1、基礎有機化學練習題二合一鞣花酸和其同族的化合物顯示出有抗氧化，抗癌和其他幾種生物功能。近期，鞣花酸的同系物nigricanin首次被合成出來。分析這條線路，畫出A-K的結構式，解釋F和G的同分異構現象。D和E的分子式分別是C21H17IO4和C37H31IO7。止咳藥那可丁(-)-Noscapine 是1817年P. Robiquet 從罌粟中分離出的一種生物堿，被命名為“那可丁”。這種藥品被證明有止痛和止咳的功能。它也被用來治療癌癥，中風，焦慮和一些其他的疾病。臨床使用的(-)-Noscapine 從天然產物或是其外消旋體中提取。現有一些合稱外消旋-Noscapine 的方法，其中一條路線如

2、下。解讀這條線路，畫出A-I的結構簡式。已知G是一種三環化合物。吡咯里西啶堿因寬廣多樣的生理學特性，吡咯里西啶堿和它們的非天然類似物在有機化學中占據著重要的位置。多羥基的吡咯里西堿組成一系列生物堿，其中許多通常涉及氮雜糖（或者含亞氨基-NH-/NH=的糖），它們能夠抑制各種糖苷酶，這對治療糖尿病、流感、艾滋病和其他疾病有效。二羥基吡咯里西堿（±）-turneforcidine 的合成在路線1中給出。在這條線路中E是一種不穩定的中間體，自發進行Claisen重排得到產物F。路線1Turneforcidine中7號C原子的差向異構體，（±）-platynecine 通過路線2合

3、成。值得注意的是，K是2+2環加成的產物。路線2分析這些路線，畫出A-M和（±）-platynecine 的結構簡式。松露的美妙香氣對于許多人來說，松露的香氣和滋味極為美妙，這也是松露貴于黃金的原因?；衔颴是黑孢松露香氣的來源。0.108 g 化合物X與酸性介質中的HgSO4反應生成一些沉淀Z并生成化合物A?；衔顰與過量AgNH32OH反應生成0.432g單質銀。將0.648g化合物A燃燒產生的氣體分成兩等分，一份通入澄清石灰水，產生1.62g沉淀，另一份通入NaOH溶液，然后加入過量CaCl2溶液，產生1.716g沉淀。寫出X,Z,A的結構式。計算沉淀Z的質量。假設所有反應完全

4、進行。大環合成魔力還是智慧？對于有機合成化學家，大環合成是一個充滿挑戰的問題。然而大自然高效地解決了這個問題，許多菌類參與形成大環內酯聚酮化合物。其中之一，Macrosphelide A, 以其高效阻止癌細胞與內皮細胞之間作用而引人關注。許多合成路線已經報道，其中一例使用乳酸（2-羥基丙酸）的衍生物為原料，路線如下。1. 理解合成路線，寫出化合物A-L的結構式。2. 根據IUPAC命名法命名化合物E。維生素H維生素H，又名生物素，是在許多生物體內高效促進生長的一種化合物，例如面包師的酵母中就含有這種物質。人類在不同生長時期對它有著不同的需求。維生素H缺乏會導致一系列疾病，如皮炎、缺乏食欲、易疲

5、勞、肌肉酸痛、神經擾動等。1901年，Wildiers 第一次發現了促進酵母菌生長的維生素H。之后又在蛋黃（Kögl，1936）、肝臟（Szent-Györgyi,1936）中發現了這種物質。1966年，Trotter和Hamilton通過X光單晶衍射確定了它手性碳的絕對構型。維生素H具有三個手性中心，理論上有八個旋光異構體，但只有(3As,4S,6Ar)-(D)-(+)-生物素具有較高的生物活性。1982年，Hoffmann-La Roche（羅氏公司）的研究人員以L-半胱氨酸為原料提出了以下簡潔合成維生素H的路線。1.L-半胱氨酸的巰基在氧化反應后轉化為二硫鍵(A)。A

6、與己酰氯-5-炔反應生成B。B在Zn/CH3COOH下還原又生成巰基。這個化合物在大氣條件下通過巰基對末端炔的加成發生環化，產生一個具有十元環，且環上具有Z式碳碳雙鍵的C。寫出下圖合成過程中A、B、C的結構式。2.將C用DIBAL（二異丁基氫化鋁，i-Bu2AlH）還原得到D。D在二氯甲烷中與芐基羥胺縮合得到硝酮E（硝酮是具有C=N+­O-結構的有機分子）。E發生分子內1，3-偶極環加成得到多環化合物F，其中兩個雜環異噁唑（1，2-噁唑）和四氫噻吩共用一個鍵。環化反應使一根鍵上的兩個碳都為S構型，而與氧連接的碳為R構型。寫出D、E、F的結構式。3.F在醋酸中用鋅粉處理，異噁唑中的N-

