ð§ - dethitailieuhoctapnlu.files.wordpress.com · Part 1: AXIT CACBOXYLIC – ESTE COOH HO O O H C 3 CH 3 C C HOOC H H COOH-----Bài 1: Đôi khi hoá học lập thể của các

[email protected] – copyright © 2010

Tài liệu dành cho: Học sinh chuyên Hóa. Sinh viên các trường Đại học. Giáo viên Hóa học.

02 2010

[email protected]

Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trường Đại học

Copyright © 2010 [email protected] 1

Lời nói đầu Hóa học hữu cơ là một trong những bộ môn rất quan trọng trong lĩnh

vực Hóa học nói riêng và phạm trù Khoa học tự nhiên nói chung. Tuy nhiên

hiện nay, các tài liệu tham khảo về bài tập hóa học hữu cơ là không nhiều. Vì

vậy việc tổng hợp các tư liệu để có một tài liệu tham khảo bổ ích và dễ tiếp

thu hơn là việc rất cần thiết.

Bài tập Hóa học hữu cơ là một tài liệu được biên soạn dựa trên việc

tổng hợp lại từ nhiều nguồn tư liệu khác nhau theo từng chuyên đề để học

sinh, sinh viên dễ nắm bắt. Tài liệu gồm hai phần: Phần bài tập theo từng

chuyên đề và phần hướng dẫn giải. Các bài tập trong từng chuyên đề được

tuyển chọn kĩ lưỡng nhằm mục đích đảm bảo cho các dạng b ài tập không

trùng lặp và học sinh, sinh viên có thể tiếp cận nhiều hướng ra đề khác nhau

từ cùng một dữ liệu kiến thức.

Bài tập Hóa học hữu cơ bao gồm hai tập:

- Tập 1: Gồm bảy chuyên đề tương ứng với nội dung thuộc phần đại c ương

hóa học hữu cơ và phần kiến thức hóa hữu cơ từ bài alkane đến cetone

(theo chương trình hóa học phổ thông).

- Tập 2: Gồm các phần từ acid carboxylic đến các hợp chất dị v òng. Ngoài

ra còn minh họa thêm một số bài tập nâng cao tổng hợp các chuyên đề.

Vì là tài liệu tổng hợp lại các bài tập nằm trong các giáo tr ình, sách tham

khảo bài tập hữu cơ, các đề thi học sinh giỏi nên đáp án cho từng bài không

thay đổi theo đáp án của từng tài liệu tham khảo. Vì vậy Bài tập Hóa học

hữu cơ không phải là một tài liệu do một nhóm tác giả biên soạn mà chỉ là

tài liệu tổng hợp có chọn lựa từ các nguồn t ư liệu sẵn có. (Tổng hợp từ nguồn

Internet – copyright © [email protected]).

[email protected]



Part 1: AXIT CACBOXYLIC – ESTE

COOH

OH

O O

CH3 CH3

C C

HHOOC

H COOH----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bài 1: Đôi khi hoá học lập thể của các hợp chất hữu cơ có thể được xác định bằng cách khảo sát tính chất

hóa học đặc trưng của chúng. Cấu tạo của một trong các đồng phân của axit 5 -norbonen-2,3-dicacboxylic,

hợp chất X (kí hiệu ~ để chỉ không nêu rõ hóa học lập thể) được hình thành nhờ các thí nghiệm sau:

COOH

COOHX

Khi đun nóng X nóng chảy và tách nước để tạo ra hợp chất mới Y. Hợp chất Y tan chậm trong lượng dư

dung dịch nước của NaOH để tạo X1, cùng một sản phẩm như X tạo thành trong lượng dư dung dịch

nước của NaOH. Dung dịch thu được của X1 trong NaOH được tác dụng với iot, tạo thành các hợp chất

có chứa iot. Axit hóa dung dịch tạo một hỗn hợp hai chất đồng phân triệt quang (tiêu triền hay raxemic) A

và B theo tỉ lệ 3:1. Chuẩn độ 0,3913g hợp chất A với NaOH 0,1000M có mặt phenolphtalein cần dùng

12,70mL bazơ. Cần cùng một thể tích NaOH 0,1000M NaOH để chuẩn độ 0,3913g hợp chất B. Khi đun

nóng, hợp chất A chuyển chậm thành hợp chất mới C không chứa iot và có thể phản ứng với nước. Trong

cùng điều kiện, hợp chất B không xảy ra chuyển hóa này nhưng khi đun nóng v ới axit clohydric thì

chuyển chậm thành A. Viết và cân bằng mọi phương trình phản ứng. Không cần viết cơ chế phản ứng.

1. Đánh dấu (*) các nguyên tử cacbon phi đối xứng (asym metric) trong axit 5- norbonen-2,3-

dicacboxylic.

2. Viết công thức hóa học lập thể của từng đồng phân lập thể có thể có của hợp chất X và cấu tạo của

sản phẩm tách nước nếu có xảy ra.

3. Viết các phương trình phản ứng của một đồng phân lập thể bất kỳ của X và hợp chất tương ứng Y

với lượng dư dung dịch NaOH trong nước.

4. Tính khối lượng mol phân tử của chất A. Viết các phương trình phản ứng từ X1 đến A.

5. Viết phương trình phản ứng tạo thành C từ A và phản ứng của C với nước.

6. Viết công thức hóa học lập thể của hợp chất X thoả mãn tất cả các dữ kiện đã cho.

7. Viết các phương trình phản ứng dẫn từ B đến A.

8. A và B có phải là các đồng phân không đối quang (diastereoisomers)?

[email protected]



BÀI GIẢI:1. Các trung tâm bất đối của X:

* * COOH

* COOH

*2. Công thức cấu tạo của các đồng phân lập thể của X được ghi ở bên trái, cột bên phải là cấu tạo của sản

phẩm tách nước tương ứng (nếu sản phẩm không tồn tại có dấu gạch ngang).

COOH OC

OCOOH OC

COOH CO O

COOH CO

COOH

COOH

COOH COOH

3. Phản ứng của một đồng phân lập thể của X với NaOH:

COOH

COOH+ 2NaOH

COONa

COONa+ 2H2O

Phản ứng của một đồng phân lập thể của Y với NaOH:

OC O + NaOH

oc

COONa

COONa+ H2O

[email protected]



4. MA = 0,3913/(12,7.0,100/1000) = 308 (g/ mol-1) Các phản ứng từ X đến A:

COONa

COONa

I2

-NaI

I

O CO

COONaHCl

-NaCl

I

COOH

O CO

5. Chuyển hóa A thành C:

I

COOH O CO + HI

O CO O CO

Phản ứng của C với nước

O CO + 2 H 2O HO COOH

O CO HO COOH6. Cấu tạo của X là:

COOH

COOH7. Chuyển hóa B thành A

I I I

HOOCCO + H

2O COOH – H

2O

O COOH OH COOH O CO

8) Không, A và B không phải là các đồng phân không đối quang.

[email protected]



Bài 2: Các nhà hóa học của công ty Merck Frosst Canada ở Montréal đã phát triển một dược phẩm rất có

triển vọng và hữu hiệu để trị bệnh suyễn. Cấu tạo của MK-0476 như sau.

COOHCH3

H3C OHS

Cl N

MK – 7406

Trong quá trình kiểm tra, họ phát minh một qúa trình tổng hợp đơn giản và hiệu quả, mô tả dưới đây cho

sự thiol hóa một phần của MK – 0476 bắt đầu từ este dietyl A

1. Hãy cho biết cấu tạo của các sản phẩm trung gian B – F trong qúa trình tổng hợp này.

6 5 3 2 2 5 34

3

C H COCl 1) CH -SO Cl/(C H ) N1.LiAlH12 14 3 12 13 2Pyridin 2.NaCN2.H O

B C(C H O ) D(C H O N)

(aq ) 3 2 2 5 3- +

3 3

1.NaOH 1. CH -SO Cl/(C H ) N9 14 32.H O 2.CH COS Cs

F(C H O S) E

Một trong những giai đoạn cuối của qúa tr ình tổng hợp MK – 0476, muối diliti của thiol axit

(G) ở trên được ghép với mạch của phân tử nêu dưới đây (sơ đồ dưới)

2. Căn cứ trên hóa học lập thể quan sát được của phản ứng trên, gọi tên cơ chế của qúa trình ghép

này?

3. Nếu qúa trình phản ứng xảy ra theo cơ chế được đề nghị như trên thì tốc độ toàn phần (chung)

sẽ thay đổi như thế nào nếu nồng độ của cả muối thiolat và chất nền đều cùng lúc tăng gấp ba?

4. Các nghiên cứu mẫu được tiến hành với việc sử dụng brom etan như là một chất nền để tối ưu

hóa qúa trình ghép nói trên. Vẽ cấu tạo sản phẩm chính của phản ứng giữa một mol đương

lượng brom etan với:

a. G thêm hai mol đương lượng bazơ.

b. G thêm một mol đương lượng bazơ.

1. KOH(aq)

2. CH2N2

COOC2H5

COOH

COOC2H5

SH

[email protected]



5. Qúa trình ghép có thể trở nên phức tạp do sự nhị hợp oxi hóa (dime hóa – oxy hóa của G). Viết

công thức cấu tạo Lewis, chỉ rõ tất cả các electron không liên kết của sản phẩm nhị hợp - oxy

hóa trên.

SƠ ĐỒ GHÉP MẠCH

BÀI GIẢI:1. Công thức cấu tạo của các chất:

CH2OH O

CH2O O

CH2OH

B

CH2OH

C

H2C C N

D

CH2OH CH2S C CH3

CH2CO2CH3

E

O

CH2CO2CH3

F

Cl N

S

O

O

CH3

O

CH3

CH3

OH

1. -S+Li -CO2+Li

2. H+

Cl N

S

COOH

CH3

CH3

OH

CH2O

[email protected]



2. SN2: thế nucleophin lưỡng phân tử.

3. v = k[tác nhân][tác chất nucleophin]

Tốc độ chung tùy thuộc vào nồng độ của cả tác nhân lẫn tác chất nucleophin. Như vậy, gấp ba nồng độ

của các chất tham gia phản ứng sẽ dẫn đến tốc độ chung của phản ứng tăng gấp 9 lần.

4. Với hai đương lượng bazơ: CH2SCH2CH3

CH2CO2HVới một đương lượng bazơ:

CH2SH

CH2CO2CH2CH3

5. Công thức Lewis của sản phẩm dime:

CH2S SCH2

CH2 H2C

HO O O OH

Bài 3: Nấm Aspergillus nidulans tạo ra hai lacton (este vòng) thơm A và B (C10H10O4) mỗi đồng phân tan

trong dung dịch NaOH lạnh trong nước nhưng không tan trong dung dịch NaHCO3 trong nước. Cả A và B

đều cho màu tím với dung dịch FeCl3 trong nước. Phản ứng của A với CH3I có mặt K2CO3 tạo thành C

(C11H12O4) mà phổ 1H NMR của nó thấy có chứa ba nhóm metyl không giống nhau, một nhóm liên kết

trực tiếp với vòng thơm. Sự tách loại nhóm metyl có chọn lọc của C với BCl3 rồi xử lý kế tiếp trong nước

tạo ra D là một đồng phân mới của A. Phổ 1H NMR của hợp chất D cho thấy rõ sự hiện diện của một

nhóm hydroxyl có tạo liên kết hydro nội phân tử tại = 11,8pm

OH

H3C H3C CO2CH3

OHO

E I

[email protected]



Hợp chất D được tổng hợp như sau: Phenol E được metyl hóa (MeI/K2CO3) để tạo F(C9H12O2) sau đó F

được khử bằng liti kim loại trong amoniac lỏng và 2 – metylpropan – 2 –ol để cho một dien đối xứng và

không liên hợp G. Có thể chuyển dien này thành liên hợp bằng phản ứng với KNH2 trong amoniac lỏng

rồi xử lý kế tiếp trong nước, qúa trình này chỉ tạo một sản phẩm H. Sự ozon phân H rồi xử lý không khử

lế tiếp tạo ra nhiều sản phẩm, trong đó có xetoeste I. Thực hiện phản ứng Diels – Alder hợp chất H với

dimetyl but – 2 –indioat J tạo thành K (C15H20O6) mà khi đun nóng sẽ loại eten để tạo ra một este thơm L.

Thủy phân L trong môi trường bazơ rồi axit hóa dung dịch tạo thành M(C11H12O6) mà khi đun nóng trong

chân không tạo ra N (C11H10O5). Khử N bằng NaBH4 trong dimetylfomamit tạo thành C và một lacton O

đồng phân, O cũng có thể thu được nhờ metyl hóa B.

1. Viết công thức cấu trúc của tất cả các hợp chất từ A đến O.

2. Hãy trình bày một cấu trúc khác của B.

BÀI GIẢI:1. Công thức cấu tạo của các chất:

H3C

OCH3 O

H3C

OCH3

H3C

OCH3 O

O

HOA

OH O

HOB

OH

O

H3CO

O

O

C

OCH3

H3C H3C H3C

O

H3COD

HO H3CO

E F

G H I J

OCH3

CH3

H3CO H3CO

CH3

OCH3

H3C CO2CH3

O

CO2CH3

CO2CH3

[email protected]



2. Công thức khác của B:

OH

H3C

O

H3CO

O

Bài 4: (-)-Atractyligenin là một hợp chất hoạt động sinh học được cô lập từ cây gọi là Thistle chết choc.

Người Zulu dùng nó để chữa bệnh nhưng thường gây hiểm họa chết người. Để có thể tạo một hợp chất

tương đương có độc tính kém hơn, nay đã có nhiều phương pháp tổng hợp hóa học:

HO

OH COOH

5 10 5 8B(C H O) C(C H O) D E G H I

OCH3

H3C

H3CO CO2CH3

CO2CH3 H3C

H3CO CO2CH3

CO2CH3

OCH3

H3C

H3CO CO2H

CO2H

OCH3

K L M

H3C

H3CO

OCH3 O

O

O

H3C

H3CO

OCH3

O

O

ON

BrO

A

[email protected]



Trong sự tổng hợp chất tương đương của (-) – Atractyligenin, hơp chất A đuợc dùng làm nguyên liệu đầu.

Trước hết cho chất A tác dụng với dung dịch natri hydroxit trong nước tạo thành B (C5H10O).

1. Hãy viết công thức cấu tạo của hơp chất B

2. Khi cho hợp chất B tác dụng với kali dicromat trong dung dịch nước của axit sunfuric thu được C

(C5H8O). Hãy viết công thức cấu tạo của hợp chất C.

3. Hoà tan hợp chất C trong toluene rồi sục khí hydro bromua qua dung dịch cho đến khi toàn bộ C

phản ứng hết thu được hợp chất D. Hãy viết công thức cấu tạo của hợp chất D

4. Hợp chất D có đồng phân lập thể không? Nếu có, hãy cho biết có bao nhiêu đồng phân lập thể?

5. Cho hợp chất D tác dụng với dung dịch natri hidroxit trong etanol tạo thành hợp chất E, khi đun

nóng sẽ chuyển vị thành chất F Hãy viết công thức cấu tạo của hợp chất E.

6. Hợp chất F có đồng phân lập thể không? Nếu có, hãy cho biết có bao nhiêu đồng phân lập thể?

7. Dung dịch hợp chất F tác dụng với kali pemanganat cho hợp chất G. Cuối cùng G được đun nóng

hồi lưu trong etanol có mặt xúc tác axit sunfuric tạo thành hợp chất H.Hãy cho biết tên IUPAC của

H Hợp chất H được cho tác dụng với 2 – metylbutylmagie bromua. Sau khi axit hóa, thu được một

hỗn hợp các sản phẩm đồng phân I.

8. Hãy viết công thức cấu tạo sản phẩm I (không xét đồng phân)

9. Hãy trả lời các câu hỏi sau

a. Số đồng phân lập thể cô lập được của sản phẩm I là 2, 4, 6 hay 8?

b. Tất cả các đồng phân lập thể cô lập được của sản phẩm I được tạo thành với số lượng bằng

nhau, hay một phần có số lượng khác nhau hay tất cả có số lượng khác nhau?

c. Trong các đồng phân lập thể cô lập được của sản phẩm I thì tất cả có cùng điểm nóng chảy hay

tất cả có điểm nóng chảy khác nhau hay một số có điểm nóng chảy giống nhau?

BÀI GIẢI:Công thức cấu tạo các chất như sau:

Br OH

A B

O OO O

*C Br

D E F

O O

OH O

G H

* OH

*

I Chất D có 2 đồng phân đối quang

Chất F có hai đồng phân hình học

Chất I có 4 đồng phân lập thể riêng biệt

Cặp đồng phân không đối quang có lượng khác nhau. Cặp đối quang có lượng bằng nhau

[email protected]



Cặp đồng phân không đối quang có điểm nóng chảy khác nhau. Cặp đồng phân đối quang có điểm

nóng chảy bằng nhau

Bài 5: Một thành phần S của dầu hoa hướng dương có cấu tạo sau:cis

H2C OOC(CH2)7 C C (CH2)7CH3H H

HC

H2C

OOC(CH2)7

OOC(CH2)18CH3

cisC CH H

H2 cisC C C

H H(CH2)4CH3

a. Có bao nhiêu đồng phân đối quang của S? Dùng dấu hoa thị (*) để chỉ ra các tâm đối xứng gương

của phân tử, nếu có.

b. S tác dụng với natri metoxit cho hỗn hợp 3 este metyl. Đề nghị tên của 3 este này. Dùng cách ghi

Z, E nếu cần.

c. Cho các este metyl chưa no tác dụng với ozon rồi với kẽm để xác định vị trí của các liên kết đôi

trong phân tử. Viết công thức cấu tạo của 4 hợp chất có nhóm chức andehit. Viết tên IUPAC của

chúng.

d. Chỉ số xà phòng hóa của một chất béo được định nghĩa là số miligam kali hydroxit cần để thuỷ

phân 1g chất béo. Chỉ số này được dùng để so sánh các khối lượng phân tử tương đối của chất

béo. Hãy tính thể tích của kali hydroxit 0,996M cần dùng để xà phòng hóa 10,0g chất béo S

e. Chỉ số xà phòng hóa của S là bao nhiêu?

f. Chỉ số iot của chất béo được định nghĩa là số gam iot (I2) có thể tham gia phản ứng cộng với 100g

chất béo. Hãy tính chỉ số iot của chất S.

