[Answer]羰基——48th Mendeleev Chemistry Olympiad試題

01-29

試題內容在羰基——48th Mendeleev Chemistry Olympiad試題

本題滿分15分。

1 （3分）

醛酮羰基的典型反應是加成，羧酸衍生物的典型反應是加成-消除。所以可以得到A-F的結構。質量分數經過驗證均符合題意。

2 （3分）

由於C-I鍵、C-S鍵和C-C鍵鍵的強度逐漸增大，故 $NaCN$ 和苯甲醛、苯乙酮都反應。由於苯乙酮位阻略大，故 $NaHSO_{3}$ 只和苯甲醛反應。 $NaI$ 和三者都不反應。

3 （8分）

首先看到中間一系列的反應步驟，結合本題前半部分可知，有一個羧酸（J）被順序轉換為醯氯（K）、酯（L）、三級醇（M），苯胺參與反應時沒有使用氨基而是使用了苯環（否則最後一步無法通過重氮鹽脫氨基）。另一方面，化合物O必然為烴，因為餘下的分子量太小，只能為氫。

現在通過質量分數確定若干最簡式。化合物G的碳氫比為1:2。假如有一個C，則算得餘下的分子量為5.5，比較接近三分之一個氧。假若G的最簡式為 $C_{3}H_{6}O$ ，則元素分析確實符合含量。結合氫譜易見G為丙酮。同理可以確定H的最簡式為 $C_{3}H_{4}$ 。O的最簡式似乎暫無法確定，因為誤差較大。

G和H的最簡式相差一個水。這不可能是由一個丙酮脫水得到，因為丙酮在該條件下不能脫水生成丙炔，而且照此推斷下去不能得到符合題意的結果。於是必然為n個丙酮脫去n個水。觀察本題第四問，丙酮在稀酸中亦脫水，但產物和H不同，可以想到脫水應當通過Aldol反應進行。於是，比較好的結果是三個丙酮生成了均三甲苯（機理自給）。這與其能夠被硝酸氧化成酸相符。

突破了均三甲苯的難關，接下去的推斷就比較輕鬆。按照常見反應和前幾問的提示容易得到答案。

4 （1分）

發生雙分子Aldol反應得到化合物P。