如下:
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已知:①![]()
②![]()
(1)已知A是苯的同系物,则A的结构简式为________。
(2)C中所含官能团的名称为_________。
(3)写出C→D的化学反应方程式_________。
(4)E的结构简式为_______。
(5)M与B互为同分异构体,M是含有苯环的酯类物质,能发生银镜反应,且苯环上一氯取代物有两种。写出任意一种符合上述条件的M的结构简式________。
(6)上述合成路线中,由合成碘海醇过程如下,下列说法正确的是________。
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a. 步骤1中1 mol H需消耗3 mol ICl,并且有副产物HCl生成
b. 步骤2和步骤3中的反应类型相同
c. 碘海醇极易溶于水与其结构中存在较多的羟基有关
(7)有机物Q(C3H8O3)可由油脂水解制得,已知合成路线中的物质B可与Q形成交联聚合物P,P的结构片段如下:
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①其中
的结构简式为_______。
②写出一定条件下相同物质的量的B与Q反应,形成线型高分子的化学方程式_______。
【答案】
硝基、羧基
+2CH3OH![]()
+2H2O
或
ac
+(2n-1)H2O (
中的任意2个-OH反应都可以)
【解析】
A是苯的同系物,分子式是C8H10,A被酸性KMnO4溶液氧化,烃基被氧化变为-COOH,然后与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生硝化反应产生C,C与CH3OH在浓硫酸存在和加热条件下发生酯化反应产生D:
,逆推可知C为
,B为
,则A为
;分子式为C3H6的物质结构简式是CH2=CH-CH3,CH2=CH-CH3与Cl2在500℃时发生甲基上的取代反应产生C3H5Cl的物质是CH2=CH-CH2Cl,CH2=CH-CH2Cl与O2在Ag催化作用下反应产生E为
,
与NH3反应产生
,该物质与NaOH水溶液共热发生取代反应产生F为
,D与F发生信息①反应产生G:
,G与Fe在HCl条件下发生还原反应产生H:
,H经一系列反应产生目标产物K:
。
(6)H发生苯环上H原子的取代反应产生I为
,I与
发生信息②的反应产生
,该物质与缩水甘油
发生加成反应
;
(7)①油脂水解产生的分子式为C3H8O3的Q是甘油,结构简式为
,分子中含有三个-OH,B为
,含有2个-COOH,二者发生酯化反应,结合酯化反应历程,结合Y结合其它原子团或原子数目确定Y的结构;
②由于B、Q中含有多个官能团,许多分子间发生酯化反应就会形成线状高分子化合物,据此解答。
根据上述分析可知A是
,B是
,C是
,E是
,F是
,G是
。
(1) A分子式是C8H10,A的结构简式为
;
(2)C结构简式为
,可知C中所含官能团的名称为羧基、硝基;
(3)C为
,C中含有2个羧基,在浓硫酸作催化剂条件下与CH3OH发生酯化反应产生D:
和水,则反应C→D的化学方程式为:
+2CH3OH![]()
+2H2O;
(4)E的结构简式为
;
(5) B是
,M与B互为同分异构体,M是含有苯环的酯类物质,能发生银镜反应,说明M中含有醛基-CHO,且苯环上一氯取代物有两种。则符合上述条件的M的结构简式可能为
或
;
(6)a. 中间体H与ICl发生步骤I的苯环上的取代反应产生I:
,根据取代反应特点及产物中含有I原子数目可知1 mol H反应需消耗3 mol ICl,同时有3 mol副产物 HCl生成,a正确;
b.步骤2是
与
发生取代反应产生J:
, 同时得到HCl,步骤3反应是J中断裂含有
基团的亚氨基上的N-H键,同时断裂缩水甘油
的三元环上亚甲基与O原子形成的C-O键,H原子与O原子结合形成中间C原子上的-OH,-CH2-CHOH-CH2OH与N原子结合形成
,所以步骤2和步骤3中的反应类型不相同,b错误;
c. 碘海醇分子中含有多个羟基,羟基属于亲水基,所以碘海醇极易溶于水,c正确;
故合理选项是ac;
(7)①Q为甘油,结构简式为
,分子中含有3个-OH,B为
,分子中含有2个-COOH,二者发生酯化反应,由于酯化反应脱水方式是酸脱羟基醇脱氢,结合物质B可与Q形成交联聚合物P可知:1个Y结合3个X,则X为
,Y的结构为
;
②由于B中含有2和羧基,Q中含有3个羟基,因此许多B、Q分子间可发生酯化反应形成高分子化合物,其中也可以形成线状高分子化合物,可能的反应方程式为:
+(2n-1)H2O。