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文檔簡介

1、.第四節(jié)有機(jī)合成1.掌握有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的主要類型(取代、加成、消去反應(yīng))、原理及應(yīng)用,初步學(xué)會引入各種官能團(tuán)的方法。2.在掌握各類有機(jī)物的性質(zhì)、反應(yīng)類型、相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上,初步學(xué)習(xí)設(shè)計合理的有機(jī)合成路線。3.理解有機(jī)合成遵循的基本規(guī)律,初步學(xué)會使用逆向合成法合理地設(shè)計有機(jī)合成的路線。4.了解有機(jī)合成對人類生產(chǎn)、生活的影響。知識點(diǎn)一有機(jī)合成的過程學(xué)生用書p58閱讀教材p64p65,思考并填空。1有機(jī)合成的概念有機(jī)合成是指利用簡單、易得的原料,通過有機(jī)反應(yīng),生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物。2有機(jī)合成的任務(wù)目標(biāo)化合物分子骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。3有機(jī)合成的過程4官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化方法(1)引入碳

2、碳雙鍵的方法鹵代烴的消去,醇的消去,炔烴的不完全加成。(2)引入鹵素原子的方法醇(酚)的取代,烯烴(炔烴)的加成,烷烴、苯及苯的同系物的取代。(3)引入羥基的方法烯烴、炔烴與水的加成,鹵代烴的水解,酯的水解,醛的還原。1判斷正誤(1)乙醇和溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)都生成乙烯,且反應(yīng)條件也相同。()(2)制取氯乙烷時,可以用乙烷和氯氣在光照時反應(yīng),也可以利用乙烯和氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)。精品.()(3)乙烯與氯化氫、水能發(fā)生加成反應(yīng),說明可以利用烯烴引入鹵素原子和羥基。()(4)加聚反應(yīng)可以使有機(jī)物碳鏈增長,取代反應(yīng)不能。()答案:(1)(2)(3)(4)2化合物丙可由如下反應(yīng)得到:c4h10oc4h8丙

3、(c4h8br2),丙的結(jié)構(gòu)簡式不可能是()ach3ch(ch2br)2b(ch3)2cbrch2brcch3ch2chbrch2br dch3(chbr)2ch3答案:a3以h2o、h218o、空氣、乙烯為原料制取,寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。精品.有機(jī)合成中常見官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化1鹵素原子的引入方法(1)烴與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)。例如:ch3ch3cl2hclch3ch2cl (還有其他的氯代苯甲烷)ch2=chch3cl2ch2=chch2clhcl(2)不飽和烴與鹵素單質(zhì)、鹵化氫的加成反應(yīng)。例如:ch2=chch3hbrch3chbrch3ch chhclch2=chcl(3)醇與氫鹵

4、酸的取代反應(yīng)。例如:rohhxrxh2o2羥基的引入方法(1)醇羥基的引入方法烯烴與水加成生成醇。例如:ch2=ch2h2och3ch2oh鹵代烴在強(qiáng)堿性溶液中水解生成醇。例如:ch3ch2brnaohch3ch2ohnabr醛或酮與氫氣加成生成醇。例如:ch3choh2ch3ch2ohch3coch3h2酯水解生成醇。例如:ch3cooch2ch3h2och3coohch3ch2oh(2)酚羥基的引入方法精品.酚鈉鹽溶液中通入co2生成苯酚。例如:苯的鹵代物水解生成苯酚。例如:3雙鍵的引入方法(1)碳碳雙鍵的引入醇的消去反應(yīng)引入碳碳雙鍵。例如:ch3ch2ohch2=ch2h2o鹵代烴的消去

