2023年高考化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)熱點(diǎn)《點(diǎn)擊化學(xué)》復(fù)習(xí)備考素材及新編試題

2023年高考化學(xué)備考復(fù)習(xí)熱點(diǎn)《2022年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)-點(diǎn)擊化學(xué)》

2022年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)化學(xué)家卡羅琳?貝爾托西(CarolynR.

Bertozzi)、丹麥化學(xué)家摩頓?梅爾達(dá)爾(MortenMeldal)和美國(guó)化學(xué)家卡

爾?巴里?夏普萊斯(K.BarrySharpless),以表彰他們?cè)邳c(diǎn)擊化學(xué)和生物

正交化學(xué)研究方面的貢獻(xiàn)。

瑞典皇家科學(xué)院公布三位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)呙麊?圖片來(lái)源：諾貝爾獎(jiǎng)

官網(wǎng))

點(diǎn)擊化學(xué)：用分子拼樂(lè)高

“點(diǎn)擊化學(xué)”是個(gè)啥？“生物正交化學(xué)”又是在說(shuō)什么？不必被陌生的詞匯嚇到，

其實(shí)它們都是巧妙又實(shí)用的技術(shù)一一就像拼樂(lè)高那樣簡(jiǎn)單。

把“clickchemistry"翻譯成點(diǎn)擊化學(xué)有點(diǎn)不好理解，Click其實(shí)描述的是那種把塑

料積木或者插扣插到一起的感覺(jué)。簡(jiǎn)單說(shuō)，點(diǎn)擊化學(xué)就像是用分子來(lái)拼樂(lè)高：利用這種技

術(shù)，可以像拼插積木那樣簡(jiǎn)單高效地把小分子模塊組合到一起，合成出人們所需要的化學(xué)

分子。為了讓普通的分子變成“可拼插積木”，研究者需要事先改造其化學(xué)結(jié)構(gòu)，加入容

易發(fā)生反應(yīng)的“拼接插頭”。

點(diǎn)擊化學(xué)(ClickChemistry)是由美國(guó)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者、史格堡研究院

(Skaggsinstitute)化學(xué)生物研究所的研究員貝瑞?夏普利斯(K.Barry

Sharplnss)提出的一類反應(yīng)c

這類反應(yīng)一般是高產(chǎn)率，應(yīng)用范圍廣，生成單一的不用色譜柱分離的副產(chǎn)物，

反應(yīng)具有立體選擇性，易于操作，反應(yīng)溶劑易于除去。

化學(xué)家們終于看到了希望，從此以后，不用精心設(shè)計(jì)繁雜的合成路線，而是用

一種貌似拼搭樂(lè)高積木的方法，就可以得到自己的理想分子。比較有名的點(diǎn)擊化學(xué)反

應(yīng)是由夏普萊斯、梅爾達(dá)爾分別獨(dú)立開發(fā)出CuAAC點(diǎn)擊反應(yīng)(一價(jià)銅離子催化的Huisgen

疊氮化物-煥燃環(huán)加成反應(yīng))來(lái)看CuAAC反應(yīng)的機(jī)理：

CuAAC:

Cuu

Azide-FunctionaizedTerminalAlkyneReducingAgent

Moleculeand/orStabilizingLigands

1.4-Disubstituted1^3-Tnazole

即CuAAC點(diǎn)擊反應(yīng)是一個(gè)經(jīng)典的疊氮化物作為1,3偶極的環(huán)加成反應(yīng)。

其中，一價(jià)銅離子作為催化劑，相當(dāng)于是連接兩種分子的重要樞紐，起到很好的“點(diǎn)

擊鏈接”作用，好比用鼠標(biāo)點(diǎn)擊了下合成按鈕一般。

疊氮化合物燭火至

分子

“咔噠”

因此，特別提醒：疊氮化物、環(huán)加成反應(yīng)及其機(jī)理，可能成為各類化學(xué)考試的

重要考點(diǎn)！比較有名的點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)是由夏普萊斯、梅爾達(dá)爾分別獨(dú)立開發(fā)出CuAAC點(diǎn)擊

反應(yīng)（一價(jià)銅離子催化的Huisgen疊氮化物-煥燃環(huán)加成反應(yīng)）。來(lái)看一個(gè)合成實(shí)例：

3.7g,95%

isolatedbyfiltration

asa二?博淵行藺學(xué)

這里簡(jiǎn)單分析下,CuAAC點(diǎn)擊反應(yīng)是一個(gè)經(jīng)典的疊氮化物作為1,3偶極的環(huán)加成反應(yīng)