BÀI GIẢI:

a. Các phân tử của chất thành phần S có hai đồng phân đối quangcis

H2C OOC(CH2)7 C C (CH2)7CH3H H

HC*

H2C

OOC(CH2)7

OOC(CH2)18CH3

cisC CH H

H2 cisC C C

H H(CH2)4CH3

b. Các công thức cấu tạo và tên gọi của este metyl là:O

(Z) - metyloctadec-9-enoatO

O

O (9Z;12Z) - metyloctadec-9,12-dienoat

O

O metyl octadecanoat

[email protected]



c. Ozon phân S rồi tác dụng với Zn cho các andehit sau:

nonal O O

hexanalO O

metan dicacbadehit

O

O O metyl nonalat

d. Số mol KOH đã dùng nhiêu gấp 3 lần số mol triglixerit S

-3(S)

10,0n = = 11,29.10 (mol) = 11,29 (mmol)

885.402; VKOH = 3.n/V = 34,0 mL

e. Chỉ số xà phòng hóa = 3,40(mmol/g).56,11(g/ mol) = 191

f. 112,9mmol S có chứa 3 . 112,9mmol liên kết đôi C = C

Vậy m(I2) = 0,3388(mol) . 253,8(g/mol) = 85,98g Chỉ số iot = 86

Bài 6: Axit xitric (axit-2-hydroxy-1,2,3-propantricacboxylic) là axit sơ cấp của các loại cây thuộc họ cam,

chanh và cũng góp phần làm nên vị chua đặc trưng của nó. Cách sản xuất thủ công nhất của nó là lên men

mật mía hay tinh bột, họ sử dụng loại nấm Aspergillus niger tại pH = 3,5. Axit xitric được sử dụng rộng

rãi trong công nghiệp thực phẩm, sản xuất nước ngọt và làm thuốc cắn màu trong công nghiệp

phẩmnhuộm. Ngoài ra nó cũng là một chất trung gian quan trọng trong c ác qúa trình sinh hóa.

a. Chất nào được sinh ra khi ta đun nóng axit xitric với axit sunfuric đặc ở 45 –50oC. Hãy viết công

thức cấu tạo và đọc tên của sản phẩm tạo thành theo IUPAC. Loại axit hữu cơ nào tham gia được

phản ứng trên?

Sau khi đun nóng axit xitr ic với axit sunfuric, người ta thêm vào anisol (metoxybenzen) vào hỗn hợp phản

ứng và nhận được chất A(C12H12O5).

A tạo anhydrit khi đun nóng với anhydrit axetic

Để trung hoà 118mg A cần 20mL dung dịch KOH 0,05N

Cùng một lượng chất A như trên có thể phản ứng hết được với 80mg brom để tạo thành sản

phẩm cộng

b. Xác định công thức cấu tạo A

c. Xác định các đồng phân có thể có của A sinh ra trong phản ứng trên, hãy xác định cấu dạng và viết

tên IUPAC của chúng.

d. Trong phản ứng brom hóa thì có bao nhiêu đồng phân lập thể của A được sinh ra. Hãy vẽ công

thức chiếu Fischer của chúng.

e. Xác định cấu hình tuyệt đối của các trung tâm bất đối trong các sản phẩm ở câu d

Nếu trong phản ứng hình thành A ta thay anisol bằng chất khác như phenol hay resoxinol thì tương ứng ta

thu được các chất B và C. B không cho phản ứng màu khi tác dụng với FeCl3 nhưng C thì có. Trong cùng

điều kiện phản ứng tạo thành 2 chất B, C thì hiệu suất tạo thành C cao hơn.

[email protected]



f. Xác định công thức cấu tạo của B và C

g. Phản ứng tạo thành A và B khác nhau ở điểm cơ bản nào?

h. Lý do tại sao hiệu suất tạo thành C cao hơn tạo thành B

BÀI GIẢI:a. Phản ứng

H2C COOH

4

H2C COOH

HO C COOH 2 4H SO C O + H2O + CO

H2C COOH H2C COOH

axit-1,3-pentadioic

Chỉ có các axit - hydroxy cacboxylic mới tham gia phản ứng này

b. - Khối lượng phân tử A = 236

20mL KOH 0,05M phản ứng đủ với 118mg A

1000mL KOH 1M phản ứng đủ với 118g A

A phải là axit 2 chức

- Khối lượng phân tử A = 236

80mg Br2 phản ứng đủ với 118mg A

160mg Br2 phản ứng đủ với 236mg A

A có chứa một liên kết đôi. Trong phân tử A có chứa vòng anisol

Nó lại được hình thành từ axit HOOC– CH2 –CO–CH2 –COOH và có công thức phân tử C12H12O5.

Do có sự cản trở không gian của các nguyên tử hydro trong anisol nên nhóm thế buộc phải nằm ở

vị trí para so với nhóm –OCH3. Như vậy công thức cấu tạo của chất A sẽ như sau:

H3COCOOH

COOHVì A tạo được anhydrit nên hai nhóm -COOH buộc phải ở cùng phía so với liên kết đôi.

c. Các đồng phân của A

OCH3COOH

COOH

axit-(E)-3-(2-metoxyphenyl)-2-pentendioic

OCH3COOH

COOH

axit-(Z)-3-(2-metoxyphenyl)-2-pentendioic

[email protected]



HOOC

H3COCOOH

axit-(Z)-3-(4-metoxyphenyl)-2-pentendioic

d. Hai sản phẩm khi cho A tác dụng với brom

COOH COOH

H BrHOOCH2C Br

Br HBr CH2COOH

OCH3 OCH31 2

Hai chất này là enantiomee. Cấu hình tuyệt đối tại các trung tâm lập thể

COOHH S Br

HOOCH2C Br

COOHBr R HBr S CH2COOH

OCH3 OCH31 2

f. Công thức cấu tạo các chất B và C

CH2COOH CH2COOH

O O HO O O

B Cg. Trong sự hình thành chất A từ anisol thì hướng tấn công là vị trí para so với nhóm –OCH3. Tuy nhiên

trong phản ứng tạo thành chất B từ phenol thì vị trí tấn công là ortho so với nhóm –OH. Sự khác nhau này

là do sự cản trở không gian của các nguyên tử hydro trong nhóm –OCH3. Như vậy sự tấn công có thể xảy

ra ở hai vị trí ortho và para nhưng hướng tấn công ortho được ưu tiên hơn do sản phẩm trung gian có thể

vòng hóa được để tạo sản phẩm bền B.

h. Phenol chỉ có 1 nhóm –OH trong vòng phenyl còn resoxinol thì lại có đến 2 nhóm –OH trong vòng

phenyl mà hai nhóm này lại ở vị trí meta. Điều này dẫn đến vị trí 4 trong resoxinol có mật độ electron lớn

đối với resoxinol.

6

1 OH HO

54

3

2 OH

Như vậy thì trong cùng điều kiện phản ứng thì lượng sản phẩm C luôn nhiều hơn B

[email protected]



Bài 7: Sự phát triển của các loại dược phẩm mới phụ thuộc chủ yếu vào tổng hợp hữu cơ. Phương pháp

chỉnh lại phân tử (fine-tuning) được sử dụng để có thể nhận được các tính chất như mong muốn. Sau đây là

qúa trình tổng hợp thuốc gây mê cục bộ proparacaine (còn được gọi là proxymetacaine), chất này được sử

dụng để điều trị các bệnh về mắt.

1. Hoàn thành qúa trình tổng hợp bằng cách viết công thức cấu tạo các chất A, B, C, D và E

O

OH HNO3

HO

n-C3H7ClA

baz BSOCl2 HOCH2CH2N(C2H5)2

C DH2/Pd(C)

E

Tất cả đều là các sản phẩm chính

2. Khi ta nitro hóa axit - m – hydroxybenzoic thì thu được những sản phẩm nào?

3. Khi t – C4H9Cl được sử dụng ở bước 2 thay cho C3H7Cl thì điều này sẽ dẫn tới:

a. Một sản phẩm tương tự B (nếu điều này đúng hãy viết CTCT sản phẩm)

b. Không có phản ứng

c. Sự phân hủy t –C4H9Cl

d. Một phản ứng thể SE

Hãy chọn câu trả lời đúng

BÀI GIẢI:

1. Công thức cấu tạo các chất từ A đến E:

OO2N

OH

HOA

OO2N OH

H3CH2CH2COB

OO2N

Cl

H3CH2CH2COC

O2N

H3CH2CH2CO

O

OCH2CH2N(C2H5)2

D

H2N

H3CH2CH2CO

O

OCH2CH2N(C2H5)2

E

2. Công thức cấu tạo các sản phẩm:NO2 O

OH

OH3. c

O

OH+

O2NOH

Bài 8: Viết cơ chế của các phản ứng sau đây:

a. Base6 5 3 2 6 5 2 3C H COCl CH CH OH C H COOCH CH

b. acid3 2 2 3 4CH CONH H O CH COOH NH

[email protected]



BÀI GIẢI:

a. Cơ chế phản ứng:

CH3CH2OH+ Cl C

O

CH3CH2 O C

OH

Cl+

-

CH3CH2 O C

OH

Cl

CH3CH2 O C

O

- HCl

b. Cơ chế:

NH2CCH3

O

H+

NH2CCH3

OH+

OH2CH3 C

NH2

OH

O

H

H

H+

CH3 C

NH2

OH

HOH

+

CH3 C

NH3+

OH

HO CH3COOH NH4+

++

-+

Bài 9: Loại dược phẩm được sử dụng nhiều nhất trong tất cả mọi thời đại là axit axetylsalixilic (ASS), nó

được bày bán rộng rãi trên thị trường dưới tên thương mại là aspirin để làm thuốc chống nhức đầu. Cái tên

aspirin là do một công ty ở Đức đề xuất năm 1899. ASS có thể được tổng hợp bằng con đường sau đây:

Viết công thức cấu tạo của A, B, C và ASS.

BÀI GIẢI

Phản ứng đầu tiên là phản ứng Kolbe – Schmidt, tiếp theo là phản ứng proton hóa, sau phản ứng này thì axit

salixilic B được hình thành. Phản ứng với anhydrit axetic sẽ dẫn đến việc tạo thành axit axetylsalixilic ASS.

[email protected]



Bài 10: Sildenafil (một loại thuốc tăng lực) được tổng hợp theo sơ đồ:

I

Sildenafil

NH2NH2 1. M e2SO4, dd NaOH

2. NaOH, H2O

HNO3, H2SO4

50oC, 2 hA B C

SOCl2, DM F, toluen, 55oC, 6 h

dd NH3, 20oC, 2 hC

OEtO

O

O

Hhåi l u, 2 h,- NHN

ClSO3H, SOCl2

to phßng, 18 hG

10oC, 2 h

NH , H2ONCH3-N)2CO(N

EtOAc, 500C, 4 h

H2 (50 psi), 5% Pd/CED

OH

OOEt

O

O

NN CH3S

HN

NPr

NN

Et

O2

CH3

KINHN

E , EtOAc

to phßng, 70 hL

1. Hãy hoàn chỉnh dãy phản ứng trên, biết rằng:o Quá trình chuyển sang G có tạo thành axit sunfonic trung gian sau đó m ới chuyển

thành sunfonyl clorua.

o N,N,-cacbonylđiimiđazol (CDI) là m ột loại tác nhân dùng để hoạt hoá axit cacboxylic

cho phản ứng thế nucleophin của nhóm cacbonyl.2. Viết cơ chế phản ứng chuyển [I] thành K.

BÀI GIẢI

NH2NH2 HNO3, H2SO4

50oC, 2 h

C

OEtO

O

O

EtOAc, 500C, 4 hSOCl2, DMF, toluen, 55oC, 6 h

dd NH3, 20oC, 2 h

H2 (50 psi), 5% Pd/C

E

C

D

H2N

O

NN

PrH2N

CH3CH3

H

A

1. Me2SO4, dd NaOH

2. NaOH, H2O

H2N

O

NN

PrO2N

EtO

O

NN

Pr B

CH3

HO

O

NN

Pr

HO

O

NN

PrO2N

CH3

ClSO3H, SOCl2tophßng, 18 h

H

Me

håi l u, 2 h , -

N)2CO(N

K

10oC, 2 h

H

I

OEt

OH

O

NH , H2ONCH3-

OEt

SO2Cl

OH

O

G

OEt

S

OH

O

O2 N CH3N

OEt

S

O

O

O2 N CH3N

OOEt

S

O

O2 N CH3N

NHN

NN NHNNN

[email protected]



K E, EtOActophßng, 70 h

L

OEt

SO2 N CH3N

H

O

O

N

H2N

NNCH3

Pr

2. Cơ chế từ [I] sang K

- H+

OEt

S

OC

O

O2N CH3N

NN

O

NHN

OEt

S

OC

O2N CH3N

NN

O

NN

O

+ H+

+ CO2 +

OEt

S

O

O2 N CH3N

NN

NHN

(-)

Bài 11: Viết công thức cấu tạo của sản phẩm cuối (nếu có) từ các phản ứng sau:

+ (I2, KI, NaHCO3) A

Br

CH3

H2N CH COOH B+

BÀI GIẢIA là

OO

I

B không tồn tại vì phản ứng không xảy ra

Bài 12: Sản phẩm nào được tạo thành khi cho stiren oxit tương tác v ới dietylmalonat?

BÀI GIẢI:

O

CH(COOEt)2 CH CH2

COOEtC

O COOEt

OO

Ph

EtOOCO

2

o

1.OH,H O

2.H3.t

Bài 13: Viết công thức cấu trúc các dạng enol của dietylmalonat (1), Etylaxetoaxetat (2). Trong các cấu

trúc của (2), cho biết dạng nào bền nhất, dạng nào kém bền. Giải thích?

COOH

O

Ph

O

[email protected]



BÀI GIẢI:

a. Các cấu trúc

CH

OEt

OH

O

EtO CH

OEt

O O

EtO

H

OEt

O O

EtO

b. Trong đó:

- Dạng A ít bền do nối đôi không li ên hợp

- Dạng B bền nhưng không có cộng hưởng este

- Dạng C bền nhất do có nối đôi liên hợp và cộng hưởng este

CH3COCH2COOEtCH2 OEt

OH

O

CH

CH3 OEt

O O

CH

CH3 OEt

OH

O

H

AB

C

Bài 14: Khi xử lý axit salixylic với dung dịch n ước brom dư thì axit dễ dàng tạo thành tribromphenol.

Viết cơ chế. Có thể chờ đợi phản ứng của axit m - và p-hidroxibenzoic không?

BÀI GIẢI:

OHCOOH

BrBr2

OHCOOH

H+

O

Br

C O HO

H+

CO2Br

O

Br2

H+

Br

Br

BrOH

+ - -

Tạo thành xetoaxit torng gian, loại hợp chất này dễ bị decacboxyl hóa.

Đồng phân meta- khó xảy ra phản ứng vì không tạo thành xetoaxit

Đồng phân para- có thể được vì hợp chất này là xetoaxit có nối đôi ở ,

O

COOHBr

[email protected]



Part 2: AMINOAXIT – AMIN – PROTEIN

N

O

N

O

N N

O

N

N----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bài 1: Hợp chất hữu cơ A có 74,074% C; 8,642% H; c òn lại là N. Dung dịch A trong nước có nồng độ %

khối lượng bằng 3,138%, sôi ở nhiệt độ 10 0,372oC; hằng số nghiệm sôi của nước là 1,86oC.

1. Xác định công thức phân tử của A.

2. Oxi hóa mạnh A thu được hỗn hợp sản phẩm trong đó có E (axit piridin -3-cacboxilic) và F

(N-metylprolin). Hãy xác định công thức cấu tạo của A và cho biết giữa E và F chất nào được sinh ra

nhiều hơn, chất nào có tính axit mạnh hơn.

3. A có 1 đồng phân cấu tạo là B; khi oxi hóa mạnh B cũng sinh ra 1 hỗn hợp sản phẩm trong đó có E v à

axit piperidin-2-cacboxilic. Xác định công thức cấu tạo của B.

4. Cho A và B tác dụng với HCl theo tỷ lệ mol 1:1, chất n ào phản ứng dễ hơn? Viết công thức cấu tạo

của các sản phẩm.

BÀI GIẢI:

1. 1:7:514

284,17:

1

642,8:

12

074,74N:H:C (C5H7N)n

mol/g162372,0

1100

862,96

138,386,1

t

m.kM

81n = 162 n = 2; CTPT: C10H14N2

2.

FE A

N N

COOH

N COOH

CH3

NCH3

E sinh ra nhiều hơn F

3.

BAxit piperidin -2-cacboxilic:

anabazin

N NCOOHH

NH

4.

Cl-

N

NH

N

N

H3CCl-

[email protected]



Bài 2: Sắp xếp có giải thích sự tăng dần tính axit của:

(D)(A) (B) (C)

;N

COOH

;

COOH

;

CH2COOH

N COOH

BÀI GIẢI:

(D)

<<<-I1CH2COOH

(C) (A)

-I2-I3NHCOO

-C3

(B)-C4

-I4

N

COOHCOOH

Vì: - I1 < - I2 nên (C) có tính axit lớn hơn (D).

(A) và (B) có N nên tính axit lớn hơn (D) và (C)

(A) có liên kết hiđro nội phân tử làm giảm tính axit so với (B).

Bài 3: L-Prolin hay axit (S)-piroliđin-2-cacboxylic có pK1 = 1,99 và pK2 = 10,60. Piroliđin (C4H9N) là

amin vòng no năm cạnh.