5、反應(yīng)引入碳碳雙鍵。例如:ch3ch2brch2=ch2hbr炔烴與氫氣、鹵化氫、鹵素單質(zhì)加成(限制物質(zhì)的量)可得到碳碳雙鍵。例如:chchhclch2=chcl(2) 的引入醇的催化氧化。例如:2rch2oho22rcho2h2o4羧基的引入方法(1)醛被弱氧化劑氧化。例如:ch3cho2cu(oh)2naohch3coonacu2o3h2o(2)醛被氧氣氧化。例如:2ch3choo22ch3cooh(3)酯在酸性條件下水解。例如:ch3cooch2ch3h2och3coohch3ch2oh(4)含側(cè)鏈的芳香烴被強(qiáng)氧化劑氧化。例如:精品.5官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化(1)利用官能團(tuán)的衍生關(guān)系進(jìn)行官能團(tuán)種類的

6、轉(zhuǎn)化。例如:醇醛羧酸(2)通過消去、加成(控制試劑)、水解反應(yīng)使官能團(tuán)數(shù)目增加或減少。例如:(3)通過消去、加成(控制條件)反應(yīng)使官能團(tuán)位置改變。例如:(4)碳鏈的增長。例如:有機(jī)物與hcn的反應(yīng)以及不飽和化合物間的加成、聚合等。(5)碳鏈的變短。例如:烴的裂化、裂解。實驗室中常用格氏試劑制取醇類,格氏試劑(rmgx)的制法是rxmgrmgx(r為烴基,x為鹵素)。格氏試劑可發(fā)生下列轉(zhuǎn)變: (r、r可以是相同或不同的烴基)以a為原料合成乙酸異丁酯()的流程如下(部分反應(yīng)物及反應(yīng)條件沒有列出),a主要來源于石油裂解氣,a的產(chǎn)量常作為衡量石油化工水平的標(biāo)志。精品.(1)上述流程中,屬于或含加成反應(yīng)

7、的是_(填序號)。(2)寫出f的結(jié)構(gòu)簡式:_。(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:反應(yīng):_,反應(yīng):_。解析根據(jù)題意及信息可梳理出幾點(diǎn):產(chǎn)物為酯類化合物;酯的制備通常是羧酸和醇反應(yīng)。醇(rch2oh)能連續(xù)兩次被氧化:rch2ohrchorcooh。分析信息格氏試劑的制法:把mg放在乙醚中,加鹵代烴即得格氏試劑,醛與格氏試劑作用生成醇,反應(yīng)過程中包含加成和水解兩個反應(yīng)??梢来瓮茖?dǎo)如下:答案(1)(2)ch3ch2mgx(3)ch2=ch2h2och3ch2ohch2=ch2hxch3ch2x例1中轉(zhuǎn)化關(guān)系中出現(xiàn)了有機(jī)物連續(xù)被氧化的物質(zhì)。能夠連續(xù)被氧化的物質(zhì)主要有哪些?精品.答案:有機(jī)物中能夠連續(xù)被氧

8、化的物質(zhì)主要有醇類物質(zhì)和乙烯。有機(jī)合成的過程1由溴乙烷為主要原料制取乙二醇時,需要經(jīng)過的反應(yīng)為()a加成消去取代b消去加成取代c取代加成消去 d取代消去加成解析:選b。要制備乙二醇,由溴乙烷不能直接轉(zhuǎn)化,故考慮先通過消去反應(yīng)得到乙烯,然后經(jīng)過加成得到鹵代烴,再水解(取代)得到乙二醇。2(2016開封高二檢測)在下列有機(jī)反應(yīng)類型中,不能引入羥基的是()a還原反應(yīng) b水解反應(yīng)c消去反應(yīng) d加成反應(yīng)解析:選c。cho與氫氣的加成反應(yīng)(也是還原反應(yīng))、rx的水解反應(yīng)都能引入oh,而消去反應(yīng)只能在有機(jī)物中引入不飽和鍵,不會引入oh。3由環(huán)己烷可制備1,4環(huán)己二醇的二醋酸酯,下面是有關(guān)的八步反應(yīng)(其中所有