（化競(jìng)同學(xué)不會(huì)感到陌生，沒(méi)學(xué)過(guò)競(jìng)賽的同學(xué)可以用DA反應(yīng)理解）。

RR1-^—H

H*

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，一價(jià)銅離子作為催化劑，相當(dāng)于是連接兩種分子的重要樞紐，起到很好的

“點(diǎn)擊鏈接”作用，好比用鼠標(biāo)點(diǎn)擊了下合成按鈕一般。

類似地，很多環(huán)加成反應(yīng)也是點(diǎn)擊反應(yīng)（化競(jìng)同學(xué)自行思考下機(jī)理吧）。

（1）D-A反應(yīng)

雙烯+親雙烯體

（2）降冰片烯環(huán)加成反應(yīng)（硝酮作為

（3）異鼠的環(huán)加成反應(yīng)（［4+1］環(huán)加成反應(yīng)）

目前，點(diǎn)擊化學(xué)的概念對(duì)化學(xué)合成領(lǐng)域有很大的貢獻(xiàn)，在藥物開發(fā)和分子生物學(xué)的諸

多領(lǐng)域中，它己經(jīng)成為目前最為有用和吸引人的合成理念之一。

2021年浙江省高考化學(xué)試題

31.某深題組研制r?種J“徽高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物p,合成路線如e

NaNR.

己知：R]-Br---------匕3-R1-N3-------------

Cui

訪回答:

(1)化合物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是：化合物E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

(2)卜列說(shuō)法不小硼的是_______.

A.化合物B分「中所仃的碳原「共平面

B.化合物D的分廣式為二用"。,

七C3H?化學(xué)

C.化合物D和F發(fā)生縮聚反應(yīng)生成P

ClickChemistry因其條件溫和、選擇性高而被廣泛應(yīng)用于制藥和生物技術(shù)行業(yè)

的生物偶聯(lián)、生物標(biāo)記和材料科學(xué)。點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)可分為三類：

(1)Cu(I)-催化的疊氮-塊點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)(CuAAC)；

(2)應(yīng)變促進(jìn)的疊氮一塊點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)(SPAAC),它是生物相容的。

(3)四嗪和烯炫(反式環(huán)辛烯)之間的連接。這種高速反應(yīng)也不含銅，是體內(nèi)

細(xì)胞標(biāo)記的理想選擇。

BroadPharm提供500多種具有廣泛官能團(tuán)的高純度點(diǎn)擊化學(xué)工具(試劑或試劑

盒)：疊氮化物、煥燃、DBCO、TC0、四嗪、BCN……

1.BCN

BCN試劑是一類含有高活性BCN(雙環(huán)［6.1.0］壬煥)基團(tuán)的點(diǎn)擊化學(xué)試劑(圖

1),BCN試劑可以通過(guò)無(wú)銅點(diǎn)擊化學(xué)與疊氮化物標(biāo)記的分子或生物分子反應(yīng)。它可

以在水性緩沖液或有機(jī)溶劑中運(yùn)行，具體取決于底物分子的特性。帶有PEG臂的試

劑會(huì)增加化合物的親水性。BCN試劑已廣泛應(yīng)用于生物偶聯(lián)、標(biāo)記和化學(xué)生物學(xué)。

H

endo*BCN-PNP-carbonateendo-BCN-PEG2-NHSester

endo-BCN-PEG2-alcoholendo-BCN-PEG4-amine

2.塊燒

燃試劑可以通過(guò)銅催化的疊氮化物-煥燃點(diǎn)擊化學(xué)與含疊氮化物的化合物或生物

分子反應(yīng)，以產(chǎn)生穩(wěn)定的三嘎鍵。

Propargyl?PEG1-NHSesterPropargykPEG3-NHSesterPropargyl-PEGI-acid

2s

PropargybPEG2?aminePropargyl*PEG2*alcoholPropargyl-PEGJ-bromideBis-propargyl-PEG2