1. Viết công thức Fisơ và công thức phối cảnh của L-prolin. Tính pHI của hợp chất này.

2. Tính gần đúng tỉ lệ dạng proton hóa H 2A+ và dạng trung hoà HA của prolin ở pH = 2,50.

3. Tính gần đúng tỉ lệ dạng đeproton hoá A và dạng trung hoà HA của prolin ở pH = 9,70.

4. Từ metylamin và các hóa chất cần thiết khác (benzen, etyl acrilat, natri etylat và các ch ất vô cơ), hãy

viết sơ đồ điều chế N-metyl-4-phenylpiperiđin.

BÀI GIẢI:

1. pHI =1,99 10,6

2

= 6,3

NH HCOOH

N

COOHH

H

NH HCOOH

N

COOHH

H

2. Áp dụng phương trình Henderson - Hasselbalch

H2A+ 1K HA + H+ ;+

1 +2

[HA][H ]K

[H A ]

+2

[HA]lg

[H A ]= pH – pK1 = 2,50 – 1,99 = 0,51 Suy ra:

+2

[HA]

[H A ]= 3,24

Vậy ở pH = 2,50 dạng trung hoà chiếm nhiều hơn dạng proton hóa 3,24 lần.

Hay tỉ lệ giữa dạng proton hóa và dạng trung hoà là 0,309

3. H2A+ + A [A ]

HA

; suy ra lg[A ]

HA

= pH pK2 = 9,70 10,60 = 0,90

[email protected]



=>[A ]

HA

= 0,126 1

8

Vậy ở pH = 9,7 tỉ lệ giữa dạng đeproton h óa và dạng trung hoà là1

8 .

4.CH3NH2 CH3-N

+Br2/Fe, to Br Mgete

MgBr

Bài 4: Hãy cho biết các sản phẩm của sự thủy phân trong môi trường axit của các chất CH3CONH2 ,

ON

O

O CH3

BÀI GIẢI:

ON

O

O CH3

CH3-CONH2

+CH3-NH2-CH2-COOH + HOCH2COOH

CH3-COOCH3 CH3-COOH + CH3OHH2O

H+ , tO

CH3-COOH + NH4+H2O

H+ , tO

H2O

H+ , tOO

N

O

O CH3

CH3-CONH2

+CH3-NH2-CH2-COOH + HOCH2COOH

CH3-COOCH3 CH3-COOH + CH3OHH2O

H+ , tO

CH3-COOH + NH4+H2O

H+ , tO

H2O

H+ , tO

2.

.

Bài 5: Hợp chất A (C5H11O2N) là một chất lỏng quang hoạt. Khử A bằng H2 có xúc tác Ni sẽ được B

(C5H13N) quang hoạt. Cho B tác dụng với axit HNO 2 thu được hỗn hợp gồm ancol C quang hoạt và ancol

tert-amylic (2-metyl-2-butanol).

Xác định công thức cấu tạo của A. Dùng công thức cấu tạo, viết phương trình các phản ứng tạo

thành B, C và ancol tert-amylic từ A.

BÀI GIẢI:

N

O

CH3

CH2-CH2-COOC2H5

CH2-CH2-COOC2H5

2CH2=CH-COOC2H5

1. OH-

CH3

N

COOC2H5

O

CH3

N

COOC2H5

O

2. H3O+, to

CH3

N

OC2H5ONa

1. C6H5MgBr

2. H3O+

CH3

N

OH C6H5

CH3

N

C6H5

H2SO4, 170oC

CH3

N

C6H5

H2, Ni, to

[email protected]



*

CH3 CH3CH2NO2

CH2CH

(A)

CH3 CH3CH2NH2

CH2CH CH3 CH3CH2

+CH2CH CH3 CH3

CH2OH

CH2CH

H2/ Ni HNO2 H2O

CH3 CH3CH3

CH2CCH3 CH3CH2

+CH2CH

CH3 CH3CH3

CH2CChuyÓn vÞ H2O+ OH

Bài 6: Từ benzen hoặc toluen và các chất vô cơ tổng hợp được các dược chất sau:

Axit 4-amino-2-hidroxibenzoic; axit 5-amino – 2,4 – dihidroxibenzoic.

BÀI GIẢI:

HNO3

H2SO4, t0

NO2

NO2

Sn/ HClNH2

NH2

OH

NH2

HNO2OH

NH2

CO2,OH-

t0,p

COOH

HNO3H2SO4, t

0

NH2

NH2

OH

OH

HNO2 CO2,HO

t0, p

OH

OH

COOH

OH

OH

COOH

O2N

OH

OH

Sn /HCl

COOH

H2N

hoặc

HNO3H2SO4, t

0

NO2

NO2

K2Cr2O7

NO2

NO2

NH2

NH2

Sn / HCl

CH3 CH3

H+

COOH COOH

OH

OH

HNO2

COOH

OH

OH

HNO3

COOH

H2SO4O2N

OH

OH

COOH

H2N

Sn / HCl

Bài 7:

a. Dùng công thức cấu tạo, hãy hoàn thành sơ đồ tổng hợp sau đây:

COCl2 + CH3OH C2H3O2Cl 6 5 2C H NH B 2HOSO Cl C8H8O4NSCl 3NH D

3H O

C6H8O2N2S.

b. Giải thích hướng của phản ứng tạo thành C8H8O4NSCl và C6H8O2N2S.

BÀI GIẢI:a. COCl2 + CH3OH CH3O-COCl

Chuyển vị

[email protected]



CH3OCOClC6H5NH2

NHCOOCH3

HOSO2Cl

NHCOOCH3

SO2Cl

NH2

SO2NH2

dNH3

NHCOOCH3

SO2NH2

H3O+

(B) (C) (D) (E)b. –NHCOOCH3 định hướng o, p; do kích thước lớn, tác nhân lớn nên vào vị trí p.

–NHCOOCH3 este-amit thủy phân thành CO2 , còn – SO2NH2 bền hơn.

Bài 8: TRF là tên viết tắt một homon điều khiển hoạt động của tuyến giáp. Thủy phân ho àn toàn 1 mol

TRF thu được 1 mol mỗi chất sau:

NH3 ;

N

H

COOH(Pro)

; HOOC-CH2-CH2-CH-COOH

NH2(Glu)

;N

N

H

CH2-CH-COOH

(His)

NH2

Trong hỗn hợp sản phẩm thủy phân không hoàn toàn TRF có dipeptit His -Pro. Phổ khối lượng cho biết

phân tử khối của TRF là 362 đvC. Phân tử TRF không chứa vòng lớn hơn 5 cạnh.

1. Hãy xác định công thức cấu tạo và viết công thức Fisơ của TRF.

2. Đối với His người ta cho pKa1 = 1,8 ; pKa2 = 6,0 ; pKa3 = 9,2. Hãy viết các cân bằng điện ly và ghi cho

mỗi cân bằng đó một giá trị pKa thích hợp. Cho 3 biểu thức:

pHI = (pKa1+pKa2+pKa3) : 3 ; pHI = (pKa1+pKa2) : 2 ; pHI = (pKa2+pKa3) : 2 ;

biểu thức nào đúng với His, vì sao?

3. Hãy đề nghị sơ đồ phản ứng với đầy đủ điều kiện để tổng hợp axit (D, L) – glutamic từ hidrocacbon

chứa không quá 2 nguyên tử cacbon trong phân tử.

BÀI GIẢI:

1. * Từ dữ kiện thủy phân suy ra 2 công thức Glu -His-Pro và His-Pro-Glu (đều có 1 nhóm –CO – NH2)

* Từ M = 362 đvC suy ra có tạo ra amid v òng (loại H2O)

* Từ dữ kiện vòng 5 cạnh suy ra Glu là aminoaxit đầu N và tạo lactam 5 cạnh, còn Pro là aminoaxit

đầu C và tạo nhóm – CO – NH2.

Vậy cấu tạo của TRF:

HN CH

O

CO-NH CH CO N CH CO-NH2

CH2

N

NH

[email protected]



Công thức Fisơ:

NHCO

CO

CO

CH2

NH2

H

H

H

O NNH

N

NH

2. Cân bằng điện ly của His:

COOH

HH3N

CH2

NH

NH

+

+

COO

HH3N

CH2

NH

NH

+

+

COO

HH3N

CH2

N

NH

+COO

H

CH2

N

NH

H2N-H+ -H+-H+

(+2) (+1) (0) (-1)

(1) (2) (3)

1,8 6,0(hoặc viết 3 cân bằng riêng rẽ; không cần công thức Fisơ)

* pHI = (pKa2 + pKa3) : 2 là đúng,

vì phân tử His trung hòa điện (điện tích = 0) nằm giữa 2 cân bằng (2) v à (3)

3. Tổng hợp axit (D,L)-glutamic

HC CHHCN NC – CH = CH2

20

CO, H

xt, t NC – CH2– CH2– CH=O 3HCN, NH

HOOC COOHN

NH2

C CH2 CH2 CH C N1) H2O, OH

2) H3O+

NH2

CH2 CH2 CH

Bài 9: Thủy phân hoàn toàn một hexapeptit M thu được Ala, Arg, Gly, Ile, Phe và Tyr. Các peptit E

(chứa Phe, Arg) và G (chứa Arg, Ile, Phe) được tạo thành trong số các sản phẩm thủy phân không ho àn

toàn M. Dùng 2,4-dinitroflobenzen xác định được amino axit Ala. Thủy phân M nhờ tripsin thu được

tripeptit A (chứa Ala, Arg, Tyr) và một chất B.

a. Xác định thứ tự liên kết của các amino axit trong M.

b. Amino axit nào có pH I lớn nhất và amino axit nào có pH I nhỏ nhất?

Biết cấu tạo chung của các amino axit l à H2N-CHR-COOH

AA’: Ala Arg Gly Ile Phe Tyr

R : CH3 (CH2)3NHC(=NH)NH2 H CH(CH3)C2H5 CH2C6H5 p-HOC6H4CH2

[email protected]



BÀI GIẢI:

a. Hexapeptit M có đầu N là Ala. Thuỷ phân M nhờ tripsin xác định được tripeptit là: Ala – Tyr – Arg.

Dipeptit E có cấu tạo Arg-Phe. Tripeptit G có cấu tạo: Arg-Phe-Ile. Do vậy amino axit đầu C là: Gly.

Ala –Tyr – Arg

Arg – Phe

Arg – Phe – Ile

Gly

Vậy cấu tạo của M: Ala – Tyr – Arg – Phe – Ile – Gly.

b. pHIlớn nhất: Arg, vì có nhóm guanidin (có 3 nguyên t ử N)

pHInhỏ nhất: Phe, vì có nhóm phenyl.

Bài 10: Isoleuxin được điều chế theo dãy các phản ứng sau (A, B, C, D là kí hiệu các chất cần tìm):

A B C D 3NH IsoleuxinC2H5ONa 2. HCl

Hãy cho biết công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D và Isoleuxin.

BÀI GIẢI:o

2 5 2 2 3

2 5

(C H OOC) CH NH1.KOH t3 2 3 C H ONa 2.HCl

CH CH CHBrCH A B C D Isoleux in

Bài 11: Người ta phân lập được một tetrapeptit (peptit A) từ prothrombin người. Cấu tạo của peptit A

được tiến hành xác định như sau:

a. Bằng phương pháp Edman thì nhận được trình tự aminoaxit của peptit A là Leu-Glu-Glu-Val.

b. Để tiếp tục xác định cấu tạo, người ta tiến hành điện di trên giấy ở pH 6,5 peptit A và một peptit tổng

hợp B (cũng có trình tự aminoaxit là Leu-Glu-Glu-Val) thì lại nhận được quãng đường di chuyển không

giống nhau, cụ thể như hình dưới đây:

Peptit A

Peptit B

0 1 2 3 đơn vị độ dài

2,5

1,7

CH

Br

CH3CH2 CH3 2252 CHOOC)H(C KOH.1 2Br 0t

[email protected]



c. Khi thuỷ phân hai peptit A và B bằng HCl 6N ở 110oC, thì cả A và B đều cho Leu(1), Glu(2), Val(1); nhưng khi

thuỷ phân bằng kiềm thì peptit B cho Leu(1), Glu(2), Val(1) còn peptit A cho Leu(1), X(2), Val(1).

Hãy giải thích các kết quả thực nghiệm để xác định cấu tạo của X và gọi tên X theo danh pháp IUPAC.

BÀI GIẢI:Xác định cấu trúc của X

- Phương pháp Edman thực hiện ở pH thấp,biết được trình tự là Leu-Glu-Glu-Val.

- Điện di ở pH 6,5 cho thấy peptit A dịch chuyển nhanh h ơn về phía cực dương(+), chứng tỏ A có điện

tích âm lớn hơn B,tính axit của A lớn hơn B.

- Khi thuỷ phân trong môi trường HCl 6N ở 110oC thì cả A và B đều thu được Leu(1), Glu(2) và Val(1).

Kết hợp với phương pháp Edman ở trên cho thấy các quá trình này thực hiện ở môi trường axit mạnh,pH

thấp.Ở pH thấp phân tử X bị đecacboxyl hoá,loại CO2 mất đi 1 nhóm –COOH.

- Khi thuỷ phân bằng kiềm peptit A tạo ra Leu(1),X(2) v à Val(1),trong môi trường kiềm không có quá

trình decacboxyl hoá nên nhận được X(2).

- Kêt hợp các kết quả trhí nghiệm cho thấy X có th êm 1 nhóm –COOH so với Glu tức là khi loại 1 nhóm

–COO thì X chuyển thành Glu.

XCO2

CH2 CH COOH

NH2

CH2HOOC

HOOC CH2 CHCH

NH2COOH

COOHX :VËy

Gọi tên: Axit 3-aminopropan-1,1,3-tricacboxylic

Bài 12: Hợp chất A(C6H12N2O2) quang hoạt, không tan trong axit loãng và bazơ loãng, phản ứng với

HNO2 trong nước tạo thành B (C6H10O4). Khi đun nóng B dễ dàng mất nước chuyển thành C (C6H8O3).

Hợp chất A phản ứng với dung dịch brom và natri hydroxit trong nước tạo thành D (C4H12N2), hợp chất

này phản ứng với HNO2 khi có mặt axit clohydric cho metyletylxeton.

1. Hãy xác định công thức cấu tạo của A, B, C, D v à gọi tên các hợp chất tạo thành.

2. Hợp chất A có thể có cấu trúc như thế nào? Dùng công thức Fisơ để mô tả.

BÀI GIẢI:

1. A phải là diamit nên có thể viết như sau:

C6H12N2O2 C4H8

CONH2

CONH2

Br2; OH-

H2OC4H8

NH2

NH2

DD là diamin, deamin hóa khi phản ứng với HNO2 và chuyển vị giống như pinacolin.Như vậy có thể viết như sau:

[email protected]



HCH3C

NH2

HC CH3

NH2

HNO2HCH3C

OH

HC CH3

OH

H+

-H2OCH3COCH2CH3

2,3-diaminobutanNhư vậy hợp chất A là diamit của axit 2,3-dimetylsucxinic có thể tồn tại ở dạng quang hoạt, phản

ứng với axit nitrơ cho ra axit 2,3-dimetylsucxinic.

CH3

H CONH2

H2NOC H

CH3

HNO2

CH3

H COOH

HOOC H

CH3

CH3

C

C

H

H3C

H3C

C

O

C

O

O

toC-H2O

anhydrit-2,3-dimetylsucxinic

2. Công thức Fisơ:

CH3

H CONH2

H2NOC H

CH3

CH3

H2NOC H

H CONH2

CH3

Bài 13: Tổng hợp hữu cơ

1. Hãy tổng hợp axit glutamic từ axit -xetoglutaric.

2. Hãy tổng hợp prolin từ axit adipic.

BÀI GIẢI:1. Quá trình tổng hợp như sau:

H2C

H2C

CH2COOH

CH2COOH

H2SO4HN3

H2C

H2C

CH2NH2

CH2

COOH

H+

P, Br2

H2C

H2C

CH2NH3+

CHCOOH

Br

OH-

NH

COOH

(A)(B)

[email protected]



hoặc:2

3 2

1)SOCl2)NH Br / KOH

2 4 2 2 4HOOC(CH ) COOH H NCO(CH ) COOH A rồi tiếp tục như trên

2. Quá trình tổng hợp như sau:

COOH

CO

(CH2)2

COOH

HCN

NH3

COOH

C

(CH2)2

COOH

CN

NH2H3O+

COOH

C

(CH2)2

COOH

COOH

NH2

COOH

CHNH2

CH2

CH2

COOH

-CO2

to

Bài 14: Peptit A có khối lượng phân tử 1007. Thuỷ phân hoàn toàn bằng axit cho các aminoaxit sau với

số mol bằng nhau: Asp, Cystin, Glu, Gly, Ile, Leu, Pro v à Tyr. Oxy hóa A với HCO2OH chỉ cho B chứa

hai gốc axit cysteic (ký hiệu là Cya), là một dẫn xuất của cystein với nhóm thiol bị oxy hóa thành axit

sunfonic.

1. Có bao nhiêu nhóm chứa axit sunfonic được tạo thành từ sự oxy hóa một liên kết disunfua?

Thuỷ phân không hoàn toàn B cho một số di và tri-peptit (B1 – B6). Trật tự của mỗi sản phẩm thuỷ phân

được xác định trong những cách sau. Aminoaxit có N cuối được xác định bằng cách xử lý peptit với

2,4 – dinitroflobenzen (DNFB) để cho DNP – peptit. Sau khi thuỷ phân hoàn toàn DNP – peptit bằng axit,

thu được một DNP – aminoaxit, chất này có thể được xác định dễ dàng bằng cách so sánh với các DNP

– aminoaxit chuẩn.

2. Khi xử lý B1 với DNFB rồi thuỷ phân kế tiểp bằng axit tạo thành một sản phẩm là DNP – Asp. Điều

này cho thấy B1 có axit aspartic tại N cuối. Hãy viết cấu tạo đầy đủ của DNP – Asp tại điểm đẳng điện

của nó (không cần hóa học lập thể).