9、無機(jī)反應(yīng)物都已略去):其中有3步屬于取代反應(yīng),2步屬于消去反應(yīng),3步屬于加成反應(yīng)。(1)反應(yīng)、_和_屬于取代反應(yīng)。(2)寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)簡式:b_,c_。(3)反應(yīng)所需的試劑和條件是_。解析:本題考查有機(jī)物官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化。根據(jù)題中所給各物質(zhì)結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件,可推知各步反應(yīng)類型及各物質(zhì)轉(zhuǎn)化如下:精品.答案:(1)(3)濃naoh的醇溶液,加熱知識點(diǎn)二逆合成分析法學(xué)生用書p60閱讀教材p65p67,思考并填空。1基本思路可用示意圖表示為2基本原則(1)合成路線的各步反應(yīng)的條件必須比較溫和,并具有較高的產(chǎn)率。(2)所使用的基礎(chǔ)原料和輔助原料應(yīng)該是低毒性、低污染、易得和廉價的。3用逆合成分析法分

10、析草酸二乙酯()的合成(1)草酸二乙酯分子中含有兩個酯基,按酯化反應(yīng)規(guī)律將酯基斷開,得到草酸和兩分子乙醇,說明目標(biāo)化合物可由兩分子的乙醇和草酸通過酯化反應(yīng)得到:;(2)羧酸可由醇氧化得到,草酸前一步的中間體應(yīng)該是乙二醇:精品.;(3)乙二醇的前一步中間體是1,2二氯乙烷,1,2二氯乙烷可通過乙烯的加成反應(yīng)而得到:;(4)乙醇通過乙烯與水的加成得到。根據(jù)以上分析,合成草酸二乙酯的步驟如下(用化學(xué)方程式表示):1判斷正誤(1)引入羥基的反應(yīng)都是取代反應(yīng)。()(2)在有機(jī)合成中,利用醇或鹵代烴的消去反應(yīng)可以在碳鏈上引入碳碳雙鍵或碳碳三鍵等不飽和鍵。()(3)逆合成分析法的步驟是目標(biāo)化合物中間體基礎(chǔ)原

11、料。()(4)合成有機(jī)物要求操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現(xiàn)。()答案:(1)(2)(3)(4)精品.2下面是有機(jī)合成的三個步驟:對不同的合成路線進(jìn)行優(yōu)選;由目標(biāo)分子逆推原料分子并設(shè)計合成路線;觀察目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)。正確的順序為()a bc d解析:選b。逆合成分析法可表示為目標(biāo)化合物中間體基礎(chǔ)原料。對不同的合成路線按照有機(jī)合成的原則進(jìn)行優(yōu)選。1有機(jī)合成的分析方法分析方法內(nèi)容正合成分析法采用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要的直接或間接的中間體,逐步推向待合成有機(jī)物,其思維程序:原料中間體產(chǎn)品逆合成分析法采用逆向思維方法,從產(chǎn)品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手,找出合成所需要的直接或間接的中間

12、體,逐步推向已知原料,其思維程序:產(chǎn)品中間體原料綜合比較法采用綜合思維的方法,將正向或逆向推導(dǎo)出的幾種合成途徑進(jìn)行比較,從而得到最佳合成路線2.有機(jī)合成遵循的原則(1)起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染:通常采用四個碳以下的單官能團(tuán)化合物和單取代苯。(2)應(yīng)盡量選擇步驟最少的合成路線:盡量選擇與目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)相似的原料。(3)合成路線要符合“綠色、環(huán)?!钡囊螅鹤畲笙薅鹊乩迷戏肿拥拿恳粋€原子,使之結(jié)合到目標(biāo)化合物中,達(dá)到零排放。(4)有機(jī)合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。(5)按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán),不能臆造不存在的反應(yīng)事實:綜合運(yùn)用有機(jī)反應(yīng)中官能團(tuán)的衍變規(guī)律及有