3.疊氮化物

疊氮化物點(diǎn)擊化學(xué)是一種豐常流行的化學(xué)，由于其條件溫和、速度快和生物相

容性好，被廣泛應(yīng)用于制藥和生物技術(shù)領(lǐng)域。

第一代疊氮點(diǎn)擊化學(xué)是通過(guò)疊氮（N3）與煥足（如果丙基）在銅催化劑存在下

反應(yīng)形成穩(wěn)定的三哩鍵而實(shí)現(xiàn)的。

第二代疊氮化物點(diǎn)擊化學(xué)通過(guò)疊氮化物分子與結(jié)構(gòu)受限的煥燃（如DBC0（二苯

并環(huán)辛煥）或BCN（雙環(huán)［6.1.0］壬怏）軸承分子的反應(yīng)）無(wú)需使用銅。

疊氮化物官能團(tuán)的吸引力在于其在大多數(shù)條件下的高選擇性和穩(wěn)定性。當(dāng)由于

穩(wěn)定性有限而必須使用其他共軌官能團(tuán)時(shí)，或者需要仔細(xì)控制變量（如pH值）以

確保高產(chǎn)率反應(yīng)時(shí)，這些特性尤其有用。

QbQ電?。SN&M?。9。?W

oo

AzidoaceticacidNHSesterAzido-PEG1-NHSesterAzido-PEG1-amineAzido-PEG2-amine

Azido-PEG7-azideAzido-PEG3-MaleimideKit

4.DBCO

DBCO試劑是一類點(diǎn)擊化學(xué)標(biāo)記試劑，含有非常活潑的DBC0（（二苯并環(huán)辛

煥）基團(tuán)，DBCO試劑可以通過(guò)無(wú)銅點(diǎn)擊化學(xué)與疊氮化物標(biāo)記的分子或生物分子反

應(yīng)°該反應(yīng)可以在水件緩沖液或有機(jī)溶劑中進(jìn)行溶劑取決于底物分子的性質(zhì).帶有

PEG臂的試劑會(huì)增加化合物的親水性。DBCO試劑已廣泛應(yīng)用于生物偶聯(lián)、標(biāo)記和化

學(xué)生物學(xué)。

DBCO>PEG2>NHSesterDBCO-acid

5.TCO

TCO點(diǎn)擊化學(xué)是第三代點(diǎn)擊化學(xué)，由于其速度快和生物相容性好，廣泛用于標(biāo)記

和生物偶聯(lián)。它是TCO（反式環(huán)辛烯）試劑和四嗪部分在逆電子需求狄爾斯阿爾德

（IEDDA）反應(yīng)中的反應(yīng)，然后是逆向DA反應(yīng)以消除氮?dú)狻?/p>

TCO-NHSesterTCO-PEG3-NHSester

。丫H

0

TCO-aminehydrochlorideTCO-PEG4-biotin

6.四嗪

四嗪試劑是一類含有反應(yīng)性四嗪基團(tuán)的點(diǎn)擊化學(xué)標(biāo)記試劑，四嗪試劑與TCO

（反式環(huán)辛烯）在逆電子需求DielsAlder反應(yīng)和逆DielsAlder反應(yīng)中具有高

反應(yīng)性以消除氮?dú)?。這是在標(biāo)記活細(xì)胞、分子成像和其他生物偶聯(lián)應(yīng)用中以低濃度

進(jìn)行生物偶聯(lián)的非?？焖俚姆磻?yīng)。

0

Methyltetrazine-PEG4-maleimide

7.點(diǎn)擊反應(yīng)配體

銅(Cu(D)催化的疊氮化物-煥點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)(CuAAC)的效率在很大程度上取

決于銅離子Cu(+T)的存在.銅(1)離子容易被氯化和歧化,對(duì)活細(xì)胞也有細(xì)胞毒

作用。帶有叔胺和三嗪的配體可以穩(wěn)定Cu(I)并加速反應(yīng)。由于雙正交性、低細(xì)胞

毒性和反應(yīng)速率，這些配體進(jìn)一步擴(kuò)展了CuAAC在化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用。

當(dāng)然啦，最早一批惦記著點(diǎn)擊化學(xué)的就是這次一同獲得諾獎(jiǎng)的貝爾托西。這位女士最大

的貢獻(xiàn)就是開創(chuàng)了正交化學(xué)。

什么是正交化學(xué)？這是第二個(gè)問(wèn)題。說(shuō)白了，正交化學(xué)就是發(fā)生在生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng),

但是和正常的生物化學(xué)反應(yīng)井水不犯河水，基本上沒(méi)什么影響v這種你走你的陽(yáng)關(guān)道，我走

我的獨(dú)木橋的模式，套用數(shù)學(xué)上的術(shù)語(yǔ)就是“正交”。這個(gè)數(shù)學(xué)名詞往化學(xué)里一摻和，我們