Kế đó, aminoaxit có C cuối được xác định bằng cách đun nóng peptit tại 100oC với hydrazin, chất này bẻ

gãy tất cả các liên kết peptit và chuyển tất cả trừ aminoaxit C cuối thành hydrazit của aminoaxit, còn

nhóm cacboxyl ở C cuối còn nguyên vẹn. Theo cách này, các aminoaxit N- và C- cuối được xác định thứ

tự toàn bộ của B1 – B6 như sau:

B1: Asp – Cya B4: Ile – Glu

B2: Cya – Tyr B5: Cya – Pro – Leu

B3: Leu – Gly B6: Tyr – Ile - Glu.

Thuỷ phân B với một enzym từ Bacillus subtilis cho B7 - B9 với thành phần như sau:

B7: Gly – NH2 (glyxinnamit) B8: Cya, Glu, Ile, Tyr

B9: Asp, Cya, Leu, Pro

3. Viết trình tự của B8 nếu thu được DNP – Cya khi xử lý B8 với DNFB rồi thuỷ phân hoàn toàn sau đó

bằng axit.

4. Nếu các aminoaxit N- và C- cuối của B9 được xác định theo thứ tự là Asp và Leu, viết trình tự của B9.

[email protected]



5. Viết cấu tạo đầy đủ của A và chỉ rõ vị trí của liên kết disunfua.

Tuy nhiên khối lượng phân tử của A tính được thì lớn hơn gía trị thực nghiệm hai đơn vị. Quan sát kỹ

lưỡng hỗn hợp thu được từ sự thủy phân hoàn toàn bằng axit của A ngoài các aminoaxit tìm được lúc đầu

còn có 3 đương lượng mol amoniac cũng được tạo thành.

6. Đề nghị cấu tạo điều chỉnh của A và khoanh tròn (một hay nhiều vị trí) trên cấu tạo này để cho thấy tất

cả các nguồn tạo amoniac có thể có.

BÀI GIẢI:1. 22. Công thức cấu tạo:

O

O2NOH

OHN H

NO2 O

3. Trình tự của B8 là: Cya – Tyr – Ile – Glu.

4. Trình tự của B9 là: Asp – Cya – Pro – Leu.

5. Cấu tạo đầy đủ của A là: Cys – Tyr – Ile – Glu – Asp – Cys – Pro – Leu – Gly – NH2

6. Cấu tạo điều chỉnh của A:Cys – Tyr – Ile – Gln– Asn– Cys – Pro – Leu – Gly – NH2

Các vị trí gạch chân là các vị trí tạo amoniac.

Bài 15: Phản ứng ngưng tụ giữa axit cacboxylic và amin sinh ra amit. Ví dụ: ngưng tụ axit fomic với

dimetylamin sinh ra N,N-dimetylfomamit, nó có các cấu trúc cộng hưởng sau:

NHCH3

CH3

O

N+

HCH3

CH3

O

1. Xếp các chất N,N-dimetylfomamit (A). N-metylaxetamit (B) và propanamit (C) theo thứ tự tăng dần

nhiệt độ sôi.

2. Nhóm cacbonyl thường được nhận diện bằng dải hấp thụ mạnh trong phổ hồng ngoại (IR). Vị trí vân

hấp thụ phụ thuộc vào độ bền liên kết C = O. Đối với amit thì độ bền của liên kết C = O có thể được xác

định dựa vào hình vẽ trên. Ví dụ: nhóm C = O của xiclohexanon cho vân hấp thụ ở 1715cm-1. Để so sánh

với xiclohexanon thì các giá trị nào sau đây là phù hợp với nhóm C = O của propanamit?

a) 1660cm-1 do độ dài liên kết ngắn của nhóm cacbonyl.

[email protected]



b) 1660cm-1 do độ dài liên kết dài của nhóm cacbonyl.

c) 1740cm-1 do độ dài liên kết ngắn của nhóm cacbonyl.

d) 1740cm-1 do độ dài liên kết dài của nhóm cacbonyl.

3. Glyxin (H2N – CH2 – COOH) là - aminoaxit. Ba phân tử glyxin có thể tạo ra tripeptit Gly–Gly–Gly

thông qua phản ứng ngưng tụ tạo thành amit và kèm theo sự tách loại hai phân tử nước. Hãy viết công

thức cấu tạo của tripeptit.

4. Khi - aminoaxit chứa nhoam thế thìu lúc này sẽ xuất hiện hiện tượng đồng phân quang học. Ví dụ:

L–alanin và D–alanin là hai enantiome. Như vậy đối với 3 peptit glyxin, L–alanin và D–alanin ta có thể

thu được bao nhiêu tripeptit?

NH2 OHHH

ONH2 OH

CH3H

ONH2 OH

HCH3

O

Glyxin (Gly) L-Alanin (L-Ala) D-Alanin (D-Ala)

5. Tổng cộng có bao nhiêu đồng phân quang học từ các tripeptit trên?

Hiện nay, “polyacrylamide gel with electrophoresis” (PAGE) được sử dụng rộng rãi trong việc phân tích

protein và axit nucleic. Tuy nhiên một trong số những ứng dụng của keo polya mit là phân lập các hợp chất

phenol bằng sắc ký bản mỏng. Các phenol có chứa các nhóm thế khác nhau thì có tính axit khác nhau.

Tính axit khác nhau thì liên kết với keo PAGE càng mạnh.

6. Sắp xếp các chất sau: phenol (D), 4 – metylphenol (E) và 4–nitrophenol (F) theo thứ tự giảm dần khả

năng liên kết với PAGE. Khả năng hấp thụ một chất trong phổ tử ngoại - khả kiến (UV – Vis) phụ thuộc

vào số liên kết đôi liên hợp trong phân tử đó. Một hợp chất có từ 5 nối đôi liên hợp trở lên thì có xu hướng

hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến nên kết qủa là chúng có màu. Ví dụ phenolphtalein là một chất chỉ

thị axit – bazơ thông dụng. Trong dung dịch có tính axit và trung t ính nó không có màu còn trong dung

dịch bazơ nó có màu đỏ tím (pH: 8,3 – 10,0)

OH

H2SO4

CO

O

OHOH

OH-

H+

G + 2dac

180 oC , 5hH

Phenolphtalein

7. Viết công thức cấu tạo của H.

8. Phenolphtalein có thể được điều chế bằng cách cho chất G phản ứng với hai mol phenol. G phải là

chất nào trong số các chất dưới đây để phản ứng đạt hiệu suất cao nhất.

[email protected]



HH

O

O

HOH

O

O

O

O

O

O

a b c d

BÀI GIẢI:

1. Thứ tự sắp xếp các chất theo nhiệt độ sôi: C > B > A.

Giải thích: Từ cấu trúc cộng hưởng của amit cho thấy nó có một phần điện tích âm trên nguyên tử oxy và

một phần điện tích dương trên nguyên tử nitơ. Amin bậc 1 và bậc 2 có liên kết hydro mạnh hơn amin bậc

3 (Propanamit: 79oC; N- metylaxetamit: 28oC và N,N-dimetylfomamit: -61oC).

2. Câu b

3. Gly-Gly-Gly

HN

NN

OH

H

H

HO O

O

H3NN

NO

H

HO O

O

+

d ạng lưỡng cực.

4. 27

5. Trong số đó thì 26 tripeptit có đồng phân quang học

Aminoaxit không có tính quang hoạt: H2N – GGG – OH

Aminoaxit có tính quang hoạt: H2N–GGLA–OH; H2N–GGDA–OH …

6. Khả năng liên kết với PAGE giảm dần theo thứ tự F > D > E.

7. H là

O

O

O

OH

OH

O

O

O

8. Chất d

Bài 16: Protein hiện diện trong hầu hết các tế bào sống và đóng một vai trò quan trọng trong hóa học của

sự sống. Nó được tạo thành từ các đơn vị cấu trúc là các axit - - aminocacboxylic. Peptit là cac protein

“thu nhỏ” với một vài aminoaxit. Liên kết peptit là các liên kết amit được hình thành từ sự ngưng tụ của

nhóm amin của aminoaxit này với nhóm cacboxyl của aminoaxit kế cận.

1. Peptit nào nhận được từ phenylalanine F và alanin A? Chỉ ra cấu trúc của chúng.

[email protected]



NH2

O

OHNH2

O

OHNH2

O

OHNH2

O

OH

A G L F

Trong phương pháp phân tích cấu trúc peptit thì việc nhận diện aminoaxit đầu N và đuôi C đóng vai trò

cực kỳ quan trọng. Phương pháp Sanger giúp ta nhận diện được aminoaxit đầu N bằng cách xử lý

aminoaxit với 2,4-dinitroflobenzen trong môi trường kiềm yếu, sau đó là thuỷ phân toàn bộ chuỗi peptit

với xúc tác axit. Aminoaxit đầu N sẽ tạo ra kết tủa màu vàng và dễ dàng được nhận diện bằng phương

pháp sắc ký giấy. Sanger đã được trao giải thưởng Nobel năm 1958 và 1980.

2. Viết phản ứng xảy ra khi ta sử dụng tác nhân Sanger (để cho gọn ta viết aminoaxit đầu N có công thức

là H2NR) để nhận diện aminoaxit đầu N.

Với aminoaxit đuôi C, chứa nhóm chức –COOH tự do trong peptit được phân lập bằng cách sử dụng

enzym cacboxipeptidaza để thủy phân, enzym này chỉ thủy phân aminoaxit ở cuối mạch. Đối với một

tetrapeptit chứa cac aminoaxit F, A, glyxin G và leuxin L thì phương pháp thủy phân bằng enzym

cacboxipeptidaza thì aminoaxit đuôi C được nhận diện là F. phương pháp Sanger cho biết aminoaxit đầu

N được nhận diện là G.

3. Đề nghị công thức cấu tạo của peptit. Hãy viết các công thức cấu tạo của chúng.

BÀI GIẢI:

1. Công thức của các peptit nhận được:

NH2

NH

OH

O

O

NH2

NH

OH

O

OPh

Ph

NH2

NH

OH

O

OPh

NH2

NH

OH

O

O

Ph

AA FF FA AF

2. Phản ứng xảy ra:

F

NO2

O2N H2NR NHR

NO2

O2N RNH3F+ 2 +

3. Không thể biết được thứ tự hai aminoaxit giữa là AL hay LA nên peptit ban đầu có có thể có cấu tạo

như sau: GALF hoặc GLAF.

Bài 17: Coniin là hợp chất rất độc được tìm thấy trong cây độc sâm (conium maculatum). Triết gia cổ đại

người Hy Lạp Socrates đã bị giết bởi chất này. Coniin là một hợp chất chứa nitơ và là một ancaloit. Xác

định hóa tính và hóa lập thể của coniin bằng cách hoàn thành các chuỗi phản ứng sau. Vẽ CTCT A, B, C.

[email protected]



Trong đó:

Hofmann exhaustive methylation: sư metyl hóa triệt để theo Hofmann

Optically active: hoạt động quang học

BÀI GIẢI:

Bước oxy hóa bằng KMnO4 tham khảo trong tài liệu: A. M. Castano, J.M. Cuerva, A. M. Echavarren,

Tetrahedron Letters, 35, 7435-7438 (1994)

[email protected]



Bài 18: Peptit là các polyamit mạch thẳng sinh ra bằng các liên kết “đuôi nối với đuôi” của các aminoaxit

có cấu hình L (tức S).

1. Các dipeptit nào có thể được tạo thành bằng cách ngưng tụ L–alanin và L–phenylalanin? Sử dụng các

công thức lập thể trong câu trả lời.

2. Sự kéo dài từng phần mạch peptit hầu hết luôn bắt đầu từ nguyên tử C của các aminoaxit bậc ba (sử

dụng ở dạng este) liên kết với mỗi đơn vị aminoaxit kế tiếp (sử dụng ở dạng dẫn xuất thế ở Ni tơ) dẫn đến

sự thay thế nguyên tử N - thế trước khi đơn vị kế tiếp được gắn vào. Dẫn xuất thế thường được sử dụng là

các nhóm ankoxy cacbonyl ROCO – và dẫn xuất cacbamat của nó.

Hãy giải thích lý do tại sao sự hiện diện của nhóm thế (nhóm bảo vệ) của nguyên tử nitơ amin làm trở

ngại việc tạo liên kết amit với nhóm cacboxyl. a. Vì nitơ bây giờ chỉ còn có 1H ; b. Vì nhóm bảo vệ có

mật độ electron ít hơn nguyên tử nitơ. ; c. Vì nhóm bảo vệ chắn sự tấn công của nhóm cacbonyl ; d. Vì sự

kháng tĩnh điện ; e. Vì nó vốn đã là một amit.

3. Vẽ các công thức cộng hưởng của một nửa nhóm amit. Sử dụng các ký hiệu lập thể và các mũi tên để

chỉ rõ sự chuyển dịch electron.

4. Tác nhân nào dưới đây sẽ được sử dụng để gắn nhóm benzylcacbamat vào một amin (nhóm Bergmann

– Zervas). Viết phản ứng. a. C6H5CH2OCONH2, b. C6H5CH2OCO2CH3, c. C6H5CH2OCO2C(CH3)3,

d. C6H5CH2OCOCl, e. C6H5OCOCl

5. Việc loại nhóm bảo vệ ankoxycacbonyl thường kèm theo phản ứng cắt mạch dưới tác dụng của các

axit theo sơ đồ:

Xếp khả năng tăng dần tính hoạt động của các cacbamat sau đây dưới tác dụng của axit:

BÀI GIẢI:

1. Công thức cấu tạo các peptit có thể có:

[email protected]



Các dipeptit vòng (dixeto piperazin) cũng được chấp nhận:

2. Câu trả lời tốt nhất là b và e

3.

4. Tác nhân e (benzylclofomiat) sẽ phản ứng với amin theo sơ đồ sau:

5. Nếu chúng ta giả thiết trạng thái chuyển tiếp có tạo thành ion cacboni thì chất nào tạo

thành ion cacboni dễ dàng nhất thì tính bền cũng tỉ lệ thuận với khả năng đó. Trong

chất D thì có sự giải toả electron mạnh nhất:

và khó nhất ở A:

Giải thích tương tự ta thấy cation tạo thành từ B bền hơn C. Như vậy thứ tự sẽ là: D > B > C > A

[email protected]



Bài 19: Công thức cấu tạo của các chất A và B trong sơ đồ điều chế nhựa melamin sau:

Xianogen clorua A 3NH Xianuramit (melamin) 2CH O B

N

N

N

NH2

NH2NH2

BÀI GIẢI:

C NN

N

N

Cl

ClCl

NH3 N

N

N

NH2

NH2NH2

HCHO N

N

N

NHCH2

NHCH2CH2HNn

Cl

Bài 20: Cho sơ đồ sau:

(-)-Serin 3

3

1.H OHCl OH NaSH4 9 2 2 4 8 2 2 4 9 2CH OH 2.OH

A B(C H Cl NO ) C(C H Cl NO ) D(C H NO S) E

Viết công thức Fisơ của E và cho biết cấu hình tuyệt đối (R/S) của nó.

BÀI GIẢI:Sơ đồ phản ứng

OH CH2 CH COOH

NH2

OH CH2 CH

NH3Cl

COOCH3 Cl CH2 CH

NH3Cl

COOCH3

PCl5

Cl CH2 CH

NH2

COOCH3 SH CH2 CH

NH2

COOCH3 SH CH2 CH

NH2

COOH

Công thức chiếu Fischer của E (cystein) E có cấu hình R vì độ hơn cấp của -CH2SH > -COOH

COOH

CH2SH

HH2N

R

Bài 21: Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C5H8O4)n với dung dịch axit

clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm. Cho A

phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C5H4O3) và C (C5H6O2).

[email protected]



a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C.

b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có

xúc tác axit.

c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C5H3NO4).

d. Viết phương trình phản ứng của D tác dụng với: (I) ; (II).

(II)

NH-N

O

OH2N

(I)

S

NH

S

O

BÀI GIẢI:

1. Trong lõi ngô và vỏ trấu có chứa pentozan, khi đun nóng với dung dịch HCl 12% chuyển

thành pentozơ rồi tách nước cho fufurol

A C2

OCHO

(C5H8O4)n HCl 12%CHO

(CHOH)3

CH2OH

- 3H2O

A(C5H4O2)O

CHO

KOH

OCH2OH

OCOOK

B

H3O+

OCOOK

OCOOH

H+b.

OCOOH +

OCH2OH

OCOOCH2

O

c. Để nitro hoá A cần phải bảo vệ nhóm anđehit bằng (CH 3CO)2O

(CH3CO)2O

OCH(OCOCH3)2

OCHO

Thực hiện phản ứng nitro hoá, sau đó thuỷ phân để phục hồi nhóm -CHO

H3O+

OCH(OCOCH3)2 CHO

OO2N

OCH(OCOCH3)2O2N

HNO3

D

d. Phản ứng của D với I và II

[email protected]



D I

CHOO

O2NN

ONH

OH2NCH

OO2N N N

ONH

O

II S

NH

S

O

CHOO

O2N CHO

O2NS

NH

S

O

Bài 22: Geniposit (hình dưới) là một hợp chất được tách ra từ quả dành dành. Thuỷ phân geniposit

sinh ra hai sản phẩm là genipin và D-glucozơ. Genipin tham gia phản ứng tạo màu với gelatin (đây

là cơ sở để phát hiện dấu vân tay trong kỹ thuật hình sự).

Hãy viết sơ đồ phản ứng tạo genipin và phản ứng của genipin với một aminoaxit để giải thích hiện

tượng trên

O

OO

OH

HO

HO

HOH2C

COOCH3

CH2OH

BÀI GIẢI:

Phản ứng thuỷ phân geniposit thu được genipin và D-glucozơ

O

HOH2CO

COOCH3

O

HOH2CO

COOCH3

O

CH2OH

OH

HO

HO

H

HO

HO

O+

OH

OH

OH

Gelatin (có trong da) cấu tạo từ các polipeptit, lấy đại diện là một aminoaxit như glyxin, ta có

phương trình:

+O

HOH2CO

COOCH3

H

H2N-CH2-COOHN-CH2

-COOH

HOH2CO

COOCH3

H

sản phẩm có màu để phát hiện dấu vân tay trong kỹ thuật h ình sự.