13、關(guān)的提示信息,掌握正確的思維方法。3有機(jī)合成的解題思路精品.4常見的有機(jī)合成路線(1)一元合成路線。例如:rch=ch2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路線。例如:ch2=ch2ch2xch2xhoh2cch2ohohcchohooccooh鏈酯、環(huán)酯、聚酯(3)芳香化合物合成路線。例如:有機(jī)合成與推斷題中常常涉及到信息的遷移問題。處理這類問題時,應(yīng)該是先讀取信息、領(lǐng)會信息、提煉信息,在此基礎(chǔ)上遷移應(yīng)用。一般此類問題起點(diǎn)高落點(diǎn)低,雖然涉及的內(nèi)容和方法沒有學(xué)到,但處理問題仍然用所學(xué)知識。已知:請運(yùn)用已學(xué)過的知識和上述給出的信息寫出由乙烯制正丁醇各步反應(yīng)的化學(xué)方程式(不必寫出反應(yīng)條件)。

14、解析由題給信息知:兩個醛分子在一定條件下通過自身加成反應(yīng),得到的不飽和醛分子中的碳原子數(shù)是原參加反應(yīng)的兩個醛分子的碳原子數(shù)之和。根據(jù)最終產(chǎn)物正丁醇中有4個碳原子精品.,原料乙烯分子中只有2個碳原子,運(yùn)用題給信息,將乙烯氧化為乙醛,兩個乙醛分子再進(jìn)行自身加成得到丁烯醛,最后用h2與丁烯醛中的碳碳雙鍵和醛基進(jìn)行加成反應(yīng),便可得到正丁醇。本題基本采用正向思維方法:乙烯乙醛丁烯醛正丁醇。本題中乙烯合成乙醛的方法有兩種:其一:乙烯乙醇乙醛;其二:乙烯乙醛。答案 設(shè)計有機(jī)合成的路線,可以從確定的某種原料分子開始,逐步經(jīng)過碳鏈的連接和官能團(tuán)的安裝來完成。在這樣的有機(jī)合成路線設(shè)計中,首先要比較原料分子和目標(biāo)分

15、子在結(jié)構(gòu)上的異同,包括官能團(tuán)和碳骨架兩個方面的異同,然后設(shè)計由原料分子轉(zhuǎn)向目標(biāo)分子的合成路線。在逆推過程中,需要逆向?qū)ふ夷茼樌铣赡繕?biāo)分子的中間有機(jī)化合物,直至選出合適的起始原料。只要每步逆推是合理的,就可以得出科學(xué)的合成路線。當(dāng)?shù)玫綆讞l不同的合成路線時,就需要通過優(yōu)選確定最佳合成路線。在優(yōu)選合成路線時,必須考慮合成路線是否符合化學(xué)原理,以及合成操作是否安全可靠等問題。有機(jī)合成方法精品.11,4二氧六環(huán)()可通過下列方法制取。烴abc1,4二氧六環(huán),則該烴a為()a乙炔 b1丁烯c1,3丁二烯 d乙烯解析:選d。此題可以應(yīng)用逆推法推出a物質(zhì),根據(jù)1,4二氧六環(huán)的結(jié)構(gòu),可以推知它是由兩分子乙二醇

16、hoch2ch2oh脫水后形成的環(huán)氧化合物。生成乙二醇的可能是1,2二溴乙烷();生成1,2二溴乙烷的應(yīng)該是乙烯,所以2(2016贛州高二檢測)有一種脂肪醇通過一系列反應(yīng)可得丙三醇,該醇通過氧化、酯化、加聚反應(yīng)而制得高聚物,這種脂肪醇是()精品.解析:選b。采用逆推法,加聚反應(yīng)前:ch2=chcooch2ch=ch2,酯化反應(yīng)前:ch2=chcooh,氧化反應(yīng)前:ch2=chch2oh。 重難易錯提煉1.有機(jī)合成過程的兩個任務(wù)(1)碳骨架構(gòu)建;(2)官能團(tuán)引入或消除。2.有機(jī)合成的兩條常見路線3.官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化(1)引入碳碳雙鍵的方法鹵代烴的消去;醇的消去;炔烴的不完全加成。(2)引入鹵素