普通人就暈了唄。

過(guò)去貝爾托西一直在研究糖類，要知道，糖類也可以構(gòu)成非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。她在研究一

種聚糖如何引起免疫細(xì)胞吸引到淋巴結(jié)的時(shí)候遇到了困難，她缺乏對(duì)糖類示蹤和定位的工

具。

過(guò)去，我們用同位素標(biāo)記，可以追蹤蛋白質(zhì)和核酸的位置。就是把蛋白質(zhì)或者是核酸里

的某些原子替換成帶放射性的同位素原子。這樣只要測(cè)一次放射性，就知道這些原子在哪里,

就可以追蹤定位了。

但是，這種實(shí)驗(yàn)是有風(fēng)險(xiǎn)的，畢竟放射性可不是鬧著玩兒的，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)室也有很高的

要求，所以實(shí)用性不好。如果要追蹤某個(gè)具體的蛋白，對(duì)不起那更是做不到，同位素標(biāo)記是

滾掃一大片O

第二代跟蹤技術(shù)就是利用熒光蛋白，這就是2008年諾獎(jiǎng)的研究?jī)?nèi)容了。這種方法的好

處是可以精確到某種蛋白質(zhì)，所以就成了主流的辦法了。蛋白質(zhì)都是有自己的功能的，你倒

好，把這個(gè)蛋白改成熒光蛋白了，改動(dòng)太大，會(huì)影響到生物體內(nèi)原本的正常功能，這就會(huì)對(duì)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。

那好啊，是不是可以把示蹤的目標(biāo)再選小一點(diǎn)，也就是縮小到分子級(jí)別，這種技術(shù)就是

所謂的“單分子熒光成像技術(shù)”。這個(gè)技術(shù)已經(jīng)拿過(guò)諾獎(jiǎng)了。

貝爾托西選了一大圈,發(fā)現(xiàn)沒(méi)有一個(gè)適合她所研究的糖類C最后她想到了點(diǎn)擊化學(xué)技術(shù)C

她要在聚糖分子上裝一個(gè)卡扣，也就是一個(gè)疊氮基團(tuán)。這個(gè)基團(tuán)非常小，也不影響原來(lái)分子

的功能，也不會(huì)與細(xì)胞里的其他東西反生反應(yīng)，井水不犯河水。這就是所謂的“生物正交”。

那如何做到示蹤呢？比如說(shuō)在A物質(zhì)上掛了一個(gè)卡扣，也就是一個(gè)疊氮基團(tuán)，然后把A

物質(zhì)注射到小鼠的體內(nèi)，隨著新陳代謝開始在小鼠體內(nèi)到處溜達(dá)。

兒天以后，再注射帶有插頭的熒光標(biāo)記物B°B進(jìn)去以后，自己去找A物質(zhì)的插座，”咔

嚓”一聲插好了。插好了就可以發(fā)熒光了，這不就把A的分布情況給標(biāo)記出來(lái)了嘛。

貝爾托西遇到的麻煩是不能使用銅離子作為催化劑，因?yàn)殂~離子對(duì)生物體是有毒性的。

所以她研究出一種不依賴銅催化的化學(xué)反應(yīng)，學(xué)名叫“應(yīng)變促進(jìn)的快燃-疊氮化物環(huán)加成”。

這個(gè)過(guò)程并沒(méi)有干擾生物的正常生物化學(xué)反應(yīng)，所以是標(biāo)準(zhǔn)的“正交化學(xué)”。你看，點(diǎn)擊化

學(xué)和正交化學(xué)是聯(lián)合起來(lái)應(yīng)用的。所以，諾獎(jiǎng)也是一起拿，貝爾托西也是實(shí)至名歸。

細(xì)胞中間拼積木

發(fā)生在反應(yīng)瓶中的點(diǎn)擊化學(xué)已經(jīng)非常有用了，而另一位獲獎(jiǎng)?wù)呖辶?貝爾托齊

(CarolynBertozzi)則在一個(gè)更加厲害的地方進(jìn)行了實(shí)踐：她把反應(yīng)搬進(jìn)細(xì)胞環(huán)境，讓

它成為了一種研究細(xì)胞生理的有力手段。

確切地說(shuō)，她利用點(diǎn)擊化學(xué)的思路給想要研究的細(xì)胞分子“拼接”上了一塊人工標(biāo)