[email protected]



Part 3: CACBOHIDRAT - POLYMEO

OO

O

OO

CH2OH2C

OCH2 CH2

n--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CACBOHIDRAT

Bài 1: Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ tạo thành axit anđonic và axit anđaric, công th ức Haworth

các mono và đi γ-lacton của chúng và gọi tên các lacton ấy.

BÀI GIẢI:

CHO

HOOH

CH2OH

Br2 H2O

CH2OH

CH2OH

OH

OH

OHOH

OHHOHO

COOH

COOH

COOH

HNO3

OHOH

OH

OH

HOOH

O

C

O

O

OH

CH2OH

OH

OO

axit gluconic D- -gluconolacton

1,4-lacton cña axit glucaric

OO

OH

OH

COOHOH

OO

OH

OH

3,6-lactoncña axit glucaric1,4:3,6-dilactoncña axit glucaric

COOHOH

OOHOOH

O

Bài 2: Hợp chất X là một đường ba (tri – saccarit) có chủ yếu trong các thức ăn làm từ hạt bông. Hợp chất

X không phản ứng với dung dịch Benedict cũng như không đối quang. Sự thuỷ phân xúc tác axit tạo ra ba

đường D – hexozơ khác nhau A, B và C. Tất cả các hợp chất A và B cũng như hợp chất I (xem dưới đây)

đều cho cùng một osazon khi phản ứng với lượng dư phenylhydrazin trong môi trường axit. Hợp chất C

phản ứng với axit nitric tạo thành một hợp chất D không có tính quang hoạt (không triệt quang). Để thiết

lập quan hệ giữa cấu hình giữa D – glyxerandehit và C, chất đường andehit 4 cacbon (andotetrozơ) trung

gian khi bị oxy hóa bởi axit nitric không tạo th ành được một hợp chất meso. Khi A được xử lý bởi axit

nitric tạo thành axit aldaric có tính quang hoạt. Cả A và B đều phản ứng với 5 mol HIO4; A tạo thành 5

mol axit metanoic (axit fomic) và 1 mol metanal (fomandehit), trong khi đó B tạo thành 4 mol axit

metanoic, 1 mol metanal và 1 mol CO2. Cả A và B có liên quan với 1 andotetrozơ, andotetrozơ này là một

đồng phân không đối quang (diastereoiso mer) của chất mà C có tương quan. Sự metyl hóa của X rồi thủy

3,6-dilacton của axit glucaric1,4-lacton của axit glucaric3,6-lacton của axit glucaric

[email protected]



phân kế tiếp tạo thành 2,3,4-tri-O-metyl-D-hexozơ (E) (chuyển hóa từ A); 1,3,4,6-tetra-O-metyl-D-

hexozơ (F) (chuyển hóa từ B) và 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-hexozơ (G) (chuyển hóa từ C).

1. Xác định công thức chiếu Fischer của A, B, C

và D.

2. Vẽ đầy đủ công thức ch iếu Haworth tương ứng

để chỉ rõ kích thước vòng và hóa học lập thể

tuyệt đối của E, F và G.

3. Viết công thức chiếu Haworth của X.

BÀI GIẢI:

- Hợp chất X là một tri-saccarit, không phản ứng với dung dịch thuốc thử Benedict, không quang hoạt.

Điều này cho thấy X là một đường không khử và vì vậy chỉ có các liên kết axetal và xetal tồn tại ở tất cả

các cacbon anome.

- Trong ba monosaccarit thì A và B cho cùng một osazon như vậy có hóa học lập thể như nhau tại C-3;

C-4 và C-5 (và C-6).

- A và B cũng khác với hợp chất I (là D-mannozơ) tuy cho cùng một osazon và như vậy một trong số đó

phải là C-2 epime của D-mannozơ (là D-glucozơ) và chất kia phải là đường xeton tương ứng ở C-2 (như D-

fructozơ) (Suy luận này được kiểm nhận sau này bằng các phản ứng cắt mạch oxy hóa).

- Hợp chất C, sau phản ứng với axit nitric tạo một axit dicacboxylic không quang h oạt là axit andaric D.

Axit andaric như vậy có thể có hai dạng: là AA1 (D) và AA2

- Andotetrozơ tạo thành trước C (cũng như trước D) không cho một hợp chất meso sau phản ứng với axit

nitric và như vậy buộc phải là D-threozơ:

CH2OH

OHHH OH

CHOOHH

H OH

COOH

COOH

CH2OH

HOHH OH

CHOHOH

H OH

COOH

COOH

CH2OHH OH

CHO

Meso

doi xung

Như vậy axit andaric D tạo thành từ C nêu trên là AA1 và như vậy C phải là D-galactozơ. Hợp chất A phản

ứng với 5 mol axit HIO4 để tạo ra 5 mol axit metanoic (axit fomic) và một mol metanal (fomandehit) cho

phép đề nghị A là một andohexozơ trong khi đó B phản ứng với 5 mol HIO4 tạo được 3 mol axit metanoic,

1 mol metanal và 1 mol CO2 giúp dự đoán nó là một xetohexozơ.

[email protected]



Các hợp chất A và B có liên hệ với một tetrozơ khônggiống như C (liên quan với D –erithreozơ). Tetrozơ

liên quan đến A và B vì thế phải có cấu tạo sau đây và A là D – glucozơ còn B là D – fructozơ.

CH2OH

OHHH OH

CHO H OHOH HH OHH OH

CHO

CH2OH

OOH HH OHH OH

CH2OH

CH2OHH OHOH HOH HH OH

CH2OH

CHO

D-Glucose D-Fructose D-Galactose

- Metyl hóa X rồi thuỷ phân kế tiếp tạo thành E, F và G dưới đây:

E chuyển hóa từ A

CHO

H OCH3

H3CO H

H OCH3

H OH

CH2OH

CH2OH

HH

CH3O

OCH3

H

O OH

H

H

OCH3

F chuyển hóa từ B

CH2OCH3

O

CH3O H

H OCH3

H OCH3

CH2OCH3

O

H CH3O

H

OCH3H

OCH3

CH2OCH3

H

[email protected]



G chuyển hóa từ C

CHO

H OCH3

H3CO H

H3CO H

H OH

CH2OCH3

Trong sự metyl hóa, chỉ các nhóm hydroxyl không tham gia vào sự hình thành axetal/xetal (hoặc nội phân

tử hoặc liên phân tử) mới bị ete hóa. Từ dữ kiện metyl hóa, chỉ E có hai nhóm hydroxyli tự do có thể liên

kết với các cacbohydrat khác. Như vậy A phải là cacbohydrat trung tâm. Các kết qủa này chỉ ra rằng trật tự

của các monosaccarit trong X là C-A-B (hay B-A-C).

Nếu: A5 biểu thị dạng furanozơ (vòng 5 cạnh) của cacohydrat A.

A6 biểu thị dạng pyranozơ (vòng 6 cạnh) của cacbohydrat A.

BB5 biểu thị dạng furanozơ (vòng 5 cạnh) của cacbohydrat B.v.v…

thì saccarit X có thể được biểu thị là C6 – A6 – B5 Một trong 4 cấu tạo khác nhau có thể có của X:

O H

OH

OH

OH

H

H

OH

CH2OH

H

CH2

OH

OHOH

H

HH

OH

H

OO

OH

H

H

OH

CH2OH

HHOH2C

Tri-saccarit X

Ghi chú: Bản chất của các liên kết anome là không thiết yếu trong đề bài. Sự sắp xếp các liên kết của A với

B và C cũng có thể được đảo lại (liên kết 1,1’ giữa C và A và liên kết 1,6 giữa A và B.

H

CH2OCH3

OHO

HOCH3

OCH3

OCH3H

H

[email protected]



Bài 3: Các cacbohydrat thiên nhiên đều được tạo thành từ phản ứng quang hợp trong thực vật. Tuy nhi ên

một số cacbohydrat không gặp trong thiên nhiên có thể được tổng hợp nhân tạo trong phòng thí nghiệm.

Sau đây sẽ trình bày sơ đồ điều chế L – ribozơ (hợp chất I):

MeOOC

O + 100oCong han kin

B

OHO

A OsO4 HO

CO2Me

CO2Me MeOOC

Me2C(OMe)2H+, CH3COCH3

O

O CO2Me

O

O

Oenzym pig liver

O

CO2Me

CO2MeD(spc)

+ O3; MeOH O

F

O CO2Me

O

O

O

E(spp)

CO2H

CO2Me

MeO2C

O O

CO2Me

MCPBA

HO O CH2OH H3O+

O

O1) MeOH/H+ O

H2) LiAlH4

sau do H2O

CO2Me

OHOH O O

I

G

[email protected]



D

D

1. Hợp chất A có công thức phân tử C10H10O5. Viết công thức cấu tạo A.

2. Trong các mệnh đề liên quan đến việc chuyển hoá từ A thành C sau đây thì mệnh đề nào đúng, mệnh

đề nào sai?

a) OsO4 là tác nhân oxy hóa trong phản ứng chuyển A thành B.

b) MeOH là sản phẩm phụ trong phản ứng chuyển hóa B thành C.

c) Proton đóng vai trò xúc tác trong phản ứng chuyển hóa B thành C.

d) C có thể được tạo thành với hiệu suất thấp khi không có Me2C(OMe)2

Enzym pig liver esteraza có thể thủy phân este thành axit cacboxylic. Thuỷ phân C bằng enzym pig liver

esteraza sinh ra hỗn hợp D và E trong đó E là sản phẩmchính. Góc quay cực của hỗn hợp là: 20D[ ] = -37,1o

còn của E tinh khiết là 20D[ ] = 49o.

3. Tính tỉ lệ D/E (theo số mol) trong hỗn hợp phản ứng.

4. Phản ứng của F với axit m – clopebenzoic (MCPBA) sinh ra t ừ sản phẩm G. Chỉ ra rằng các mệnh đề

sau đây là đúng hay sai:

a) Bản chất của phản ứng là sự oxy hóa F.

b) Nguyên tử oxy thêm vào có nguồn gốc từ MCPBA.

c) Tỉ lệ của hai hợp chất C1 – (R) và C1 – (S) trước và sau phản ứng không thay đổi.

Công thức phân tử của H là C9H16O5. Các gía trị phổ NMR của H cho dưới đây: 1HNMR (CDCl3) 1,24

(s, 3H); 3,24 (m, 1H); 3,35 (s, 3H); 3,58 (m, 2H); 4,33 (m, 1H); 4,50 (d, J = 6Hz, 1H); 4,89 (s, 1H).

5. Viết công thức cấu tạo của H.

6. Xác định cấu hình tuyệt đối của C1; C2; C3: C4 của hợp chất I.

7. Trong công thức chiếu Fischer của I (L – ribozơ) thì các chữ cái P, Q, R, S, T và U đại diện cho những

nhóm chức nào?

CHO

P Q

R S

CH2OH

T U

Disaccarit là hợp chất được tạo thành từ hai đơn vị monosaccarit bởi liên kết glycozit. Polisaccarit chứa từ

10 đến vài ngàn đơn vị monosaccarit.

[email protected]



Ví dụ về disaccarit cho dưới đây:

H OH

H OHO

HH OH

OH O

H

H OH

liên kết glycozit H O

H OH H OH

OH H

8. Có bao nhiêu đồng phân dia tạo thành từ pentasaccarit J nếu nó được tạo thành từ 5 đơn vị D glucozơ:

H OH

H O H O

H O HH OH

1.

OH H5

BÀI GIẢI:

O

CO2Me

CO2Me

2. Tất cả đều đúng

3. 12,1 : 87,9

hay 12,2 : 87,8

4. a, b đúng;

câu c sai

[email protected]



5. MeO CH2OH

O O

6. C1, 2, 4: S

C3: R

7. CHO

HO H

HO H

HO H

CH2OH

8. 25

Bài 4:

a) Đề nghị một hay nhiều cấu tạo vòng với hóa lập thể có thể có của (D) – Tagalozơ trong dung dịch bằng

công thức chiếu Harworth:

CH2OH

O

HO H

HO H

H OH

CH2OH

(D) – Tagalozơ

b) Hai sản phẩm với cùng công thức phân tử C6H10O6 thu được khi D – arabinozơ được cho tác dụng với

natri xianua trong môi trường axit rồi thủy phân kế tiếp cũng trong môi trường axit. Viết cấu tạo kèm hóa

học lập thể có thể có của hai hợp chất và chúng được tạo thành như thế nào?

[email protected]



CHO

HO H

HO H

1) NaCN / H+

2) H3O+/to

H OH

CH2OH (D) – arabinozơ

c) Khi một disaccarit (có tính khử) là turanozơ được đem thủy phân, thu được D–glucozơ và D–fructozơ

với số mol bằng nhau và bằng số mol saccarit đã dùng. Metyl hóa turanozơ với metyl iodua có mặt bạc oxit

rồi thuỷ phân kế tiếp tạo thành 2,3,4,6–tetra–O–metyl–D–fructozơ. Hãy đề xuất cấu tạo có thể có của

turanozơ mà không cần xác định hóa học lập thể tại các vị trí anome.

BÀI GIẢI:

a) Các công thức chiếu Harworth có thể có của Tagalozơ:

CH2OH OOH OH

HH H

CH2OH (OH)

OH (CH2OH) OH

OH

H

O OH (CH2OH)

OHCH2OH (OH)

H

b) Các phản ứng xảy ra: CHO

HO H 1) NaCN/H

H OHCH2OH

CHO

CHOH OH

HO H +H OHH OH

CH2OH

COOH

CHOHO HHO H

H OHH OH

CH2OH

CH2OHH OH

HO HH OHH OH

CH2OH+CHO

H3O+/to

H OHHO H

H OHH OH

CH2OH+COOH

-H2O H OH

OHH OH

H OH H OH CH2OHHO H H O

H OH OHO

HH

H OH OH H OH

-H2O

OH OH

OHOH

CH2OH CH2OH H H

c) Công thức cấu tạo có thể có của turanozơ (không chú ý đến mặt lập thể tại các vị trí anome):

+

HO H

[email protected]



O HO OH(CH2OH)

HOH2C

HOHO

OH CH2OH(OH)

O

O

OHBài 5: Lactozơ (đường sữa) được sản xuất ở hầu hết các trang trại trên khắp đất nước Hà Lan, nó được sản

xuất từ váng sữa (sản phẩm phụ trong qúa trình sản xuất phomát). Lactozơ có nhiều ứng dụng rộng rãi

trong thức ăn cho trẻ em và trong các loại dược phẩm. Nó là một disaccarit được hình thành từ một đơn vị

D – galactozơ và D – glucozơ. Công thức chiếu Haworth của nó được chỉ ra dưới đây. Phía bên trái của

công thức là đơn vị D – galactozơ.

CH2OHOH O O

OH

OH

OH

OH OH

OOH

1. Hãy vẽ công thức chiếu Fischer cho D – galactozơ và D – glucozơ. Sự thủy phân lactozơ trong môi

trường axit dẫn đến sự tạo thành D –galactozơ và D – glucozơ.

2. Dựa vào công thức của lactozơ hãy chỉ ra:

a) Nguyên tử oxy mà ở đó sẽ có thêm proton sau khi lactozơ bị thuỷ phân

b) Liên kết C- O nào bị phá vỡ trong phản ứng thuỷ phân

c) Nguyên tử cacbon nào sẽ bị khử khi phản ứng với thuốc thử Fehling

Sự thủy phân lactozơ có thể kết hợp được với phản ứng hydro hóa khi ta sử dụng xúc tác kim loại, điều này

dẫn đến sự tạo thành ancol đa chức là sorbitol và galactitol, chúng cũng đã được biết dưới hai cái tên tương

ứng là gluxitol và dulcitol.

3. Hãy vẽ công thức chiếu Fischer của hai ancol đa chức này và cho biết chúng có hoạt động quang học

hay không?

Trong công nghiệp, qúa trình sản xuất lactozơ chịu phản ứng đồng phân hóa thành lactolozơ, đây là một

loại dược phẩm dùng để chữa các bệnh về ruột. Sự hydro hóa lactozơ dẫn đến lactitol, một poliol – C12 với

ít calori và có độ ngọt cao. Cả hai qúa trình này đều được thực hiện ở Hà Lan.

4. a) Vẽ công thức Haworth của lactol ozơ (lưu ý rằng phần glucozơ trong lactozơ đã

bị đồng phân hóa thành fructozơ).

b) Vẽ công thức chiếu Haworth của lactitol.

[email protected]



O

BÀI GIẢI:

1. Công thức cấu tạo của D – galactozơ và D – glucozơ là:

CHOH OH

HO HH OHH OH

CH2OH

CHOH OH

HO HHO H

H OHCH2OH

D – glucozơ D – galactozơ2.

CH2OH

OH O

OH

OH

ac

OH

O OHOH

Ob OH

CH2OHH OH

HO HH OHH OH

CH2OH

CH2OHH OH

HO HHO H

H OHCH2OH

Sorbitol (hoạt động quang học) Galactitol (không hoạt động quang học)4.

CH2OHOH O O

OH

OH

OH

OH CH2OH

OHOH

CH2OH

OH O

OH

OH

O

OHO

CH2OH

OH

CH2OH

LactitolCH2OH

Lactolose (furanose)OH

OH OOH

OH OH

CH2OH

O

OH

Lactolose (pyranose)Bài 6: Một monosaccarit A có khối lượng phân tử là 150Da. Khi xử lý A với NaBH4 thì sinh ra hai đồng

phân lập thể B và C không có tính quang hoạt.

1. Vẽ công thức cấu tạo của A, B và C bằng cách sử dụng công thức chiếu Fischer.

2. Xác định cấu hình cấu hình tuyệt đối của các chất từ A đến C bằng cách sử dụng hệ danh pháp CIP

(Cahn – Ingold – Prelog).

3. Hãy xác lập mối quan hệ về mặt lập thể giữa các đồng phân quang học của B.

3.

[email protected]



BÀI GIẢI:

1 – 2.