17、原子的方法醇(或酚)的取代;烯烴(或炔烴)的加成;烷烴(或苯及苯的同系物)的取代。(3)引入羥基的方法烯烴與水的加成;鹵代烴的水解;酯的水解;醛的還原。課后達(dá)標(biāo)檢測學(xué)生用書p123(獨(dú)立成冊)基礎(chǔ)鞏固1下列說法正確的是()a鹵代烴的消去反應(yīng)比水解反應(yīng)更容易進(jìn)行b在溴乙烷中加入過量naoh溶液,充分振蕩,然后加入幾滴agno3溶液,出現(xiàn)黃色沉淀精品.c消去反應(yīng)是引入碳碳雙鍵的唯一途徑d在溴乙烷與nacn、ch3ccna的反應(yīng)中,都是其中的有機(jī)基團(tuán)取代溴原子的位置解析:選d。嚴(yán)格地說,哪個反應(yīng)更容易進(jìn)行,必須結(jié)合實際的條件,如果在沒有實際條件的情況下,鹵代烴的消去反應(yīng)和水解反應(yīng)哪個更容易進(jìn)行,是沒

18、法比較的,a錯誤;在溴乙烷中加入過量naoh溶液,充分振蕩,溴乙烷水解生成乙醇和nabr,加入幾滴agno3溶液后確實生成了agbr沉淀,但由于naoh溶液是過量的,同時生成agoh(可以轉(zhuǎn)化成ag2o,顏色為棕色),導(dǎo)致觀察不到淺黃色沉淀,b錯誤;消去反應(yīng)是引入碳碳雙鍵的主要途徑,但不能認(rèn)為是唯一的途徑,如乙炔與氫氣按11加成可以生成乙烯,c錯誤;在取代反應(yīng)中,一般是帶相同電荷的相互取代,金屬有機(jī)化合物中,顯然是金屬帶正電荷,有機(jī)基團(tuán)帶負(fù)電,溴乙烷中溴帶負(fù)電,乙基帶正電,因此,d是正確。2以氯乙烷為原料制取乙二酸(hooccooh)的過程中,要依次經(jīng)過下列步驟中的()與naoh的水溶液共熱與

19、naoh的醇溶液共熱與濃硫酸共熱到170 在催化劑存在情況下與氯氣反應(yīng)在cu或ag存在的情況下與氧氣共熱與新制的cu(oh)2懸濁液共熱abc d解析:選c。采取逆向分析可知,乙二酸乙二醛乙二醇1,2二氯乙烷乙烯氯乙烷。然后再逐一分析反應(yīng)發(fā)生的條件,可知c項設(shè)計合理。3已知乙烯醇(ch2=choh)不穩(wěn)定,可自動轉(zhuǎn)化為乙醛。乙二醇在一定條件下發(fā)生脫水反應(yīng),也有類似現(xiàn)象發(fā)生,所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式有人寫出下列幾種,其中不可能的是()ch2=ch2ch3cho精品.a bc d4用苯作原料,不能經(jīng)一步化學(xué)反應(yīng)制得的是()a硝基苯 b環(huán)己烷c苯酚 d苯磺酸解析:選c。合成苯酚需要將苯鹵代后,再水解共兩步

20、,才能制得。5下列反應(yīng)中,不可能在有機(jī)物中引入羧基的是()a鹵代烴的水解b有機(jī)物rcn在酸性條件下水解c醛的氧化d烯烴的氧化解析:選a。鹵代烴水解引入了羥基,rcn水解生成rcooh,rcho被氧化生成rcooh,烯烴如rch=chr被氧化后可以生成rcooh。6由1氯丙烷合成少量的2丙醇,需要經(jīng)過下列哪幾步反應(yīng)()a加成消去取代b消去加成水解c取代消去加成d消去加成消去精品.7在有機(jī)合成中,制得的有機(jī)物較純凈并且容易分離,這在工業(yè)生產(chǎn)中往往有實用價值,試判斷下列有機(jī)反應(yīng)在工業(yè)上沒有生產(chǎn)價值的是()解析:選d。選項d所得產(chǎn)物ch3cooh與c2h5oh互溶,難于分離,且反應(yīng)為可逆反應(yīng),產(chǎn)率不高

