intTypePromotion=1

Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2

Chia sẻ: Ngo Hong Gam Gam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:90

1
1.652
lượt xem
663
download

Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 t ư liệu...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2

  1. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c L ời nói đầu Hóa học hữu cơ là một trong những bộ môn rất quan trọng trong lĩnh vực Hóa học nói ri êng và phạm trù Khoa h ọc tự nhi ên nói chung. Tuy nhiên hiện nay, các t ài liệu tham khảo về b ài tập hóa học hữu c ơ là không nhi ều. Vì vậy việc tổng hợp các t ư liệu để có một t ài liệu tham khảo bổ ích v à dễ tiếp thu hơn là vi ệc rất cần thiết. Bài tập Hóa học hữu c ơ là một tài liệu được biên soạn dựa tr ên việc tổng hợp lại từ nhiều nguồn t ư liệu khác nhau theo từng chuy ên đề để học sinh, sinh viên d ễ nắm bắt. T ài liệu gồm hai phần: Phần b ài tập theo từng chuyên đ ề và phần hướng dẫn giải. Các b ài tập trong từng chuy ên đề được tuyển chọn kĩ l ưỡng nhằm mục đích đảm bảo cho các dạng b ài tập không trùng lặp và học sinh, sinh vi ên có thể tiếp cận nhiều h ướng 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 chuy ên đề tương ứng với nội dung thuộc phần đại c ương hóa học hữu cơ và ph ần kiến thức hóa hữu c ơ từ bài alkane đ ến cetone (theo chương tr ình hóa h ọc phổ thông). - Tập 2: Gồm các phần từ acid carboxylic đến các hợp chất dị v òng. Ngoài ra còn minh h ọa thêm một số bài tập nâng cao tổng hợp các chuy ên đề. Vì là tài li ệu tổng hợp lại các b ài tập nằm trong các giáo tr ình, sách tham khảo bài tập hữu c ơ, các đ ề thi học sin h giỏi nên đáp án cho t ừng bài không thay đổi theo đáp án của từng t ài liệu tham khảo. V ì vậy Bài tập Hóa học hữu cơ không phải là một tài liệu do một nhóm tác giả bi ên 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 © volcmttl@yahoo.com.vn ). 1 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  2. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c Part 1: AXIT CACBOXYLIC – ESTE HOOC O O H COOH C C H3C C H3 H CO O H HO -------------------------------- -------------------------------- -------------------------------- -------------------------------- -------------------------------- -------------------------------- ---------- Bài 1: Đôi khi hoá học lập thể của các hợp chất hữu c ơ có thể được xác định bằng cách khảo sát tính chấ t hóa học đặc tr ưng 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 n êu rõ hóa h ọc lập thể) được hình thành n hờ các thí nghiệm sau: COOH COOH X Khi đun nóng X nóng ch ảy 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 X 1, cùng một sản phẩm như X t ạo thành trong lượng dư dung d ịch nước của NaOH. Dung d ịch thu được của X1 trong NaOH đư ợc tác dụng với iot, tạo th ành các hợp chất có chứa iot. Axit hóa dung d ịch tạo một hỗn hợp hai ch ất đồng phân triệt quang (ti êu triền hay raxe mic) A và B theo tỉ lệ 3:1. Chu ẩn độ 0,3913g hợp chất A với NaOH 0,1000M có mặt phenolphtalein cần d ùng 12,70mL bazơ. Cần cùng một thể tích NaOH 0,1000M NaOH để chuẩn độ 0,3913g hợp ch ất B. Khi đun nóng, hợp chất A chuy ển chậm thành hợp chất mới C không chứa iot v à có thể phản ứng với n ước. Trong cùng đi ều kiện, hợp c hất B không xảy ra chuy ển hóa này nhưng khi đun nóng v ới axit clohydric thì chuyển chậm thành A. Viết và cân bằng mọi ph ương trình phản ứng. Không cần viết cơ chế phản ứng. 1. Đánh dấu (*) các nguy ên tử cacbon phi đối xứng (asym metric) trong axit 5 - norbonen -2,3- dicacboxylic. 