CH2OHH OH

OOHH

CH2OH

CH2OHH OH

OHOHH

CH2OH

H

CH2OHH OH

HOHH

CH2OH

OHR

S

R

S

S

R

S

R

A B C

Một monosaccarit có công thức chung là Cn(H2O)n. Tất nhiên, với khối lượng phân tử là 150Da thì công

thức chỉ có thể là C5(H2O)5. Sau phản ứng khử thì B và C là hai đồng phân duy nhất không hoạt động

quang học. Hai sản phẩm này có thể được coi là tiền chất của A. Nếu hai nhóm chỉ khác nhau ở khả năng

quang học thì đồng phân R sẽ có khả năng hình thành cao hơn đồng phân S

3.CHO

CH2OH

H OH

H OH

H OH

CHO

CH2OH

H OH

HO H

H OH

CHO

CH2OH

H OH

H OH

HO H

CHO

CH2OH

HO H

H OH

H OH

diastereomers

diastereomers

diastereomers

diastereomers

diastereomers

enantiomers

Bài 7: Từ một monosaccarit, hãy viết các phương trình phản ứng điều chế chất A và B:

OO

CHO

H

A

O

OH5C6 O

OCH3CH3COO

OCOCH3

B

[email protected]



BÀI GIẢI:

Điều chế A

Bài 8: Viết công thức Fisơ của các chất C và D trong dãy chuyển hóa sau:

BÀI GIẢI:

[email protected]



Bài 9:1. Viết các phương trình phản ứng thuỷ phân metyl-α-D-galactofuranozit (A) và metyl-α-D-sobofuranozit (B) trong

môi trường axit. (sobozơ: 2-xetohexozơ; cấu hình C3 của nó và của galactozơ khác nhau).

2. Arabinopyranozơ (D-anđopentozơ có cấu hình 2S, 3R, 4R) được chuyển hóa như sau:

Ara (C5H10O5) B CCH3OH/H+HIO4

H2O/H+Br2/H2O

1. LiAlH4

2. H2OD

E

H2O/H+

HOCH2-CH2OHHOCH2-CHO +

HOCH2-COOHCHO-COOH +

Vẽ cấu trúc của B, C, D và E.

BÀI GIẢI:

1.

OOH

OHOH

OCH3

H+

H2O

-

CH2OH

OOHOH

OH

CH2OH

OH

H+

H2O

-

CH2OHHOCH2 OOH

OHOCH3

HOCH2 O OH

CH2OHOH

OH

2.

Ara B C

OOMe HIO4

OOMe

CHO

CH2OH

CH3OH/H+

CHOCHO

E

HOH2CHOH2C

OOMe

HOOCHOOC

OOMe

Br2/H2O

1. LiAlH4

2. H2O CH2OH-CH2OH + CH2OH-CHO

CH2OH-COOH + CHO-COOH

H3O+

H3O+

D

Bài 10: Hợp chất A (C4H6O3) quang hoạt, không tham gia phản ứng tráng bạc, tác dụng với anhiđrit axetic

tạo ra dẫn xuất monoaxetat. Khi đun nóng với metanol, A chuyển thành chất B (C5H10O4). Dưới tác dụng

của axit vô cơ loãng, B cho metanol và C (C4H8O4). C tác dụng với anhiđrit axetic tạo ra dẫn xuất

triaxetat, tác dụng với NaBH4 tạo ra D (C4H10O4) không quang hoạt. C tham gia phản ứng tráng bạc tạo

[email protected]



thành axit cacboxylic E (C4H8O5). Xử lí amit của E bằng dung dịch loãng natri hipoclorit tạo ra D-(+)-glyxeranđehit

(C3H6O3) và amoniac.

Vẽ cấu trúc của A, B, C, D và E.

BÀI GIẢI:

MeOH

MeOH

CHO

CH2OH

H OH

C

CH2OH

CH2OHCH2

O

MeOO

O

CHO

CH2OH

D-Glyxeraldehit E

COOH

CH2OH

CH2

A B D

Bài 11: Từ pentozơ, hãy viết sơ đồ chuyển hóa thành axit ađipic qua giai đoạn tạo thành fufuran

BÀI GIẢI:

OH OH

OH OH

CHOOH2

OH OHCHO

OH2

OCHO

KMnO4

OCOOH

CO2

O Hidro

xt

O Cl Cl

H3O+COOHCOOH

-2

ot HCl 1. KCN2.

Bài 12: Gentibiozơ là đường khử và có khả năng tạo ozazon, chịu đổi quay v à bị thủy phân bằng dung

dịch nước axit hoặc bằng elmusin để cho D -glucozơ. Metyl hóa rồi thủy phân sẽ cho 2,3,4,6-tetra-O-metyl-

D-glucozơ. Viết CTCT và gọi tên Gentibiozơ C12H22O11

BAI GIẢI:

OHOHO

OH

OHOH2C

OHHOHO

OH

OCH2

6 o ( glucopiranozyl) D glucopiranozo (A)

[email protected]



OHOHO

OH

OH

OHHOHO

OH

O

MeOMeO

OMe

OMe

OHMeOMeO

OMe

OH

OH

A

Bài 13: Salixin C13H18O7 bị thủy phân bởi elmusin cho D -glucozơ và Saligenin C7H8O2. Salixin không

khử thuốc thử Tolen. Oxi hóa Salixin bằng HNO3 thu được một hợp chất hữu cơ X mà khi thủy phân thì

cho D-Glucozơ và anđehit Salixylic. Metyl hóa Salixin thu được pentametylsalixin, thủy phân hợp chất

này cho ta 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-Glucozơ. Xác định CTCT của Salixin

BÀI GIẢI:

Salixin là đường không khử và là glucozit do bị thủy phân bởi elmuxin

RO H

OH

HO

OH

CH2OH

OH2O

enzimD-Glucose + ROH (Saligenin)

C7H8O2

Salixin

Trong công thức C7H8O2, ROH xuất hiện nhân thơm. Tách được andehit salixylic, điều đó chứng tỏ quá

trình oxi hóa nhóm –CH2OH thành nhóm –CHO

D-Glucose +

CHOHO

H2O, H+

OHOHO

OH

OHOH2C

CHO

Saligenin là o-(hidroximetyl)phenol. Công thức cấu trúc của salixin là

OHOHO

OH

OHOH2C

CH2OH

[email protected]



Bài 14: Hợp chất thiên nhiên Y (C7H14O6) không có tính khử và không đổi tính quang hoạt. Y bị thủy phân

bởi dung dịch HCl/H2O thành K là một đường khử. Khi bị oxi hóa bởi axit nitric lo ãng, K chuyển thành

axit không quang hoạt L (C6H10O8). Sự thoái phân Ruff dẫn tới một đ ường khữ M ; chất này bị oxi hóa bởi

axit nitric loãng thành axit quang ho ạt N (C5H8O7)

a. Xác định cấu trúc của Y, K, L, M, N

b. Có tồn tại sự không khẳng định nào về mặt cấu trúc không

BÀI GIẢI:

a. Y là metylglicozit, lập luận tìm ra K, L, M, N. Y tồn tại dạng vòng 5 cạnh

CH

H OH

HO H

H OH

H

CH2OH

O

OCH3

L có thể là 1 trong chất sau

COOH

OH

OH

OH

OH

COOH

COOH

OH

HO

HO

OH

COOH

M là:

CHO

HO

HO

OH

CH2OH

N có thể là 1 trong chất sau

COOH

HO

HO

OH

COOH

COOH

OH

OH

HO

COOH

[email protected]



K là một trong 2 chất sau:

O

OH

OH

OH

CH2OH

OH

OOH

OH

OH

CH2OH

HO

Y có thể là một trong 2 chất

O

OH

OH

OH

CH2OH

OCH3

OOCH3

OH

OH

CH2OH

HO

b. Không khẳng định về mặt câu trúc:

- Cấu hình ở C anome

- Các yêu cầu đều thỏa mãn cả cấu hình D và L

************************************************

POLYMER – OLIGOMERBài 1: Các polyme hữu cơ có ảnh hưởng rất lớn đối với cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Hàng nghìn tấn

các loại cao phân tử khác nhau được sản xuất mỗi năm. Tổng hợp các polime hữu c ơ được sử dụng trên

nhiều lĩnh vực, từ nguyên liệu dệt cho đến các con chip máy tính, và đến cả van tim nhân tạo. Chúng đ ược

sử dụng rộng rãi như chất dẻo, keo dán, vật liệu xây dựng, chất dẻo có khả năng phân hủy v à sơn. Poly

(vinyl ancol) (PVA) là một ví dụ quan trọng của một polyme có khả năng h òa tan trong nước. Giản đồ 1

dưới đây tóm tắt một phương pháp tổng hợp PVA.

Giai đoạn 1:polyme hóaMonome polyme poly(vinylancol) A B PVA

Polyme B trên cũng là thành phần chính trong kẹo cao su. Phân tích nguy ên tố chất A cho tỉ lệ C:H:O =

56:7:37. Thêm vào đó, phân tích nguyên t ố chất B cho ra thành phần C, H và O gần giống như vậy. Dưới

đây là phổ IR và 1H NMR của monome A.

[email protected]



Phổ 1H NMR của Monome A

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000

Phổ IR của Monome A wavenumber (cm-1)

Tran

smitt

ance

(%T)

[email protected]



1. Cho biết công thức phân tử của A?

2. Nhóm chức nào cho dải hấp thụ IR ở 1761 cm-1?

3. Cho biết cấu tạo của A

4. Vẽ một phần polyme B. Biểu diễn ít nhất ba mắt xích.

5. Đề nghị một phương pháp chuyển hóa B thành PVA.

6. Có bao nhiêu cặp đồng phân đối quang sẽ thu được từ polyme B có khối lượng phân tử 8600, giả sử

rằng polyme đó được tắt mạch bởi sự hấp thụ hidro và bỏ qua khối lượng các nhóm cuối mạch.

7. Hợp chất C, một đồng phân của A, cũng là một monome quan trọng trong việc tổng hợp các polime.

8. Dựa vào phổ 1H NMR và phổ IR được cung cấp dưới đây, lập luận xác định cấu tạo C.

Phổ 1H NMR của Monome C

[email protected]



20

Tran

smitt

ance

(%T)

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000

Phổ IR của Monome C

Polyme D là một phân tử lớn nhạy axit. Khi xử lý D với một axit thì giải phóng khí E, F và hình thành

một polyme mới G. Khí E làm đục dung dịch Ca(OH)2, còn khí F tác dụng với brom tạo ra một dung

dịch không màu H.

O O

O

D

n

H+

E + F + G

dd Ca(OH)2 Br2

H

BÀI GIẢI:1. C4H6O2

2. Nhóm C=O

3. Công thức cấu tạo A:

4. Công thức cấu tạo B: In: chất khơi mào:

100

80

60

40

Không màu

[email protected]



5. Các phản ứng hữu cơ có thể chuyển nhóm axetat thành ancol như là phản ứng thủy phân bằng axit hay

bazơ, phản ứng ancol phân hay khử bằng LiAlH4.

6. Có 100 đơn vị/ phân tử tuy nhiên đơn vị cuối cùng lại không mang trung tâm bất đối nên chỉ có 99

trung tâm bất đối và mỗi một trong số chúng lại có cấu hình là R hay S. Tổng cộng lại ta có 299 đồng phân

quang học bao gồm cả đồng phân lập thể đối quang lẫn không đối quang. Như vậy số các cặp đồng phân

lập thể đối quang (enantiomer) sẽ là 299/2 = 298

7. Công thức cấu tạo C:

8. Công thức cấu tạo của các chất E, F, G, H:

Bài 2: Viết phương trình hóa học minh họa phản ứng polime hóa caprolactam trong môi tr ường kiềm điều

chế tơ nilon-6,6. Trình bày cơ chế phản ứng này.

BÀI GIẢI:

NC

O

HNH[CH2]5CO

nn

Phản ứng thế dây chuyền nucleophin:

C NHO

Bazo Bazo-CO[CH2]5NH-

Bazo-CO[CH2]5NH-

C NHO

Bazo-CO[CH2]5NHCO[CH2]5NH-

\Bài 3: Dưới tác dụng của ánh sáng hai phân tử butađien -1,3 sẽ phản ứng với nhau cho các sản phẩm đime

hoá có tính chất vật lí khác nhau. Hãy viết công thức cấu trúc các hợp chất đó .

[email protected]



BÀI GIẢI:

+ , , ,

,

1.

Bài 4: Khi trùng hợp Buta–1,3–dien để tạo cao su Buna thường tạo ra sản phẩm phụ là vòng 6 cạnh chưa

no (phản ứng Diels–Alder), khi phản ứng với H2 dư xúc tác Ni thì tạo ra etylcyclohexan. Viết các ph ương

trình phản ứng và cho biết điều kiện để phản ứng đóng vòng Diels–Alder xảy ra dễ dàng.

BÀI GIẢI:

a. Phương trình phản ứng:

+t , xto

+ 2H2t , xto

;

b. Điều kiện: Hợp chất dien (A) phải có cấu h ình s-cis. Phản ứng này trở nên dễ dàng hơn nếu thay H

trong dienophile bằng nhóm hút electron như –COOH, –COOR, –CHO, …và thay H trong dien

bằng nhóm đẩy electron như: –CH3, –C2H5,…

Bài 5: Khi cyclotrimer hóa buta–1,3–diene với sự có mặt của chất xúc tác c ơ kim, người ta điều chế được

(Z, E, E)–cyclodeca–1,5,9–triene. Đây là một phương pháp đơn giản để điều chế hydrocarbon vòng lớn.

Khi dùng các chất xúc tác thích hợp là các phức –allyn của kim loại chuyển tiếp, người ta điều chế được

(E, E, E)–cyclodeca–1,5,9–triene và (Z, Z, E)–cyclodeca–1,5,9–triene. Viết công thức cấu tạo của các hợp

chất trên.

BÀI GIẢI:

Z, E, E E, E, E Z, Z, E

Bài 6: Khi cho amoniac phản ứng cộng với axetanđehit thu đ ược sản phẩm không bền A, sản phẩm này

dễ bị tách nước thành B. B dễ dàng trime hóa cho sản phẩm C là triazin. Mặt khác nếu cho amoniac

ngưng tụ với fomanđehit sẽ thu được sản phẩm D (urotropin) có CTPT là C6H12N4. Chất D có khả năng

[email protected]



tác dụng với axit nitric trong anhiđrit axetic tạo ra E (hexogen hay xiclonit) là chất nổ mạnh được dùng

trong đại chiến thế giới thứ II theo sơ đồ: C6H12N4 + 3HNO3 E + 3HCHO + NH3. Xác định A, B, C,

D, E và viết các phương trình phản ứng xảy ra.

BÀI GIẢI:

Andehit béo có thể tham gia phản ứng cộng với amoniac tạo th ành sản phẩm ít bền là Andehit-amoniac

CH3CHO + NH3 Axetandehit-amoniac (tnc = 97oC) A

CH3 CH

OH

NH2

Axetandehit-amoniac dễ bị tách nước thành B là CH3–CH=NH và B dễ trime hóa thành hợp chất dị vòng

C loại triazin

CH3 CH

OH

NH2

-H2OCH3CH=NH

trime hóaNH NH

NH CH3

CH3

H3C

B C

Mặt khác nếu cho amoniac ngưng tụ với fomanđehit sẽ thu được sản phẩm D (urotropin) có CTPT là

C6H12N4

6HCHO + 4NH3 C6H12N4 + 6H2O

N

N

N

N

Urotropin

Urotropin có khả năng tác dụng với axit nitric trong anhiđrit axetic tạo ra E (hexogen hay xiclonit) là chất

nổ mạnh được dùng trong đại chiến thế giới thứ II theo phản ứng:

C6H12N4 + 3HNO3 + 3HCHO + NH3N N

N

NO2

NO2O2N

E

Bài 7: Trong phản ứng duy trì mạch cacbon với polime có mắt xích c ơ sở có chứa nhóm cacbonyl, người

ta thường chú ý đến 2 polime tiêu biểu là poliacrolein A và poli( metacrolein) B

[email protected]



- A tham gia tất cả các phản ứng đặc trưng của andehit nhưng không đạt được mức độ chuyển hóa cao.

Dưới tác dụng của ancol, khoảng 30 -35% nhóm andehit của A tạo thành axetal C

- Khi A chịu tác dụng của hidroxiamin hoặc phenylhidrazin th ì khoảng 75% nhóm andehit tham gia

phản ứng và tạo thành mắt xích oxim D hoặc phenylhidrazon t ương ứng E

- Khác với A, B tác dụng với hidroxiamin sẽ chuyên hóa hầu như hoàn toan thành oxim polime F

- Khi dehidrat hoa F có thể thu được polime G

Cho biết cấu tạo của A, B, C, D, E, F, G

BÀI GIẢI:

CH2 CH

CHOn

A

CH2 C

CH3

CHO

nB

... ...

C

CH2 CH CH2 CH CH2 CH

CH

NOH

CH

NOH

CHO

... ...

D

CH CH2CH2

CH(OR)2

CH

CHO

CH2 CH CH CH2

CHO

CH

CH2(OR)2

CH2 CH CH2 CH CH2 CH

CH

NNHC6H5

CH CHO

NNHC6H5

... ...