21、。8以淀粉為基本原料可制備許多物質(zhì),例如:淀粉葡萄糖ch2oh(choh)4cho乙醇下列有關(guān)說法中正確的是()a淀粉是糖類物質(zhì),有甜味,反應(yīng)是水解反應(yīng)b反應(yīng)是消去反應(yīng)、反應(yīng)是加聚反應(yīng),反應(yīng)是取代反應(yīng)c乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳雙鍵,均可被高錳酸鉀酸性溶液氧化d在加熱條件下,可用銀氨溶液將葡萄糖、乙醇區(qū)別開解析:選d。淀粉沒有甜味,a錯;反應(yīng)是氧化反應(yīng),不是取代反應(yīng),b錯;聚乙烯分子中沒有碳碳雙鍵,不能被高錳酸鉀酸性溶液氧化,c錯;葡萄糖可被銀氨溶液氧化,乙醇不能,d對。9鹵代烴與金屬鎂在無水乙醚中反應(yīng),可制得格林試劑rmgx,它可與醛、酮等羰基化合物加成:精品.所得產(chǎn)物經(jīng)水解可以得到醇,這

22、是某些復(fù)雜醇的合成方法之一?,F(xiàn)欲合成,下列所選用的鹵代烴和羰基化合物的組合正確的是()a乙醛和氯乙烷b甲醛和1溴丙烷c甲醛和2溴丙烷d丙酮和一氯甲烷解析:選d。由題給信息可知產(chǎn)物中與oh相連的碳原子是羰基碳原子,要合成cch3ohch3ch3,需要丙酮和一氯甲烷。10由乙烯和其他無機(jī)原料合成環(huán)狀化合物e的流程如下:能力提升,11.對氨基苯甲酸可用甲苯為原料合成,已知苯環(huán)上的硝基可被還原為氨基:,產(chǎn)物苯胺還原性強(qiáng),易被氧化,則由甲苯合成對氨基苯甲酸的步驟合理的是()精品.解析:選a。由甲苯制取產(chǎn)物時,需發(fā)生硝化反應(yīng)引入硝基,再還原得到氨基,將甲基氧化才得到羧基;但氨基易被氧化,故甲基氧化為羧基應(yīng)

23、在硝基還原前,否則生成的氨基也被氧化,故先進(jìn)行硝化反應(yīng),再將甲基氧化為羧基,最后將硝基還原為氨基。另外還要注意ch3為鄰、對位取代定位基;而cooh為間位取代定位基,所以b選項也不對。12. 精品.13.已知溴乙烷與氰化鈉反應(yīng)后再水解可以得到丙酸:,產(chǎn)物分子比原化合物分子多了一個碳原子,增長了碳鏈。請根據(jù)以下框圖回答問題。圖中f分子中含有8個原子組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。,(1)反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的是_(填反應(yīng)代號)。(2)寫出下列有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡式:,e_,f_。解析:本題主要考查了有機(jī)物轉(zhuǎn)化過程中碳鏈的增長和碳環(huán)的生成,增長碳鏈的方法是先引入cn,再進(jìn)行水解;碳環(huán)的生成是利用酯化反應(yīng)。a是丙烯,從參加反應(yīng)的物質(zhì)來看,反應(yīng)是烯烴的加成反應(yīng),生成的b是1,2二溴丙烷;反應(yīng)是鹵代烴的水解反應(yīng),生成的d是1,2丙二醇;結(jié)合題給信息可以確定反應(yīng)是用cn代替b中的br,b中有兩個br,都應(yīng)該被取代了,生成的c再經(jīng)過水解,生成的e是2甲基丁二酸。14.香豆素是廣泛存在于植物中的一類芳香化合物,大多具有光敏性,有的還具有抗菌和消炎作用。它的核心結(jié)構(gòu)是芳香內(nèi)酯a,其分子式為c9h6o2,該芳香內(nèi)酯a經(jīng)下列步驟轉(zhuǎn)變?yōu)樗畻钏岷鸵叶?。精?請回答下列問題:(1)寫出化合物c的結(jié)構(gòu)簡式:_。(2)化合物d有多種同分

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