2. Viết công t hức hóa học lập thể của từng đồng phân lập t hể có thể có của hợp chất X v à cấu tạo của sản phẩm tách nước nếu có xảy ra. 3. Viết các ph ương trình p hản ứng của một đồng phân lập t hể bất kỳ của X và hợp chất tương ứng Y với lượng dư dung d ịch NaOH trong nước. 4. Tính kh ối lượng mol phân tử của chất A. Viết các ph ương trình ph ản ứng từ X1 đến A. 5. Viết phương trình phản ứng tạo thành C từ A và phản ứng của C v ới nước. 6. Viết công t hức hóa học lập thể của hợp chất X t hoả mãn tất cả các dữ ki ện đã cho. 7. Viết các ph ương trình p hản ứng dẫn từ B đến A. 8. A và B có ph ải là các đồng phân không đ ối quang (diastereoiso mers)? 2 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  3. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c BÀI GIẢI: 1. Các trung tâm b ất đối c ủa X: * * COOH * C O OH * 2. Công th ức 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 t ồn tại có dấu gạch ngang). COOH OC O COOH OC COO H CO O COO H CO COOH COOH COOH COOH 3. Phản ứng của một đồng phân lập thể của X với NaOH: COONa COOH + 2 H2 O + 2NaOH COONa COOH Phản ứng của một đồng phân lập thể của Y với NaOH: COONa OC O + NaOH + H 2O oc COONa 3 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  4. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c 4. MA = 0,3913/(12,7.0,100/1000) = 308 (g/ mol-1) Các phản ứng từ X đến A: I I I2 HCl COONa -NaI -N a C l COONa COOH COONa O CO O CO 5. Chuyển hóa A th ành C: I COOH O CO + HI O CO O CO Phản ứng của C với n ước O CO + 2 H 2 O HO COOH O CO HO COOH 6. Cấu tạo của X l à: COOH COOH 7. Chuyển hóa B th ành A I I I HOOC CO +H O COOH –H O 2 2 O COOH OH COOH O CO 8) Không, A và B không p hải là các đồng phân không đ ối quang. 4 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  5. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c Bài 2: Các nhà hóa học của cô ng ty Merck Frosst Cana da ở Montréal đ ã phát t riển một dược phẩm rất có triển vọng và hữu hiệu để trị bệnh suyễ n. Cấu tạo của MK-0476 như sau. COOH CH3 H3 C OH S Cl N MK – 7406 Trong quá trình ki ểm tra, họ phát minh một qúa trình tổng hợp đơn giản và hiệu quả, mô tả d ưới đây cho sự thiol hóa một phần của MK – 0476 bắt đầu từ este dietyl A 1. Hãy cho bi ết cấu tạo của các sản phẩm trung gian B – F trong qúa trình tổng hợp này. COOC2H5 C6 H 5 COCl 1) CH 3 -SO 2Cl/(C 2H 5 ) 3N 1.LiAlH 4 B C(C12 H14 O3 ) D(C12 H13O 2 N) Pyridin 2.NaCN 2.H 3O COOC2H5 1. KOH(aq) 2. CH 2N2 COOH 1.NaOH ( aq ) 1. CH 3 -SO 2Cl/(C 2H 5 ) 3N F(C9 H14O 3S) E 2.CH 3COS- Cs + 2.H 3O SH Một trong những giai đoạn cuối của qúa tr ình tổng hợp MK – 0476, mu ối diliti của thiol axit (G) ở trên được ghép với mạch của phân tử n êu dưới đây (sơ đ ồ dưới) 2. Căn cứ trên hóa học lập thể quan sát được của phản ứng trên, gọi tên cơ chế của qúa tr ình ghép này? 3. Nếu qúa trình ph ản 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 thiol at và chất nền đều c ùng 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. V ẽ cấu tạo sản phẩm chính c ủa 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. 