E

CH2 C

CH3

CH

NOHn

F

CH2 C

CH3

CN

n

G

Bài 8: Trong khu công nghiệp lọc hóa dầu tương lai, dự kiến có cả nhà máy sản xuất Poli(vinyl clorua)

PVC.

a. Hãy đề nghị hai sơ đồ phản ứng làm cơ sở cho việc sản xuất vinyl clorua từ sản phẩm cracking

dầu mỏ và NaCl

b. Hãy phân tích các ưu nhược điểm của mỗi sơ đồ. Nêu cách khắc phục và lựa chọn sơ đồ có lợi hơn

c. Trùng hợp vinyl clorua nhờ xúc tác TiCl 4 – Al(C2H5)3 sẽ thu được PVC điều hòa lập thể có độ bền

cơ nhiệt cao. Hãy cho biết trong mạch polime ấy có trung tâm bất đối không? Viết CT lập thể 1

đoạn mạch polime ấy

BÀI GIẢI:

a. Sơ đồ tổng hợp:

[email protected]



A:o1500 C HCl

4 2 2 2 22CH C H 3H CH CH Cl

NaCl + H2Odpmn

2 2Cl H 2HCl

B:o o

2Cl ;500 C 500 C2 2 2 2 2CH CH ClCH CH Cl CH CH Cl

b. Phương pháp B cần phải xử lý HCl để thu Cl2 và tránh ô nhiễm.

ot ;xt2 2 2

12HCl O Cl H O

2

Chọn phương pháp B vì phản ứng (1) của phản ứng A hiệu suất thấp, tiêu tốn nhiều năng lượng và gía

thành sản phẩm sẽ cao hơn.

c. Có nguyên tử C bất đối:

C

H

CH2

Cl

CH2 CH2

Cl H

CH2

Cl

CH2

ClH

Bài 9: Trong công nghiệp, người ta thường sử dụng keo epoxi để dán các vật dụng bằng kim loại, thủy

tinh, gỗ, chất dẻo…Quá trình tổng hợp một loại keo epoxit thông dụng A xuất phát từ hai monome ban

đầu là epiclohidrin và bis-phenol (2-bis(4-hidroxiphenylpropan). Trong giai đo ạn đầu tiên của phản ứng,

oligome epoxit được tạo thành nhờ phản ứng đồng trùng ngưng hai monome trên. Sau đó, trong môi

trường kiềm, phản ứng biến đỗi tiếp tục xảy ra đến khi tạo th ành oligome epoxi A với hệ số n 50 60 .

Xác định cơ chế của quá trình tổng hợp trên biết công thức của epiclohirin là:

O

Cl

Epiclohirin

BÀI GIẢI:

Giai đoạn 1:

O

Cl+ HO C

CH3

CH3

OH +O

Cl

Cl CH2 CH CH2

OH

O C

CH3

CH3

O CH2 CH

OH

CH2 Cl

Giai đoạn 2:

Trong môi trường kiềm nhóm epi lại được tạo thành

[email protected]



+Cl CH2 CH CH2

OH

O C

CH3

CH3

O CH2 CH

OH

CH2 Cl 2 NaOH

O C

CH3

CH3

OCH2O

CH2O

+ 2NaCl + 2H2O

Diepoxit trên lại tiêp tục phản ứng với bisphenol rồi epiclohirin… phản ứng lặp lại nhiều lần đến khi tạo

thành oligome epoxi A

O C

CH3

CH3

OCH2O

CH2 CH

OH

CH2 O C

CH3

CH3

O CH2O

n

với hệ số n 50 60 .

************************************************

[email protected]



Part 4: CÁC HỢP CHẤT DỊ VÒNG

N

N O

O

S

NIndole Pyridine Dioxan Thiophene Quinoline

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bài 1: Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần tính axit của các chất trong d ãy sau:

(D)(A) (B) (C)

;N

COOH

;

COOH

;

CH2COOH

N COOH

BÀI GIẢI:

(D)

<<<-I1CH2COOH

(C) (A)

-I2-I3NHCOO

-C3

(B)-C4

-I4

N

COOHCOOH

Vì: - I1 < - I2 nên (C) có tính axit lớn hơn (D).

(A) và (B) có N nên tính axit lớn hơn (D) và (C)

(A) có liên kết hiđro nội phân tử làm giảm tính axit so với (B).

Bài 2: Sắp xếp và giải thích theo chiều tăng dần nhiệt độ nóng chảy của các chất:

S

COOH

(A) (C)

;

COOH

(B)

;N

COOH

BÀI GIẢI:

Chiều tăng dần nhiệt độ nóng chảy

S

COOH

(A)(C) (B)

COOH

N

COOH

< <

Vì

MC < MA.

(B) có thêm liên kết hiđro liên phân tử với N của phân tử khác.

[email protected]



Bài 3: Hợp chất hữu cơ A có 74,074% C; 8,642% H; c òn lại là N. Dung dịch A trong nước có nồng độ %

khối lượng bằng 3,138%, sôi ở nhiệt độ 100,372oC; hằng số nghiệm sôi của nước là 1,86oC.

5. Xác định công thức phân tử của A.

6. Oxi hóa mạnh A thu được hỗn hợp sản phẩm trong đó có E (axit piridin -3-cacboxilic) và F (N-

metylprolin). Hãy xác định công thức cấu tạo của A và cho biết giữa E và F chất nào được sinh ra

nhiều hơn, chất nào có tính axit mạnh hơn.

7. A có 1 đồng phân cấu tạo là B; khi oxi hóa mạnh B cũng sinh ra 1 hỗn hợp sản phẩm trong đó có E và

axit piperidin-2-cacboxilic. Xác định công thức cấu tạo của B.

8. Cho A và B tác dụng với HCl theo tỷ lệ mol 1:1, chất n ào phản ứng dễ hơn? Viết công thức cấu tạo

của các sản phẩm.

BÀI GIẢI:

1. 1:7:514

284,17:

1

642,8:

12

074,74N:H:C (C5H7N)n

mol/g162372,0

1100

862,96

138,386,1

t

m.kM

81n = 162 n = 2; CTPT: C10H14N2

2. E sinh ra nhiều hơn F

FE A

N N

COOH

N COOH

CH3

NCH3

3.

BAxit piperidin -2-cacboxilic:

anabazin

N NCOOHH

NH

4.

Cl-

N

NH

N

N

H3CCl-

Bài 4: Từ etylen và các chất vô cơ tổng hợp các hợp chất sau và sắp xếp chúng theo thứ tự tăng dầ n nhiệt

độ sôi:

1. C2H5OCH2CH2OCH2CH2OH (Etylcacbitol)

2. dioxan

O O

3. mophlin

O NH

[email protected]



BÀI GIẢI:

CH2=CH2

+2

0

H O, H ,

t ,p C2H5OH

CH2 CH2CH2O

C2H5OHO2/Ag

t0CH2

H3O+ CH2CH2OH

C2H5O

CH2 CH2O

H3O+

CH2CH2OCH2CH2OH ( A )

C2H5O

CH2 CH2

O

H2SO4

t0H3O

+

2 HOCH2CH2OCH2CH2OH O O ( B )

CH2 CH2

O

1) H2SO4

H2O2 HOCH2CH2NH-CH2CH2OH O NH ( C)

NH3

2) Na2CO3

Nhiệt độ sôi: A > C > B.

Bài 5: Cho các chất sau:

(C) (D)

OH

(B)

OH3C

OH

OHOH HO

OHO

OH

HO CH2

OH HO

O OHOH

H2

CH2

C

OHOH

(A)

O OHOH

HOCH2

OH

OH

1. Viết công thức chiếu Fisơ của dạng mạch hở các chất trên.

2. Trong các chất (A), (B), (C), (D) trên, chất nào:

a) thuộc dãy L?

b) là đường đeoxi?

c) là đường có mạch nhánh?

d) thuộc loại xetozơ?

e) có dạng furanozơ?

f) có cấu hình ở nhóm anomeric?

BÀI GIẢI:

1. Công thức chiếu Fisơ của (A), (B), (C), (D):

CHO

OH

HOHO

HOCH2OH

OHOH

CHO

CH2OHHOH3C

OHOH

CHO

OH

CH2OH

OHOH

C=O

OH

CH2OHOH

CH2OH

(A) (D)(C)(B)

[email protected]



2. Trong các chất (A), (B), (C), (D) trên:

a) (A), (C) là đường thuộc dãy L

b) (B) là đường đeoxi.

c) (C) là đường có mạch nhánh.

d) (D) thuộc loại xetozơ.

e) (B) có dạng furanozơ.

f) (D) có cấu hình ở nhóm anomeric.

Bài 6: Tính bazơ của một số hợp chất chứa nitơ có cấu tạo tương quan được nêu như sau:

Hợp chất Cấu tạo pKa Hợp chất Cấu tạo pKa

PiridinN

5,17 AnilinNH2

4,58

PirolN

0,40 Xiclohexylamin

NH2

10,64

PirolidinN

11,20 p-AminopiridinN

NH2

9,11

Morpholin NHO 8,33 m-AminopiridinN

NH2

6,03

PiperidinN

11,11

So sánh và giải thích sự khác biệt trong tính bazơ của mỗi cặp sau:

a. Piperiđin / piriin

b. Piridin / pirol

c. Anilin / xiclohexylamin

d. p – aminopiridin / piridin

e. morpholin / piperidin

BÀI GIẢI:a. Piridin có tính bazơ yếu hơn piperidin vì đôi electron gây tính bazơ của piridin thuộc obitan sp2;

nó bị giữ chặt và không sẵn sang để cho cặp electron như trường hợp piperidin với obitan sp3.

b. Piridin có đôi electron (thuộc obitan sp2) sẵn sang để dùng chung với axit; trong khi pirol chỉ có

thể kết hợp với proton khi đánh đổi tính thơm của vòng.

c. Có hai lý do. Thứ nhất, nguyên tử nitơ trong anilin liên kết với nguyên tử cacbon ở trạng thái lai

sp2 của vòng thơm, nguyên tử cacbon này có độ âm điện mạnh hơn nguyên tử cacbon ở trạng thái

lai sp3 của xiclohexylamin. Thứ hai, các electron không liên kết có thể được phân tán trên vòng

thơm. Các công thức cộng hưởng chỉ ra rằng có sự giảm mật độ electron tại nitơ. Vì vậy

[email protected]



xiclohexylamin có tính bazơ mạnh hơn anilin:

NH2 NH2 NH2 NH2

d. Có thể xảy ra sự phân tán các electron không li ên kết của nhóm –NH2 vào nhân. Hệ qủa là có sự

tăng mật độ electron trên nguyên tử nitơ của dị vòng, do đó có sự tăng tính bazơ ở vị trí này.

NH2

N

NH2

N

NH2

N

NH2

N

e. Piperidin có tính bazơ mạnh hơn morpholin. Nguyên tử oxy trong morpholin có độ âm điện lớn

hơn nhóm metylen (ở cùng vị trí) của piperidin, vì thế mật độ electron trên nguyên tử nitơ của

morpholin sẽ nhỏ hơn so với piperidin.

Bài 7: Oxi hoá hiđrocacbon thơm A (C8H10) bằng oxi có xúc tác coban axetat cho sản phẩm B. Chất B có

thể tham gia phản ứng: với dung dịch NaHCO 3 giải phóng khí CO2; với etanol (dư) tạo thành D; đun nóng

B với dung dịch NH3 tạo thành E. Thuỷ phân E tạo thành G, đun nóng G ở nhiệt độ khoảng 1600C tạo thành

F. Mặt khác, khi cho B phản ứng với khí NH3 (dư) cũng tạo thành F. Hãy viết các công thức cấu tạo của

A, B, D, G, E và F.

BÀI GIẢI:

A B

CH3

CH3CC

O

O

O

D

C

O

C

O

OCC

O

O

OC2H5

OC2H5+ C2H5OH

ftalimit F

CC

O

O

O + NH3 (khí)CC

O

O

N H

CC

O

O

NH2

OH

F

CC

O

O

N H160OC

G

[email protected]



Bài 8: LSD là chất gây ảo giác mạnh, có công thức:

N

Me

C

O

NEt

Et

NH

a. Viết CTCT của Novocain biết Novocain là 2-(N,N-đietylamino)etyl-4-aminobenzoat

b. Viết CTCT sản phẩm sinh ra khi cho mỗi chất tr ên tác dụng với dung dịch HCl theo tỷ lệ mol 1:1

c. Viết CTCT từng sản phẩm sinh ra khi đun nóng các chất tr ên với dung dịch HCl và với dung dịch

NaOH

BÀI GIẢI:

a. Novocain (C2H5)2N–CH2–CH2–OCO–C6H5–NH2–(p)

b. Sản phẩm tạo thanh khi tác dụng với HCl theo tỷ lệ 1 : 1

N

Me

C

O

NEt

Et

NH

HCl

N CH2

Et

EtCH2 O C NH2

OHCl

c. Thủy phân bằng HCl

N

Me

C

O

HO

NH-HCl

HCl

Et2NH2+Cl-

Et2NHCH2CH2OH HOOC NH3+Cl-

Thủy phân bằng NaOH

Et2NH

N

Me

C

O

NaO

NH

Et2NHCH2CH2OH NaOOC NH2

[email protected]



Bài 9: Giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi trong d ãy các chất sau:

(1) (2) (3) (4)

N

N

S

N

N

H

NN

H

115oC 117oC 256oC 187oC

BÀI GIẢI:

- Ta có nhiệt độ sôi của (1) < (2) là do hai chất này không tạo được liên kết hydro nên nhiệt độ sôi

phụ thuộc vào khối lượng phân tử.

- Lại có, nhiêt độ sôi của (4) < (3) là do mặc dù cả hai chất đều có liên kết hydro liên phân tử

nhưng liên kết hydro của (3) dạng polyme còn của (4) dạng dime

Bài 10: Hãy điều chế valin (Val) Me2CHCHNH3+COO– bằng:

a. Phản ứng Hell – Volhard – Zelinski

b. Amin hóa khử

c. Tổng hợp Gabriel

[email protected]



BÀI GIẢI:

a. 32 NHBr / P2 2 2 2 2Me CHCH COOH Me CHCHBrCOOH Me CHCH(NH )COOH

b. 3

2

NH2 2 2H / Pt

Me CHCOCOOH Me CHCH(NH )COOH

c. Sơ đồ:

NK

O

O

CH CHMe2

COOEt

Br+-KBr

N

O

O

CH CHMe2

COOEt

H3O+

Val +

COOH

COOH

Bài 11: Hãy tổng hợp:

a. Pirolidin từ propan-1,3-diol

b. PhN(C4H9)2 từ anilin và butan-1-ol

c. Morpholin từ etilen oxit và NH3

BÀI GIẢI:

a. Điều chế pirolidin

2 2

2

1 mol SOCl SOClKCN,1:12 2 2 2 2 2 2 2 2

H / Ni NaOH2 2 2 2 2 2 2 2 HCl

HOCH CH CH OH HOCH CH CH Cl HOCH CH CH CN

ClCH CH CH CN ClCH CH CH CH NH pirolidin

b. Điều chế PhN(C4H9)2 từ anilin và butan-1- ol

4 92 4 C H Cl*PhNH NaBHPCC3 7 2 3 7 3 7 4 9

4 9 2

C H CH OH C H CHO C H CH NPh C H NHPh

PhN(C H )

c. Điều chế Morpholin từ etilen oxit và NH3

O2 NH3+ HOCH2CH2NHCH2CH2OH

P2O5 O NH

Bài 12: Viết sơ đồ điều chế izatin (indolin -2,3-dion) từ 2-nitrobenzoyl clorua

BÀI GIẢI:

dư

[email protected]



NO2

C

O

ClKCN

-HClNO2

C

O

CN H3O+

-NH3NO2

C

O

COOH 6H

-H2O

NH2

C

O

COOH to

-H2O NHO

O

Bài 13: Cho biết công thức mạch hở của các chất sau:

O OH

OHO

O

OCH3CH2

CH3

Brevicomin

OC2H5

O

HOCH2

OH

Talaromicin A

a. b. c. d.

BÀI GIẢI:

a. CH2OH–CH2CH2CH2=CHO 5-hidroxipentanal

b. CHOCH2CH2CHOHCH=CH–CH=CH2 4-hidroxiocta-5,7-dienal

c. CH3CH2CHOHCHOH(CH2)3COCH3 6,7-dihidroxinonan-2-on

d. (HOCH2)2CH–CHOHCH2CO(CH2)2CH(C2H5)CH2OH 2,8-di(hidroxometyl)-1,3-dihidroxidacan-5-on

Bài 14: Hãy chuyển thiolacton thành lactam:

S ONH2CH2CH2 NH O

HS

BÀI GIẢI:

S ONH2CH2CH2 NH O

HS

S O

NH2..

NHSOH..

1. OH-

2. H+

..