記。經(jīng)過(guò)這樣的化學(xué)改造，可以讓原本難以追蹤的分子變得很容易成像，或者也可以對(duì)它

進(jìn)行其他性質(zhì)的改造。

3下一步反應(yīng)中，貝爾托齊用的4環(huán)形分子上有一個(gè)能發(fā)出

是一個(gè)環(huán)形闞分子。它會(huì)與綠色熒光的分子。這樣,

這項(xiàng)技術(shù)的厲害之處在于，貝爾托齊不僅完成了自己需要的化學(xué)反應(yīng)，而且完全沒(méi)有

干擾細(xì)胞內(nèi)原本發(fā)生的生理反應(yīng)一一這種不干擾生物的特性也就是獲獎(jiǎng)理由中提到的“生

物正交化學(xué)”。

典型試題

1.“點(diǎn)擊化學(xué)”是指快速、高效連接分子的一類反應(yīng)，例如銅催化的Huisgen環(huán)加成反

應(yīng):

5+CH三ppfW

N=N

我國(guó)科研人員利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)、合成了具有特殊結(jié)構(gòu)的聚合物F并研究其水解反應(yīng)。合成

線路如下圖所示:

CH?

F夕"NW

HC=C-C-OHCH

3D

OHC-^-BrCH3OHC-最OC-d—OH源

△

鉗催化劑CI5H6NF5

應(yīng)應(yīng)①CH3反應(yīng)②

取

NaN代

ABC3

反反

應(yīng)立

③」

水解反應(yīng)銅催化劑

聚合物

F反應(yīng)④

C15H6N4F4

己知：

QHCHO+QHNH2+H2O

(1)化合物A的官能團(tuán)是。

(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是o

(3)關(guān)于B和C,下列說(shuō)法正確的是(填字母序號(hào))。

a.利用質(zhì)譜法可以鑒別B和C

b.B可以發(fā)生氧化、取代、消去反應(yīng)

c.可用酸性高缽酸鉀溶液檢驗(yàn)C中含有碳碳三鍵

(4)B生成C的過(guò)程中還有另一種生成物X,分子式為GHQ,核磁共振氫譜顯示只有一組

峰，X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為O

(5)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為o

(6)E結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______°

(7)為了探究連接基團(tuán)對(duì)聚合反應(yīng)的影響，設(shè)計(jì)了單體K,其合成路線如下，寫出H、I、J

的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：H_______I______J________

(8)聚合物F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

【答案】

O

(1).醛基和溪原子(-CHO、-Br)(2).取代反應(yīng)(3).ab(4).||

CH3-C-CHS

(10).或

N

I

N

U

N

【解析】

本題為有機(jī)合成題。由合成路線圖可知，A生成B的反應(yīng)為取代反應(yīng)，B生成C的反應(yīng)

為取代反應(yīng)，根據(jù)信息提示可知C生成I）的反應(yīng)為取代反應(yīng),D為Hgc-^-cH=、-0-F+H,o,

D與NaM發(fā)生取代反應(yīng)生成3結(jié)合題中E的分子式可推知E為HCEC

由E經(jīng)F生成G正推，再由G經(jīng)F到E逆推，可推知F為

或E生成F的反應(yīng)

為取代和加聚反應(yīng)，F(xiàn)生成G的反應(yīng)為水解反應(yīng);

【詳解】由合成路線圖可知，A生成B的反應(yīng)為取代反應(yīng)，H生成C的反應(yīng)為取代反應(yīng)，根

據(jù)信息提示可知C生成D的反應(yīng)為取代反應(yīng)，D為HC三C-Q~CH=N+H,。，D與NaN3發(fā)生

取代反應(yīng)生成E,結(jié)合題中E的分子式可推知E為;由E經(jīng)F生

成G正推，再由G經(jīng)F到E逆推，可推知F為

或,E生成F的反應(yīng)

為取代和加聚反應(yīng)，F(xiàn)生成G的反應(yīng)為水解反應(yīng);

（1）化合物A的官能團(tuán)是醛基和濱原子。本小題答案為：醛基和浜原子（-CHO、-Br）。

（2）經(jīng)上述分析可知反應(yīng)①的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)。木小題答案為：取代反應(yīng)。

（3）a.B中有5種有效氫，C中有4種有效氫，則可利用質(zhì)譜法鑒別B和C,故a正確；

b.B中含有醛基、碳碳叁鍵、羥基3種官能團(tuán)，則B能發(fā)生加成、還原、氧化、取代、消

去等反應(yīng)，故b正確；

c.C中含有醛基和碳碳叁鍵，均能與酸性高鐳酸鉀，使之褪色，故不能用酸性高鋅酸鉀溶

液檢驗(yàn)C中含有碳碳叁鍵，故c錯(cuò)誤。答案選ab。

（4）B生成C的過(guò)程中還有另一種生成物X,分子式為C3H6。，核磁共振氫譜顯示只有一組

0

峰，則X只有一種有效氫，為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，則X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為IIo本小題答案

