第52届国际化学奥林匹克试题

Univ. Chem. 2020, 35 (12), 0001−0009 01

收稿：2020-10-20；录用：2020-10-23；网络发表：2020-11-27

*通讯作者，Email: yxwang@; jianpei@

•竞赛园地• doi: 10.3866/PKU.DXHX202010048

编者按：2020年7月23日至29日，第52届国际化学奥林匹克竞赛(IChO)通过远程在线方式，在郑州连接土耳其伊斯坦布尔举行。来自全世界60个国家和地区的235名选手参加了此次竞赛。经过5个小时的理论考试，共产生26枚金牌、50枚银牌和37枚铜牌。中国代表队古云天(华南师范大学附属中学)、张焯扬(郑州外国语学校)、李乐天(浙江杭州第二中学)、孙皓楠(江西师范大学附属中学) 4名选手发挥出色，获得三金一银的优异成绩。其中，古云天获得全球第三名的好成绩。

本届竞赛由土耳其工业和技术部、土耳其科学和技术研究委员会共同举办。受全球新冠肺炎疫情影响，经由60多个国家和地区投票表决，比赛形式调整为远程在线模式，同时取消实验考试，只进行理论考试。

受中国科协委托，中国化学会委派北京大学裴坚教授、王颖霞教授和郑州大学李恺教授、宋传君教授带队参赛，中国化学会竞赛委员会主任段连运教授全程参与指导。2021年第53届国际化学奥林匹克竞赛将在日本大阪举行。2022年第54届国际化学奥林匹克将在中国天津举行。

兹将本届国际化学奥林匹克理论试题中文版刊出，以飨读者。为最大程度展示试题原貌，编辑保持试题内容不变，仅对其格式做了少量修改。此外，由于篇幅所限，常数列表及答题卡等详见“补充材料”(可通过网站 免费下载)。

第52届国际化学奥林匹克试题

李恺1，宋传君1，王颖霞2,*，裴坚2,*，段连运2

1郑州大学化学学院，郑州 450001

2北京大学化学与分子工程学院，北京 100871

The Exam Questions for 52th International Chemical Olympiad

Kai Li 1, Chuanjun Song 1, Yingxia Wang 2,*, Jian Pei 2,*, Lianyun Duan 2

1 College of Chemistry, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, P. R. China.

2 College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, P. R. China.

通则

● 只能使用所提供的笔。所使用的计算器应为非编程的。

● 这套理论试题共x 页，一共有9道题目。考试时间5小时。

● “开始(Start)”命令发出后，才可开始(Begin)答题。

●

所有结果必须用笔书写在答题纸指定的对应答题框中。可以在试卷的背面打草稿。谨记：写在答题框外的答案不予评判。

● 按照要求，相关的计算必须写在指定的答题框中。只有写出过程且答案正确才能得满分。

在“停止(Stop)”命令发出前30分钟，监考人员将给出提醒。

● 当“停止(Stop)”命令发出后，必须立即停止答题。若不停止书写，将导致考试无效。 ● 为准确理解题意，可向监考老师索要英文原版试卷。

2大学化学V ol. 35

未经允许，不许离开座位。如果需要帮助(如计算器有问题，需要去洗手间，等等)，请举手，待

监考老师过来处理。

考题和分数占比

题号题目分值在总成绩中的折合分

8

1 土耳其双美：Van猫和Ankara猫 24

10

2 活性反应中间体的故事 77

8

3 (±)-Coerulescine的合成 51

4 对称性很重要 66

10

5 科尼亚(Konya)，胡萝卜， -胡萝卜素，维生素A，免疫系统，视觉 100 14

12

6 星际之旅中的热力学 80

12

7 酞菁 85

14

8 硼化合物和储氢 58

9 重金属的定量分析 100

12

总分641 100

第1题土耳其双美：Van猫和Ankara猫

最美的猫，Van猫，是Van湖盆地独有的纯种猫。Ankara猫是另一种地方特有的纯种猫。它们

被统称为Angora猫。它们最为重要的特征是两只眼睛的颜色不同。

跟人一样，猫有时候也会焦虑和生气。就像褪黑素可以让人高兴，有一种天然产物可以使猫的焦

虑得到缓解，并且能让其兴奋。荆芥内酯(Nepetalactone)是从荆芥(Nepeta Cataria)中分离得到的一种

有机化合物，被用作猫的引诱剂。它是一个由异戊二烯结构单元构建的、含十个碳原子的并环单帖

化合物：一个环戊烷环和一个内酯环。

No. X doi: 10.3866/PKU.DXHX2020100483

Nepetalactone的全合成路线如下：

1.1上图为Nepetalactone的全合成路线。画出A–G的结构简式，不要求立体化学。14.0分

提示：

• 化合物A的红外图谱在3300 cm−1有强且尖锐的吸收带。

• A、B以及F是单环化合物，而C、D、E以及G是双环化合物。

• F的1H NMR谱图中在9.8 ppm有一个双峰。

Nepetalactone的反应

4大学化学V ol. 35

上图为以Nepetalactone 1的一个对映体纯的异构体为原料的后续反应。其中三个反应产物(5、6和J)在工业上被用作驱虫剂。

1.2关于5和6的相互关系，以下哪些表述是正确的？勾选正确答案旁边的方框。 4.0分

□对映异构体□非对映异构体□同一化合物□立体异构体

1和DDQ反应会生成高度共轭的化合物H。化合物H在加热下与对苯醌反应生成产物I，I的摩尔质量为226.28 g mol−1。

1.3画出H、I和J的结构简式，须标明立体化学。 6.0分

提示：

• 在I的形成过程中，连续发生了环加成反应和氧化反应(在氧气的作用下)，并且反应过程中会产生一种常见的气体。

• J的红外光谱图中在3300到2500 cm−1范围内有强且宽的吸收带。

第2题活性反应中间体的故事

苯炔是一类特殊的活性中间体。1953年，John D. Roberts和同事们通过同位素标记实验证实了苯炔的结构。

在其中的一个实验中，C1位被放射性14C标记的氯苯在液氨中与氨基钾进行反应，生成了产率几乎相同的两个化合物A和B以及无机盐C。这个反应通过苯炔中间体D进行。

2.1画出A、B以及D的结构简式，写出无机盐C的分子式。在所画的结构简式中用星号(*)标出

14C标记的碳原子的位置。7.0分可以通过降解实验对14C标记的产物进行分析(14C标记的碳原子在以下化合物结构中没有显示)，最终检验中间体和产物的放射性。