[email protected]



Bài 15: Pirol đuợc khử bằng Zn và CH3COOH thành pirolin C4H7N

a. Viết 2 công thức có thể có của pirolin

b. Chọn đồng phân thỏa điều kiên sau: Khi ozon phân được C4H7NO4, chất này được tổng hợp từ 2

mol axit mono cloaxetic và amoniac

BÀI GIẢI:

a. Con số trong tên gọi chỉ vị trí H cộng hợp. Hai chất có thể l à:

N H N H

2,5-dihidropirol (A) 2,3-dihidropirol (B)

b. Đồng phân A cho HOOCCH 2NHCH2COOH (C) và đồng phân B cho HOOCCH2CH2NHCOOH

(D). Theo đề bài thì ta chọn A. Vậy pirolin là đồng phân A

Bài 16: Vitamin C (axit L-ascobic) là endiol và có cấu trúc như sau:

a. Hãy giải thích tính axit của axit L -ascobic (pKa = 4,21) và cho biết nguyên tử H nào có tính axit

b. Điều chế L-ascobic từ D-glucozơ

BÀI GIẢI:

a. Anion được hình thành bởi sự tách H enolic là bền vì điện tích được giải tỏa đến O của C=O qua

liên kết đôi C=C

C

CHO

HO C

O

H+-C

C-O

HO C

O

C

CO

HO C

O

b. Sơ đồ điều chế

D-GlucoseNaBH4

D-Socbitol (A)[O]

enzymL-Socbose (B) endiol B' 2CH3COCH3 Diaxetonua (C)

1. KMnO4/OH-

2. dd H+ (D)H+

toaxit L-ascobic

[email protected]



Trong đó:

CH2OH

HO H

HO H

H OH

HO H

CH2OH

A

CH2OH

C O

HO H

H OH

HO H

CH2OH

B

CH2OH

CHO

CHO

H OH

HO H

CH2OH

B'

CH2OH

C

C

H O

HO H

CH2 O

C

CH3

CH3

O

OC

CH3

CH3

C

COOH

C

C

H O

HO H

CH2 O

C

CH3

CH3

O

OC

CH3

CH3

D

Bài 17: Cho biết sản phẩm tạo thành từ các phản ứng sau và gọi tên sản phẩm đó:

a. Furan + (CH3CO)2O + (C2H5)2O: BF3o0 C A

b. Thiophen + C6H5COCl + SnCl4 B

c. Pyrol + C6H5N2+Cl– C

d. Pyrol + CHCl3 + KOH D

BÀI GIẢI:

O

COCH3

2-acetylfuran

A

S

COC6H5

2-benzoylthiophen

B

N

N=NC6H5

H

2-(phenylazo)pyrol

C

N

CHO

H

2-pyrolcacboxandehit

D

Bài 18: Trình bày cơ chế phản ứng tổng hợp quinolin bằng ph ương pháp Skaraup. Điều chế quinolin từ

anilin, glyxeryl, nitrobenzen trong môi trư ờng axit sunfuric đậm đặc xúc tác sắt (II) sunfat

BÀI GIẢI:

Cơ chế phản ứng qua 4 giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Dehydrat hóa glyceryl bằng H2SO4 đun nóng được aldehyd acrolein

[email protected]



Glyceryl 2 4o

H SO

t CH2=CH–CHO + 2H2O

Acrolein

Giai đoạn 2: Phản ứng cộng ái nhân của anilin với acrolein thu đ ược: (phenyla min o)propionaldehyd

NH2

+H

C

O

CH

CH2 N

H

CH2

CH2CH

O

Giai đoạn 3: Tác nhân ái điện tử tác dụng vào vòng thơm bởi nhóm carbonyl của aldehyd đ ược proton

hóa (đây là giai đoạn đóng vòng)

+

N

H

CH2

CH2CH

O

H+

N

H

CH2

CH2CH

OH

N

H

H OH

H+-H2O

N

H

-

1,2-dihydroquinolin

Giai đoạn 4: Oxy hóa bởi nitrobenzen thu được vòng thơm

+ H+

2 H2O

N

H

1,2-dihydroquinolin

3

NO2 NH2

3

N

+ +

quinolin

Săt (II) sunfat có tác dụng làm cho phản ứng xảy ra từ từ theo chiêu thuận

Bài 19: Trong y học, người ta thường dùng dung dịch polividon 3,5% để thay thế cho huyết tương trong

các trường hợp mất máu, bỏng nặng, sốc…bằng cách ti êm tĩnh mạch . Quá trình tổng hợp loại hóa chất

này thương đi từ butan-1,4-diol theo sơ đồ chuyển hóa:3 2 2 3

o o

NH H O NHCu,Cr HC CH2 2 2 2 240 C t ,Polyme hóa

HOCH CH CH CH OH A B C polividon

Hoàn thành sơ đồ trên biết công thức của polividon là:

NO

CH CH2

n

BÀI GIẢI:

[email protected]



O

O

A

N

O

H

B

N

O

CH CH2

C

Bài 20: Hoàn thành các phương tr ình phản ứng sau:

O +

CN

CH

O

O

ete, 30 Co

A

N COOC CH3

CH3

CH3

+

Br

F

+ MgTHF, t sôio

B + MgBrF

BÀI GIẢI:

O

C

C

NH

O

O

A

N COOC(CH3)3

B

************************************************

[email protected]



Part 5: ALKALOID

N

N

CH3

O

O CH2

OHC

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bài 1: Dùng dấu * đánh dấu nguyên tử carbon bất đối của các alkaloid sau:

N

N

CH3

Nicotin

a. b. c.

N

H

CH2CH2CH3

Coniin

CH3CH2 CH2N

N

CH3

Pilocacpin

BÀI GIẢI:

N

N

CH3

Nicotin

a. b. c.

N

H

CH2CH2CH3

Coniin

CH3CH2 CH2N

N

CH3

Pilocacpin

*

** *

Bài 2: Papaverin là alkaloid được tách từ nhựa vỏ quả cây papaver sonniferum (cây thuốc phiện). Đó là

chất rắn nóng chảy ở 147oC, có tác dụng dãn vành nên được dùng dể chữa bệnh co thắt đại tràng, mạch

máu. Quá trình tổng hợp papaverin C20H21O4N (G) trong công nghiệp được cho bởi sơ đồ sau.

3 5 2 52o o

H O PCl P OH / NiKCN B Pd3 2 6 3 2 t t

3, 4 (CH O) C H CH Cl A B C D E F G

a. Đề nghị công thức cấu trúc của các chất từ A G

b. Trong papaverin có dị vòng nào.

BÀI GIẢI:

OCH3

OCH3

CH2CN

OCH3

OCH3

CH2CH2NH2

A B

OCH3

OCH3

CH2COOH

C

OCH3

OCH3

CH2COCl

D

[email protected]



CH3O

OCH3

NHCO

CH2

OCH3

OCH3

E

CH3O

OCH3

N

CH2

OCH3

OCH3

F

Papaverin G là:

CH3O

OCH3

N

CH2

OCH3

OCH3

Trong G có chứa dị vòng isoquinolin

Bài 3: Coniin là hợp chất rất độc được tìm thấy trong cây độc sâm (conium maculatum). Triết gia cổ đại

người Hy Lạp Socrates đã bị giết bởi chất này. Coniin là một hợp chất chứa nitơ và là một alkaloid. Xác

định hóa tính và hóa lập thể của coniin bằng cách hoàn thành các chuỗi phản ứng sau. Vẽ CTCT A, B, C.

Trong đó:

Hofmann exhaustive methylation: sư metyl hóa triệt để theo Hofmann

Optically active: hoạt động quang học

BÀI GIẢI:

Bước oxy hóa bằng KMnO4 tham khảo trong tài liệu: A. M. Castano, J.M. Cuerva, A. M. Echavarren,

Tetrahedron Letters, 35, 7435-7438 (1994)

[email protected]



Bài 4: Nicotin là alkaloid chính của thuốc lá, có thể coi là alkaloid loại pyridin hay loại pyrolidin. Nicotin

là chất lỏng không màu, trong khí quyển chuyển nhanh sang màu nâu. Với một lượng nhỏ, nicotin kích

thích thần kinh và làm tăng huyết áp. Tuy nhiên với liều lượng cao, nicotin phá hủy niêm mạc của hệ hô

hấp và có thể dẫn tới tử vong. Quá tr ình tổng hợp nicotin K C10H14N2 theo sơ đồ sau:

NO

CH3

EtO

-EtOH

-A

CHO

NB

EtOHC

KMnO4D

HCl dacE

- CO2F

OH-G

NaBH4H

HIt o I K

Xác định các chất từ A I trong sơ đồ trên.

BÀI GIẢI:

Công thức của các chất từ A đến I torng s ơ đồ:

N CH3

OA

NO

CH3

-O N

B

NO

CH3

HO N

C

NO

CH3

O N

D

[email protected]



N

HCl-

C

O

HC

H2C

COH

O

CH2

NH2Cl-

CH3

E

N

HCl-

C

O

NH2Cl

CH3

F G

N

HCl-

C

O

NHCH3

N

CH

OH

NHCH3

H I

N

CH

NHCH3

I

N

N

CH3

K

Bài 5: Higrin X C8H15ON là một ankaloid được tìm thấy trong cây coca. Xác định CTCT của X biết

rằng: X không tác dụng với benzensunfoclorua, không tan trong kiềm nh ưng tan trong dung dịch HCl. X

tác dụng với phenylhiđrazin và cho phản ứng iodofom. Nếu oxi hóa X bằng dung dịch CrO3 sẽ tạo thành

axit higrinic C6H11O2N. Có thể tổng hợp axit higrinic C6H11O2N bằng chuỗi các phản ứng sau:+

3 22 2 2o

o

CH NH[CH(COOEt) ] Na Br Ba(OH) dd ddHCl2 2 2 11 19 4 t

t2 2

BrCH CH CH Br (C H O )

axit higrinic CO +H O

A B C D E

E

BÀI GIẢI:

Từ các dữ kiện đã cho chứng tỏ higrin có nhóm amin bậc ba và có nhóm acetyl CH3CO–

3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2(CH ) Br BrCH CH CH CH(COOEt) BrCH CH CH CBr(COOEt )

N

CH3

COOEt

COOEt

C D

BaN

CH3

COO

COO N

CH3

COOH

COOH

E

N

CH3

COOH

E

Vậy Higrin là:

N

CH3

CH2COCH3

PhNHNH2

NaOI

CrO3

N

CH3

CH2C=NNHPh

CH3

N

CH3

CH2COOH CHI3+

N

CH3

COOH

[email protected]



Bài 6: Từ hạt tiêu người ta tách được alkaloid piperin A (C17H19NO3) là chất trung tính. Ozon phân A thu

được các hợp chất: etadial, B, D. Thuỷ phân B thu được OHC-COOH và hợp chất dị vòng 6 cạnh

piperiđin (C5H11N). Cho D tác dụng với dung dịch HI đặc thu được 3,4-dihydroxibenzandehit. Hãy xác

định công thức cấu tạo của A, B, D. Có bao nhiêu đồng phân lập thể của A?

BÀI GIẢI:

- Ozon phân A thu dược etadial chứng tỏ trong A có nhóm =CH –CH=

- Thuỷ phân B thu dược OHC–COOH vâ piperidin, suy ra B có liên k ết O=C–N–

Vậy N nằm trong vòng 6 cạnh.

- D phản ứng với HI thu dược 3,4-dihidroxibenzandehit. Vậy có các công thức cấu tạo:

OHC C

O

N

(B)

O

O

CHO

(D)

O

O

CH CH CH CH C

O

N

(E)

- Trong A có 2 liên kết đôi, số đồng phân hình học là 4: ZZ , EE , ZE , EZ

Bài 7: Salixin C13H18O7 là một alkaloid được tìm thấy trong cây liễu. Đem thủy phân Salixin bằng ezym

elmusin cho D-glucozơ và Saligenin C7H8O2. Salixin không khử thuốc thử Tolen. Oxi hóa Salixin bằng

HNO3 thu được một hợp chất hữu cơ X mà khi thủy phân thì cho D-Glucozơ và anđehit Salixylic. Metyl

hóa Salixin thu được pentametylsalixin, thủy phân hợp chất n ày cho ta 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-Glucozơ.

Xác định CTCT của Salixin

BÀI GIẢI:

Salixin là đường không khử và là glucozit do bị thủy phân bởi elmuxin

RO H

OH

HO

OH

CH2OH

OH2O

enzimD-Glucose + ROH (Saligenin)

C7H8O2

Salixin

[email protected]



Trong công thức C7H8O2, ROH xuất hiện nhân thơm. Tách được andehit salixylic, điều đó chứng tỏ quá

trình oxi hóa nhóm –CH2OH thành nhóm –CHO

D-Glucose +

CHOHO

H2O, H+

OHOHO

OH

OHOH2C

CHO

Saligenin là o-(hidroximetyl)phenol. Công thức cấu trúc của salixin là

OHOHO

OH

OHOH2C

CH2OH

Bài 8: Hạt của cây độc sâm (conium malculatum) thời trung cổ được dùng làm thuốc độc để thực hiện các

bản án tử hình. Độc tố chủ yếu của hạt độc sâm l à một alkaloid có tên là coniin. Coniin có khối lượng

mol phân tử là 127 g.mol-1, chứa 75,60% C và 13,38% H về khối lượng. Coniin làm xanh quỳ tím, không

làm mất màu dung dịch Br2 trong dung môi CCl4 và cũng không (amin có nguồn gốc thực vật) l àm mất

màu dung dịch KMnO4. Khi dehydro hóa coniin thu đư ợc hợp chất A (C8H11N). Oxi hóa chất A thì thu

được chất B có cấu tạo:

N COOH

Biết trong cả 2 phản ứng trên đều không có sự đóng hay mở vòng và phân tử coniin không có C bậc ba

a. Xác định CTPT của coniin và giải thích tại sao nó không làm mất màu Br2/CCl4

b. Xác định CTCT của coniin và cho biết bậc amin của nó, của A và B. Vì sao khối lượng phân tử

của coniin, A, B đều là số lẻ.

c. Để tách coniin từ hạt độc sâm với hiệu suât v à độ tinh khiết cao nên dùng chiết với dung môi nào

trong các dung môi sau:

- Nước

- Rượu etylic

- Dung dịch NaOH

- Dung dịch HCl

[email protected]



BÀI GIẢI:

a. CTPT của coniin C8H17N

Độ bât bão hòa2 8 3 1 17

12

Vì coniin không làm mất màu Br2/CCl4 nen coniin không chứa nối đôi mà chứa vòng no.

b. Sơ đồ phản ứng:

N

H

CH2CH2CH3-3 H2

xt, t oN

H

CH2CH2CH3

coniinamin (II)

Aamin (III)

[O]N

H

COOH

Bamin (III)

Hợp chất có chứa số lẻ nguyên tử N => có khối lượng phân tử lẻ

c. Dùng dung dịch HCl vì tạo muối coniin clohidrat tan tốt trong nước. Sau đó có thể dùng kiềm để

thu lại coniin.

Bài 9: Từ cây Atropabenladona (một loại cà độc dược) thuộc họ cà, người ta tách được một loại alkaloid

là atropin. Trong công nghiệp, người ta thường dùng atropin để điều chế axit tropoic (A) C 9H10O3. (A) bị

oxy hóa bởi dung dịch KMnO4 nóng thành axit benzoic (B) và b ị oxy hóa bởi oxy không khí khi có mặt

Cu nung nóng tạo thành chất (C) C9H8O3 có chức andehit. Axit tropoic có thể chuyển hóa thành axit

atropoic C9H8O2 (D) nhờ H2SO4 đặc ở 170oC. Hidro hóa (D) bằng H2/Ni thu được axit hidratropoic (E)

C9H10O2. Hãy xác định công thức cấu tạo của A, C, D, E v à cho biết D có đồng phân cis/trans hay không?

BÀI GIẢI:

CTPT của (A) C9H10O3 có độ bất bão hòa:2 9 2 10

52

- A bị oxy hóa bởi KMnO4 tạo axit benzoic nên A có chứa vòng benzen và nhóm chức COOH ở

mạch nhánh (không gắn trực tiếp vào vòng benzen)

- A bị oxy hóa bởi oxy không khí khi có mặt Cu nung nóng tạo th ành chất (C) C9H8O3 có chức

andehit => Mạch nhánh chứa nhóm chức rượu bậc I là –CH2OH

- Từ dữ kiện bài ra ta có CTCT của A, B, C, D, E như sau trong đó D không có đồng phân hình học

[email protected]



CH CH2OHHOOC

A

KMnO4

to

O2

Cu,

170 Co

to

H2SO4 d

COOH

B

CH

COOH

CHO

C

C

COOH

CH2 H2

Ni, to

D

C

COOH

CH3H

E

Bài 10: Từ hạt tiêu đen, người ta phân lập được một loại alkaloid là piperin. Xác định công thức cấu tạo

của piperin dựa vào sơ đồ sau:

A + CH2I2 + NaOH B (C8H6O3)

B + CH3CHO + NaOH C (C10H8O3)

C + anhidrit axetic + natri axetat axit piperic (C12H10O4)

axit piperic + PCl3 D (C12H9O3Cl)

D + piperidin piperin (C17H19O3N)

BÀI GIẢI:

Piperin là:

O

O

CH CH CH CH C

O

N

************************************************

[email protected]



TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Bài tập Lí thuyết và Thực nghiệm, tập 2: Hóa Học Hữu Cơ – Cao Cự Giác – NXB Giáo Dục 2006.

2. Bài tập Hóa Hữu Cơ – Trần Thị Việt Hoa, Trần Văn Thạnh – NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí

Minh 2003.

3. Bộ đề thi HSG Quốc gia lớp 12 THPT.

4. Bộ đề thi Olympic 30/4 các tỉnh phía nam.

5. Bộ đề thi Olympic hóa học Việt Nam và Quốc tế

6. Bài tập Hóa Hữu Cơ, tập 1 – Ngô Thị Thuận – NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội 1999.

7. Bài tập Hóa Hữu Cơ, tập 2 – Ngô Thị Thuận – NXB Khoa học và Kĩ thuật 2008.

8. Bài tập Hóa Hữu Cơ – Đại Học Y Dược TP Hồ Chí Minh 2001.

9. Tổng hợp Hữu Cơ – Nguyễn Minh Thảo. NXB Đại học Quốc Gia H à Nội 2001.

10. Một số câu hỏi và bài tập Hoá hữu cơ – Đào Văn Ích, Triệu Quý Hùng – NXB Đại Học Quốc Gia

Hà Nội.

11. Chuyên đề một số hợp chất thiên nhiên – Lê Văn Đăng – NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí

Minh 2005.

12. Hóa Học Hữu Cơ tập 2, 3 – PGS.TS. Đỗ Đình Rãng (CB) – NXB Giáo Dục 2006.

13. Hóa hữu cơ Dược – Bộ môn Hóa Hữu Cơ ĐH Dược Hà Nội 1999.

14. Hóa Hữu Cơ - Hợp chất đơn chức và đa chức – PGS. TS. Trương Thế Kỷ – NXB Y Học Hà Nội

2006.

15. Organic chemistry – Clayden, Greeves, Warren, Wothers – Oxford, 2001.

[email protected]



************************************************

LỜI MỞ ĐẦU

Part 1: AXIT CACBOXYLIC – ESTE ................................ ................................ ......Trang 2

Part 2: AMINOAXIT – AMIN – PROTEIN ................................ ...........................Trang 20

Part 3: CACBOHIDRAT – POLYME ................................ ................................ .........Trang 40

Part 4: CÁC HỢP CHẤT DỊ VÒNG ................................ ................................ ...........Trang 67

Part 5: ALKALOID ................................ ................................ ................................ .........Trang 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................ ................................ ................................ ..Trang 88

MỤC LỤC................................ ................................ ................................ ..............................Trang 89

- - - - - - - - - - Hết tập 2 - - - - - - - - - -

[email protected]

ð§ - dethitailieuhoctapnlu.files.wordpress.com · Part 1: AXIT CACBOXYLIC – ESTE COOH HO O O H C 3 CH 3 C C HOOC H H COOH-----Bài 1: Đôi khi hoá học lập thể của các

Documents