7、O鍵斷裂產生化合物G，G在THF中碳酸鈉存在下與氯酸甲酯反應得到H。H在熱的BaOH2的二氧六環溶液中反應，再用酸處理，得到二環-羥基酸I。I具有(D)-(+)-生物素的所有手性中心，但是有一個多余的-OH。畫出G、H、I的結構，說明H到I的形成過程。4.I用SOCl2處理得到相應的氯代酸K，假設與多余-OH相連的碳在K中的幾何構型不改變。K與甲醇反應得到脂L。L在80、DMF中用NaBH4還原得到脂M。M在HBr水溶液中水解得到光學純的(D)-(+)-生物素。畫出I、K、L、M的結構和中間體，并解釋S原子對K立體化學的影響。越南肉桂Cinnamomum loureiroi，即越南肉桂，是一種

8、栽種在越南北部的常綠樹種，這種樹的樹皮具有藥用和實用價值。樹皮精油的主要成分含有肉桂醛(2E)-3-苯基-2-丙烯醛C6H5CHCHCHO)。用NaClO2氧化肉桂醛得到一種酸A，A和乙醇經過酯化反應形成肉桂酸乙酯(B)。將肉桂酸乙酯(B)和80%的水合肼的溶液回流10h產生CC9H10N2O，將C和對硝基苯甲醛在乙醇中回流12h產生DC16H13N3O3.C和D的 1HNMR譜圖如下（峰的分裂數目和相對強度已標在每一個信號上）：1.給出A、B、C的結構。2.將第一個譜圖的 1HNMR信號與C中含有質子的基團對應。3.寫出一個從B到C可能的反應機理4.從以下四個結構中，選出D的結構并給出理由。

9、5.將第二個譜圖的 1HNMR信號與D中含有質子的基團對應。頭孢噻吩頭孢菌素是一種-環內酰胺抗生素。頭孢噻吩是一種頭孢菌素的衍生物，對革蘭氏陰性細菌和革蘭氏陽性細菌有更強的作用，但毒性更低。因此頭孢噻吩已經被研究并應用到藥物研究中。從L-cistein合成頭孢噻吩的路線如下：1.完成以上合成路線。2.寫出一個從K到L的可能的反應機理。3.理論上，頭孢噻吩應該有多少個光學異構？荷花荷花的學名是Nelumbo nucifera。最近，越南研究人員與加拿大科學家合作發現了荷葉堿的細胞產生胰島素的能力，可能用于治療低血糖癥。(K.Hoa Nguyen et al.J.of Ethnopharmacol

10、ogy,2012,142,488-495)。雖然有一些從不同試劑合成荷葉堿的方法，但是這些方法的合成過程都非常復雜且產率很低。臺灣的國立彰化師范大學的Chia-Fu Chang等人發表了一個合成荷葉堿的方法，該法使用苯甲醛衍生物，通過Nef反應，Pictet-Spengler反應和自由基環化反應來合成荷葉堿。(Synth.Common.,2010,40,3452-3466).Nef反應(John Ulric Nef,1894)Nef反應的機理：例如：自由基化反應：自由基引發劑：AIBN偶氮二異丁氰，Me2CCNN=NC(CN)Me2。Pictet-Spengler加成環化(Amé P

11、ictet,Theodor Spengler,1911)：先進行縮合反應，然后-芳基乙胺和醛或酮在酸催化和加熱條件下環化。例如：合成荷葉堿的過程如下：步驟一：合成N-甲氧基酰基胺。步驟二：合成芳基乙醛。步驟三：合成荷葉堿。1.寫出A1，A2，B1，B2，X1，X2的結構式，(a3)，(b3)的反應條件，并完成以上反應過程。2.寫出由3,4-二甲氧基苯甲酰生成A1（步驟一）和A3+B3生成X1（步驟三）的反應機理。3.根據如下圖所示轉化，畫出Y1a，Y1b這兩個異構體級化合物Y2的結構式。瓢蟲的生活在自然界有許多已知屬于瓢蟲科的甲蟲。除了可愛，它們在控制一些害蟲數量上發揮著有益的生態學作用。當這

12、類甲蟲被侵擾時，它們從關節噴出霧狀液。這個過程被稱為反射流血，是有效的威懾方法。這種液體被分離表征，稱作瓢蟲素，其結構式如下：a)在瓢蟲素的實驗室合成中使用了很普通且簡單易得的起始物。丙二酸二甲酯和丙烯醛在甲醇鈉條件下反應得到A。然后在堿性條件下加熱，再在酸性條件下用甲醇酯化得到B，B的 13C-NMR譜上在170 ppm與200 ppm有兩個特征峰。然后在弱酸性條件下與乙二醇反應得到C。B的200 ppm處的信號峰沒有出現在C的 13C-NMR譜上。C在氫化鈉存在下自聚得到D，D脫羧得到E。E先與醋酸銨再與氰基硼氫化鈉反應，F是E的還原氨化產物。畫出A-F的結構式。b)在下一步合成中，F先在pH=1環境下脫保護，然后調pH至5，加入容易烯醇化的