5 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  6. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c 5. Qúa trình g hép có th ể trở nên phức tạp do sự nhị hợp oxi hóa (d ime hóa – oxy hóa c ủa G). Viết công thức cấu tạo Lewis, chỉ rõ tất cả các electron khô ng liên kết của sản phẩm nhị hợp - oxy hóa trên. SƠ ĐỒ GHÉP MẠCH CH3 O CH3 CH3 OH S O O Cl N - CO2+Li 1. -S+Li 2. H + COOH CH3 CH3 OH S Cl N BÀI GIẢI: 1. Công thức cấu tạo của các chất: O O CH 2O CH 2OH CH2O C N H2C CH2OH CH 2OH C B D CH2S C CH3 CH2OH O CH2CO2CH3 CH 2CO2CH3 F E 6 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  7. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c 2. SN2: thế nucleophin lưỡng phân tử. 3. v = k[tác n hân][tác c hất nucleophin] Tốc độ chung t ùy thuộc vào nồng độ của cả tác nhân lẫn tác chất nucleophin. Như vậy, gấp ba nồng độ của các c hất tham gia phản ứng sẽ dẫn đến tốc độ chung của phản ứng t ăng gấp 9 lần. 4. Với hai đ ương lượng bazơ: C H2SCH2CH3 CH 2CO2H Với một đương lượng bazơ: CH 2SH C H2CO2CH2CH3 5. Công thức Lewis của sản phẩm dime: C H2 S SCH2 H2 C CH 2 O OH HO O Bài 3: Nấm Aspergillus nidulans tạo ra hai lacton (este v òng) thơm A và B (C 10H10O4) mỗi đồng phân tan trong dung d ịch NaOH lạnh trong n ước nhưng không tan trong dung d ịch NaHC O3 trong nước. Cả A và B đều cho màu tím với dung dịch FeCl3 trong nước. Phản ứng của A với C H3I có mặt K2CO3 tạo thành C (C11H12O4) mà phổ 1H NMR của nó thấy có c hứa ba nhóm metyl không gi ống nhau, một nhóm li ên kết trực tiếp với vòng t hơm. Sự tách loại nhóm metyl có chọn lọc của C với BCl3 rồi xử lý kế tiếp trong nước tạo ra D l à 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 n ội phân tử tại = 11,8pm OH H3 C H 3C CO2CH3 O HO I E 7 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  8. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c Hợp chất D đ ược tổng hợp như sau: Phenol E được metyl hóa (Me I/K2CO3) để tạo F(C9H12O2) sau đó F được khử bằng liti ki m loại trong amoniac lỏng v à 2 – metylpropan – 2 –ol để cho một dien đối xứng và không liên hợp G. Có t hể chuyển dien n ày thành liên h ợp bằng phản ứng với KN H2 trong a moniac lỏng rồi xử lý kế t iếp trong n ước, qúa tr ình này ch ỉ tạo một sản phẩm H. Sự ozon phân H rồi xử lý không khử lế tiếp tạo ra nh iều sản phẩ m, trong đó có xetoeste I. Th ực hiện phản ứng Diels – Alder hợp chất H với dimetyl but – 2 –indioat J tạo thành K (C 15H20O6) mà khi đun nóng s ẽ loại eten để tạo ra một este t hơm L. Thủy phân L trong môi trường bazơ r ồi axit hóa dung dịch tạo thành M(C11H12O6) mà khi đun nóng trong chân không t ạo ra N (C11H10O5). Khử N bằng NaB H4 trong di metylfomamit tạo thành C và m ột lacton O đồng phân, O cũng có thể thu đ ược nhờ metyl hóa B. 1. Viết công t hức 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: OCH3 OCH3 OCH3 O O H3 C H3 C H3 C O O O H3CO HO HO C B A O OCH3 OH OH O H3 C H3 C H3 C O H3 CO HO H3CO D F E OCH3 OCH3 CO2CH3 CH 3 CH 3 H3C CO2CH3 O H3CO H3CO CO2CH3 G H I J 8 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  9. