【化学竞赛试题】2001-2010年十年化学赛题重组卷3

2001-2010年十年化学赛题重组卷3有机化学（三）第1题（6分）2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下： 1-1 该分子的分子式为 ； 1-2 该分子有无对称中心？ 1-3该分子有几种不同级的碳原子？ 1-4 该分子有无手性碳原子？ 1-5 该分子有无手性？ 第2题（5分） 二战期间日本是在战场上唯一大量使用毒气弹的国家，战争结束日军撤退时，在我国秘密地遗弃了大量未使用过的毒气弹，芥子气是其中一种毒气。芥子气的分子式为 (ClCH2CH2)2S。人接触低浓度芥子气并不会立即感受痛苦，然而，嗅觉不能感受的极低浓度芥子气已能对人造成伤害，而且，伤害是慢慢发展的。 21 用系统命名法命名芥子气。 22 芥子气可用两种方法制备。其一是ClCH2CH2OH与Na2S反应，反应产物之一接着与氯化氢反应；其二是CH2=CH2与S2Cl2反应，反应物的摩尔比为2 : 1。写出化学方程式。 23 用碱液可以解毒。写出反应式。 第3题（8分）组合化学是一种新型合成技术。对比于传统的合成反应如ABAB，组合化学合成技术则是将一系列Ai（i1，2，3，）和一系列 Bj（j1，2，3，）同时发生反应，结果一次性地得到许多个化合物的库（library），然后利用计算机、自动检测仪等现代化技术从库中筛选出符合需要的化合物。今用21种氨基酸借组合化学技术合成由它们连接而成的三肽（注：三肽的组成可以是ABC，也可以是AAA或者AAB等等，还应指出，三肽ABC不等于三肽CBA：习惯上，书写肽的氨基酸顺序时，写在最左边的总有未键合的氨基而写在最右边的总有未键合的羧基）。3-1该组合反应能得到多少个三肽的产物库。答： 个。3-2假设所得的库中只有一个三肽具有生物活性。有人提出，仅需进行不多次实验，即可得知活性三肽的组成（每次实验包括对全库进行一次有无生物活性的检测）。请问：该实验是如何设计的？按这种实验设计，最多需进行多少次实验，最少只需进行几次实验？简述理由。第4题（8分）有一种测定多肽、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的相对分子质量的新实验技术称为ESI/FTICRMS，精度很高。用该实验技术测得蛋白质肌红朊的图谱如下，图谱中的峰是质子化肌红朊的信号，纵坐标是质子化肌红朊的相对丰度，横坐标是质荷比m/Z，m是质子化肌红朊的相对分子质量，Z是质子化肌红朊的电荷（源自质子化，取正整数），图谱中的相邻峰的电荷数相差1，右起第4峰和第3峰的m/Z分别为1542和1696。求肌红朊的相对分子质量(M)。第5题（9分）2004年是俄国化学家马科尼可夫（V. V. Markovnikov，18381904）逝世100周年。马科尼可夫因提出CC双键的加成规则（Markovnikov Rule）而著称于世。本题就涉及该规则。给出下列有机反应序列中的A、B、C、D、E、F和G的结构式，并给出D和G的系统命名。A:C:D:B:E:F:G:D的系统命名G的系统命名A:第6题 （10分） 以氯苯为起始原料，用最佳方法合成1-溴-3-氯苯(限用具有高产率的各反应，标明合成的各个步骤)。 第7题 (7分) 化合物A、B和C互为同分异构体。它们的元素分析数据为：碳 92.3%, 氢 7.7%。1 mol A在氧气中充分燃烧产生179.2 L二氧化碳（标准状况）。A是芳香化合物，分子中所有的原子共平面；B是具有两个支链的链状化合物，分子中只有两种不同化学环境的氢原子，偶极矩等于零；C是烷烃，分子中碳原子的化学环境完全相同。 7-1 写出A、B和C的分子式。 7-2 画出A、B和C的结构简式。ABC 第8题 (11分) 化合物A、B、C和D互为同分异构体，分子量为136，分子中只含碳、氢、氧，其中氧的含量为23.5%。实验表明：化合物A、B、C和D均是一取代芳香化合物，其中A、C和D的芳环侧链上只含一个官能团。4个化合物在碱性条件下可以进行如下反应： 8-1 写出A、B、C和D的分子式。ABC D 8-2 画出A、B、C和D的结构简式。ABC D 8-3 A和D分别与NaOH溶液发生了哪类反应？ 8-4 写出H分子中官能团的名称。 8-5 现有如下溶液：HCl、HNO3、NH3 H2O、NaOH、NaHCO3、饱和Br2水、FeCl3和NH4Cl。从中选择合适试剂，设计一种实验方案，鉴别E、G和I。第9题 (11 分) 9-1画出下列转换中A、B、C和D的结构简式（不要求标出手性）。ABC D 9-2 画出下列两个转换中产物1、2和3的结构简式，并简述在相同条件下反应，对羟基苯甲醛只得到一种产物，而间羟基苯甲醛却得到两种产物的原因。原因： 第10题 (15分) 高效低毒杀虫剂氯菊酯(I)可通过下列合成路线制备： 10-1 (1) 化合物A能使溴的四氯化碳溶液褪色且不存在几何异构体。A的结构简式 B的结构简式 10-2 化合物E的系统名称 化合物I中官能团的名称 10-3 由化合物E生成化合物F经历了 步反应，每步反应的反应类别分别是 。 10-4 在化合物E转化成化合物F的反应中，能否用NaOH/C2H5OH代替C2H5ONa/C2H5OH溶液?为什么？原因： 10-5 (1) 化合物G和H反应生成化合物I、N(CH2CH3)3和NaCl，由此可推断：H的结构简式 H分子中氧原子至少与 个原子共平面。 10-6芳香化合物J比F少两个氢，J中有三种不同化学环境的氢，它们的数目比是9 : 2 : 1，则J可能的结构为(用结构简式表示)：J的结构简式 第11题（10分） 环磷酰胺是目前临床上常用的抗肿瘤药物，国内学者近年打破常规，合成了类似化合物，其毒性比环磷酰胺小，若形成新药，可改善病人的生活质量，其中有一个化合物的合成路线如下，请完成反应，写出试剂或中间体的结构。（C16H25N5O4PCl） 注：NBS 即N-溴代丁二酰亚胺A:C:D:B:E:F:G:6