CH3-C-CH3

0

為：II。

CHS-C-CH3

（5）根據(jù)已知信息提示可知，C生成D的反應(yīng)方程式為

（8）由上述分析可知，聚合物F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為-?16=?-仁■-或

2.“點(diǎn)擊化學(xué)”是指快速、高效連接分子的一類反應(yīng),例如銅催化的Huisgen環(huán)加成反應(yīng):

我國(guó)科研人員利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)、合成了具有特殊結(jié)構(gòu)的聚合物F并研究其水解反應(yīng)。

合成線路如下圖所示：

CH.

I

HC-C-C-OH

ICH、

oneBr—CsC-C-OH幽OHC-O~C=CH

反應(yīng)。

取

碼

代

反

反

應(yīng)

，

H：NCHOv知反應(yīng)聚合物I

FV

CHO+

已知:

(DA生成B的反應(yīng)類型是

(2)關(guān)于B和C,下列說(shuō)法正確的是—(填字母序號(hào))。

a利川核磁共振氫譜可以鑒別B和CbB不能發(fā)生消去反應(yīng)c可用酸性高鋅酸鉀溶液檢驗(yàn)

C中含醛基

(3)B生成C的過(guò)程中還有另一種生成物X,分子式為C3H6O,核磁共振氫譜顯示只有一組

峰,X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

(4)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為

(5)請(qǐng)根據(jù)以上流程,并推測(cè)聚合物F所具有的特殊結(jié)構(gòu),下列關(guān)于聚合物F的結(jié)構(gòu)說(shuō)法正確

的是一

AF中必含-CH2=N-結(jié)構(gòu)

BF中必含-N=N-結(jié)構(gòu)

CF的結(jié)構(gòu)可能是

(6)H是比A多一個(gè)碳原子的同系物。H的同分異構(gòu)體中符合下列條件的有__種。

①苯環(huán)上有三個(gè)取代基②能和FeC13發(fā)生顯色反應(yīng)

(7)為了探究連接基團(tuán)對(duì)聚合反應(yīng)的影響，設(shè)計(jì)了單體K,其合成路線如下，寫出H、I、J的

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:—

FF

歹NH?FFo

OHCQB,得回矗新舊扁日產(chǎn)的N^NH-C-Q-C-CH

FF

［解析］

H

⑴對(duì)比A、B的結(jié)構(gòu)可知,A中苯環(huán)上的溟原子被C=CaCH82替代，屬于

取代反應(yīng)。

(2)B中有5種不同環(huán)境的II,C中有4種不同環(huán)境的H,可以用核磁共振氫譜鑒別,a正確;B

中羥基所連碳原子的兩個(gè)鄰位碳原子上都有3個(gè)H,可以發(fā)生消去反應(yīng),b錯(cuò)誤;C中的醛基

和碳碳叁鍵都能使酸性高鎰酸鉀溶液褪色,c錯(cuò)誤;答案選a。

(3)B生成C過(guò)程中還有另一種生成物X,化學(xué)式為C3H60,核磁共振氫譜顯示只有一組峰，由

0

c的結(jié)構(gòu)可知x的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：‘％

(4)由D的化學(xué)式可知C與脫去1分子水生成D,C中醛基與氨基反

應(yīng)的化學(xué)方程式為:

(5)由聚合物F的水解產(chǎn)物中存在的五元環(huán)結(jié)構(gòu),可知E中的碳碳叁鍵、-N3發(fā)生加聚反應(yīng)

生成F,形成五元環(huán)結(jié)構(gòu),F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能有下面幾種：

A

o據(jù)此可知B、C正確,A錯(cuò)誤。

(6)H的同分異構(gòu)體能和FeC13發(fā)生顯色反應(yīng),說(shuō)明苯環(huán)上連有一個(gè)羥基，H是比A多一個(gè)碳

原了的同系物,說(shuō)明苯環(huán)外面還有兩個(gè)碳原了和?個(gè)溪原了,它的不飽和度為5,說(shuō)明苯環(huán)外

面有一個(gè)雙鍵，另外苯環(huán)上有三個(gè)取代基，分析可知三個(gè)取代基為：(酚)羥基、溟原子、碳碳

雙犍。而苯環(huán)上有三個(gè)不同的取代基共有10種結(jié)構(gòu)。

(7)醛基氧化生成H為:,由K的結(jié)構(gòu)可知,H與發(fā)