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c OCH3 OCH3 OCH3 H3C H3C CO2CH3 CO2CH3 H3C CO2H CO2CH3 H3CO H3CO CO2CH3 H3CO CO2H K L M OCH3 OCH3 O H3C H3C O O H3CO H3CO O O N O 2. Công thức khác của B: OH H 3C O H 3CO O Bài 4: (-)-Atractyligenin là một hợp chất h oạt động sinh học được cô lập từ cây gọi là Thistle c hết choc. Người Zulu d ùng nó để chữa bệnh nhưng thường gây hiểm họa chết người. Để có thể tạo một hợp chất tương đương có đ ộc tính kém hơn, nay đ ã có nhiều phương pháp t ổng hợp hóa học: HO OH COOH Br O B(C5H10O) C(C 5H 8O) D E G H I A 9 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  10. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c Trong s ự tổng hợp chất tương đương của (-) – Atractyligeni n, hơp chất A đuợc dùng làm nguyên li ệu 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 h ơp chất B 2. Khi cho hợp chất B tác dụng với kali dicro mat trong dung d ịch 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 r ồi sục khí hydro bro mua qua dung dịch cho đến khi toàn bộ C phản ứng hết thu được hợp c hất 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 t ác dụng với kali pe manganat 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 bi ết tên IUPAC của H Hợp chất H được cho tác dụng với 2 – metylbutyl magie 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 l ượng 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 O O O O * Br C D B E F A * OH O O OH O * G H 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 10 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  11. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c Cặp đồng phân không đối quang có điểm nóng c hảy 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: c is H2 C OOC(C H2)7 C C (CH2)7CH3 H H c is c is H2 HC OOC(C H2)7 (CH2)4CH3 C C C C C H H H H H2 C OOC(C H2)18CH3 a. Có bao nhiêu đồng phân đối quang của S? Dùng dấu hoa thị (*) để chỉ ra các tâm đối xứng gương của phân t ử, nếu có. b. S tác dụng với natri metoxit cho hỗn hợp 3 este metyl. Đề nghị t ên của 3 este này. Dùng cách ghi Z, E nếu cần. c. Cho các este metyl chưa no tác dụng với ozon r ồi với kẽm để xác định vị trí của các liên kết đôi trong phân tử. Viết công t hức cấu tạo c ủa 4 hợp chất có nhóm chức andehit. V iết tên IUPAC của chúng. d. Chỉ số xà phòng hóa c ủa một chất béo được định nghĩa là số miligam kali hydroxit cần để thuỷ phân 1g c hất béo. C hỉ số này được dùng để so sánh các k hối lượng phân tử tương đối của c hất béo. Hãy tính t hể tích của kali hydroxit 0,996M cần dùng để xà phòng hóa 10,0g ch ất béo S e. Chỉ số xà phòng hóa c ủa S là bao nhiêu? f. Chỉ số iot c ủa chất béo được định nghĩa là số gam iot (I2) có thể tham gia phản ứng cộng với 100g chất béo. Hãy tính c hỉ số iot c ủa chất S. BÀI GIẢI: a. Các phân t ử của chất thành phần S có hai đồ ng phân đối quang c is H2 C OOC(C H2)7 C C (CH2)7CH3 H H c is c is H2 HC* OOC(C H2)7 C C (CH2)4CH3 C C C H H H H H2 C OOC(C H2)18CH3 b. Các công t hức cấu tạo và tên gọi của este metyl là: O (Z) - metyloctadec-9-enoat O O (9Z;12Z) - metyloctadec-9,12-dienoat O O metyl octadecanoat O 11 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  12. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c c. Ozon phân S r ồi tác dụng với Zn cho các andehit sau: O O O O metan dicacbadehit nonal hexanal O O metyl nonalat O d. Số mol KOH đã dùng nhiêu gấp 3 lần số mol triglixerit S 10,0 = 11,29.10-3 (mol) = 11,29 (mmol) ; VKOH = 3.n/V = 34,0 mL n (S) = 885.402 e. Chỉ số xà phòng hóa = 3,40(mmol/g).56,11(g/ mol) = 191 f. 112,9mmol S có c hứa 3 . 112,9m mol 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-propantricacb oxylic) là a xit sơ cấp của các loại cây thuộc họ ca m, chanh và c ũng góp phần làm nên vị chua đặc trưng của nó. Cách sản xuất thủ công nhất của nó l à 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 nghi ệp phẩmnhuộm. Ngoài ra nó c ũng 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 su nfuric đặc ở 45 –50oC. Hãy vi ết công thức cấu tạo và đọc tên của sản phẩm tạo thành theo I UPAC. Loại axit hữu cơ nào tham gia được phản ứng trên? Sau khi đun nóng axit xitr ic với axit sunfuric, n gười ta th êm vào anis ol (metoxybenzen) vào hỗn hợp phản ứng và nh ận được chất A(C12H12O5). A tạo anhydrit khi đun nóng với anhydrit axetic Để trung hoà 118 mg A cần 20mL dung d ịch 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 t hức cấu tạo A c. Xác định các đồng phân có t hể có c ủa A sinh ra trong ph ản ứng trên, hãy xác định cấu dạng v à viết tên IUPAC của chúng. d. Trong ph ản 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 n hư phenol hay resoxinol thì tương ứng ta thu được các c hất B và C. B không cho phản ứng màu khi tác d ụng với FeCl3 nhưng C thì có. Trong cùng điều kiện phản ứng tạo thành 2 ch ất B, C thì hiệu suất tạo thành C cao hơn. 12 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  13. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c f. Xác định công t hức 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 su ất tạo thành C cao hơn t ạo thành B BÀI GIẢI: a. Phản ứng H2C COOH COOH H2C 4 + H2 O + CO H 2SO 4 C O HO C COOH 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 ph ản ứng đủ với 118 mg A 1000mL KOH 1M ph ản ứng đủ với 118g A A phải là axit 2 c hức - Khối lượng phân tử A = 236 80mg Br2 phản ứng đủ với 118mg A 160mg Br2 phản ứng đủ với 236 mg A A có ch ứa 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 th ức phân t ử C12H12O5. Do có sự cản trở kh ông gian của các nguyên tử hydro trong anisol nên nhóm t hế buộc phải nằm ở vị trí para so với nhóm –OCH3. Như vậy công thức cấu tạo của chất A sẽ như sau: COOH H3CO COOH Vì A tạo được anhydrit n ên hai nhóm -COOH buộc phải ở c ùng phía so với liên kết đôi. c. Các đồng phân của A OCH3 COOH COOH axit-(E)-3-(2-metoxyphen yl)-2-pentendioic OC H3 COOH COOH axit-(Z)-3-(2-metoxyphenyl)-2-pentendioic 13 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  14. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c HOOC H3CO COOH axit-(Z)-3-(4-metoxyphenyl) -2-pentendioic d. Hai sản phẩm khi cho A tác dụng với brom COOH COOH H Br Br H HOOCH2C Br Br CH2COOH OCH3 OCH3 1 2 Hai chất này là enantiome e. Cấu hình tuyệt đối tại các trung tâm lập thể COOH COOH S R H Br Br H S HOOCH2C Br Br CH2COOH OCH3 OCH3 1 2 f. Công thức cấu tạo các chất B và C CH2COOH CH2COOH O O HO O O B C g. Trong sự hình thành ch ất A từ anisol thì hướng tấn công l à vị trí para so với nhóm –OCH3. Tuy nhiên trong ph ản 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 t hể xảy ra ở hai vị trí ortho v à para n hưng hướng tấn công ortho được ưu tiên hơn do s ản phẩm trung gian có thể vòng hóa được để tạo sản phẩm bền B. h. Phenol c hỉ 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. 