生取代反應(yīng)生成I為:,I的股基中的一0H被取代生成

J,J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:

3.“點(diǎn)擊化學(xué)”是指快速、高效連接分子的一類反應(yīng)，例如銅催化的Huisgen環(huán)加成反

應(yīng):鋼催化劑

我國(guó)科研人員利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)合成了具有特殊結(jié)構(gòu)的化合物L(fēng)合成線路如圖所示:

CH)Clb

IOHC—BrK八八！KOH溶

H-CSC-C-OHOHC-<Q>-C-C-C-OH^^

列培反應(yīng)I施俄化劑

反應(yīng)①CH￡Hj反應(yīng)②ClhCHj

B

⑵反應(yīng)④的反應(yīng)類型為________O

⑶有機(jī)物分子中的1個(gè)碳原子上連接4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)時(shí)，該碳原子稱為手性碳原

子。上述流程中，存在手性碳原子的有機(jī)物有(填字母)。

⑷反應(yīng)③屬于消去反應(yīng)，反應(yīng)③的化學(xué)方程式為o

⑸芳香族化合物G與C互為同分異構(gòu)體，G的苯環(huán)上只有兩個(gè)對(duì)位的取代基，且其中一個(gè)

取代基為乙烯基(CH2=CH—)。G分子中只有兩種官能團(tuán)，且ImolG與足量銀氨溶液發(fā)生銀鏡

反應(yīng)生成4moiAg,則G的結(jié)構(gòu)有種，其中核磁共振氫譜圖中只有7組吸收峰的

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(寫出一種結(jié)構(gòu)即可)。

【答案】

(1).丁酮(2).羥基、醛基、碳碳三鍵(3).加成反應(yīng)(4).BC

CH

()3

(6).9(7).CH2THCH2—C—CH?；?/p>

CH3—c—CH2CH3

CHO

CHO

fH—ECHO或CHL

CHC—CH2CH

CHCHO

2CHO

【解析】CH3cH2coe七與HC三CH發(fā)生加成反應(yīng)生成B,B與發(fā)生取代反應(yīng)生成

CH3CH3

生成C(()HCY^>—C?C—C—()H),OHcY^^JC—c—()H發(fā)生消去反

CH2cH3CH2cH3

應(yīng)生成()HC—三CH和II>D發(fā)生"點(diǎn)擊反應(yīng)"生成E,E和

CH3—c—CH2CH3

CH3cHscOCHs反應(yīng)生成Fo

【詳解】⑴根據(jù)A與HC三CH發(fā)生加成反應(yīng)生成B及B的結(jié)構(gòu)得到A為CH3cH2coe乩，名稱是

丁酮；C中官能團(tuán)的名稱是碳碳三鍵、羥基、醛基；故答案為：丁酮；羥基、醛基、碳碳

三鍵。

⑵從信息中可以得出反應(yīng)④反應(yīng)類型為加成反應(yīng)；故答案為：加成反應(yīng)。

⑶BC中連羥基的碳原子上連接4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，因此存在手性碳原子的有機(jī)物

有BC；故答案為：BCo

CH3

⑷反應(yīng)③屬于消去反應(yīng)，反應(yīng)③化學(xué)方程式為OHcY^^gC—C—OH

CH2cH3

⑸芳香族化合物G與C互為同分異構(gòu)體，G的苯環(huán)上只有兩個(gè)對(duì)位的取代基，且其中一個(gè)

取代基為乙烯基(CH2=CH—)。G分子中只有兩種官能團(tuán)，且ImolG與足量銀氨溶液發(fā)生銀

鏡反應(yīng)生成4molAg,說(shuō)明一種官能團(tuán)是碳碳雙鍵，另一種官能團(tuán)是醛基且有2mol—CHO,

CH?—CHY^-曙:一？，兩個(gè)—CHO在正丙基的同一個(gè)碳上,有3種結(jié)構(gòu)；一個(gè)一CHO在

的1號(hào)碳，另外一個(gè)一CHO在2號(hào)位、3號(hào)位共2種；一個(gè)一CHO在

CH：—3的2號(hào)碳，另外一個(gè)一CHO在3號(hào)位共1種；

CH,-CY^1-C,兩個(gè)一CHO在異丙基的同一個(gè)碳上，有1種結(jié)構(gòu)；

C3

CH,一C卅。H^-C,兩個(gè)一CHO在異丙基的不同碳上，有2種結(jié)構(gòu)；則G的結(jié)構(gòu)有9

C3

種，其中核磁共振氫譜圖中只有7組吸收峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

CHO

CHZ-CHY^^C—CH2cH3：故答案為：9；

CHO

CH3

/=\I-CHZ-CHYCHZCHO.

CH2=CH-<ACH2—C—CHO或I或

ICHCHO

CHO2

CHO

CH2-CH2CH3O

CHO

4.點(diǎn)擊化學(xué)的代表反應(yīng)為銅催化的疊氮-煥基Husigen環(huán)加成反應(yīng)，NaN3>SOa、FSO此等

均是點(diǎn)擊化學(xué)中常用無(wú)機(jī)試劑?；卮鹣铝袉?wèn)題:

(1)基態(tài)Cu原子價(jià)電子排布式為;基態(tài)N原子未成對(duì)電子有個(gè)。

(2)F、0、N的電負(fù)性從小到大的順序是。

(3)S0R中硫原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為；S&F2的沸點(diǎn)比FSO^的低，其主要

原因是o

(4)NaN3是HN3的鈉鹽，下列有關(guān)皿3說(shuō)法正確的是(填字母)。

a.HN3分子呈直線型b.HN3分子間存在氫鍵

c.HN3中氮原子雜化方式只有spd.HN3與HOCN互為等電子體

⑸是一種疊氮-煥基Husigen環(huán)加成反應(yīng)產(chǎn)物，每個(gè)該分子中含

有___________個(gè)。鍵o

(6)CuBr是點(diǎn)擊化學(xué)常用的催化劑，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為apm。

幽》

已知①、②號(hào)銅原子坐標(biāo)依次為(。,。，。)、(；,0(；),則③號(hào)澳原子的坐標(biāo)為

;設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，CuBr的密度為g-cniR列出計(jì)算

式)。

【答案】(1)3(1K14sl3(2)N<0<F

(3)4兩者均為分子晶體，SOR的相對(duì)分子質(zhì)量小，范德華力較弱

(4)bd⑸19(6)(41,343)-4x~1443><1八0川30

*123

444/VAxa

【解析】(l)Cu是第29號(hào)元素，核外電子排布式為[Ar]3dZs)屬于洪特規(guī)則的特

例，價(jià)電子排布式為3dzs1；N是第7號(hào)元素，核外電子排布式為Is22s22P3,未成對(duì)電子

有3個(gè)；(2)同周期元素電負(fù)性從左到右依次增大，F(xiàn)、0、N的電負(fù)性從小到大的順序是

N<(KF；(3)50^2中硫原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+，><(6-2>2-2'1)=4；SO^和FSO^都是

2

分子晶體，分子晶體的熔沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，兩物質(zhì)的分子間作用力均為范德華

力，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高，故SOB的沸點(diǎn)比FS0M的低；(4)

在冊(cè)3中，與氫相連的第一個(gè)N原子給出1個(gè)電子，第二個(gè)N原子給出兩個(gè)電子，第三個(gè)

N給出1個(gè)電子形成一個(gè)三中心四電子的大n鍵，故靠近H原子的第1個(gè)N是sp2雜化，

第二個(gè)N原子是sp雜化，結(jié)構(gòu)圖為：N=N=N：Voa項(xiàng)，根據(jù)分析，HN3的

17、H

各個(gè)原子不在同一條直線上，所以皿3分子不是直線形，a錯(cuò)誤；b項(xiàng)，N的電負(fù)性強(qiáng)，對(duì)

相鄰分子的H有相互作用，分子間可以形成氫鍵，b正確；c項(xiàng)，根據(jù)分析，氮原子雜化

方式有sp、sp?,c錯(cuò)誤；d項(xiàng)，明3與HOCN都是4原子，價(jià)電子總數(shù)均為16,是等電子

體，d正確；故選bd；(5)單鍵均為。鍵，雙鍵中有一條。鍵一條冗鍵，苯環(huán)中每個(gè)C與C

之間有一條。鍵，每個(gè)C與H之間有一條。鍵,中共有19條。鍵；⑹①

號(hào)Cu坐標(biāo)為(0,0,0),可認(rèn)為是原點(diǎn)，②號(hào)Cu在前面的面心，坐標(biāo)為(