5 4 6 3 1 OH OH HO 2 Như vậy thì trong cùng điều kiện p hản ứng thì lượng sản ph ẩm C luôn nhiều hơn B 14 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  15. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c Bài 7: Sự phát tr iển của các l oại dược phẩm mới phụ thuộc chủ y ếu vào tổng hợp hữu c ơ. Phương pháp chỉnh lại phân tử ( fine-tuning) được sử dụng để có thể nhận được các tính ch ất như mong muốn. Sau đây là qúa trình tổng hợp thuốc gây m ê cục bộ proparacaine (c òn được gọi là proxymetacaine), ch ất này được sử dụng để điều trị các bệnh về mắt. 1. Hoàn thành qúa trình tổng hợp bằng cách v iết công thức cấu tạo các chất A, B, C, D v à E O H 2 / Pd (C ) H OCH 2C H2 N (C 2H 5) 2 OH HN O3 n -C 3H 7 Cl S O Cl2 A C D B E b az HO Tất cả đều l à 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 b ước 2 thay cho C 3H7Cl thì điều này sẽ dẫn tới: a. Một sản phẩm tương tự B (nếu điều này đúng h ãy viết CTCT sản phẩ m) b. Không có ph ản ứng c. Sự phân hủy t –C4H9Cl d. Một phản ứng thể S E Hãy chọn câu trả lời đúng BÀI GIẢI: 1. Công thức cấu tạo các chất từ A đến E: O O O O 2N O2 N O 2N OH Cl OH H3 CH 2 CH 2CO H 3C H2 CH 2 CO HO B C A O O O2 N H 2N OC H2 CH 2N (C 2 H5 )2 OCH 2C H2 N( C2 H 5) 2 H 3 CH 2CH 2CO H3 C H2 CH 2 CO D E 2. Công thức cấu tạo các s ản phẩm: N O2 O O OH OH + O2 N OH OH 3. c Bài 8: Viết cơ chế của các phản ứng sau đây: Base a. C6 H 5COCl CH 3CH 2OH C 6H 5COOCH 2CH 3 acid b. CH 3CONH 2 H 2O CH 3COOH NH 4 15 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  16. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c BÀI GIẢI: a. Cơ chế phản ứng: Cl Cl + CH3CH2O H+ Cl C CH3CH2 O C CH3CH2 O C - H O O OH - HCl CH3CH2 O C O b. Cơ chế: NH2 H + + OH H 2 O+ NH2 C C H3 C NH2 C H3 C C H3 H OH + OH O NH2 NH3+ + + -H H C H3COO H + NH4+ OH OH C H3 C C H3 C OH OH 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 đ ể làm thuốc chống nhức đầu. Cái tên aspirin là do một công ty ở Đức đề xuất năm 1899. ASS có t hể được tổng hợp bằng con đường sau đây: Viết công thức c ấu tạo của A, B, C và ASS. BÀI GIẢI Phản ứng đầu tiên là phản ứng Kolbe – Schmidt, t iếp theo là phản ứng proton hóa, sau p hản ứng này thì axit salixilic B được hình thành. Ph ản ứng với anhydrit axetic sẽ dẫn đến việc tạo thành axit axetylsalixilic ASS. 16 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  17. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c Bài 10: Sildenafil (m ột loại thuốc tăng lực) đ ược tổng hợp theo s ơ đồ: O O N H 2N H 2 H N O 3, H 2S O 4 1 . M e 2S O 4, d d N a O H OEt A B C o 2 . N a O H , H 2O 50 C, 2 h O o S O C l 2, D M F , t o l u e n , 5 5 C , 6 h H 2 (5 0 p s i), 5 % P d /C C D E o 0 d d N H 3, 2 0 C , 2 h E tO A c , 5 0 C , 4 h O OEt (N N ) 2C O C H 3- N N H , H 2O C l S O 3H , S O C l 2 OH G H I o -N NH 10 C , 2 h C H3 O N OEt HN N N NH E , E tO A c N I K L Pr O2 S N N C H3 S ild e n a fil 1. Hãy hoàn ch ỉnh dãy phản ứng tr ên, biết rằng: o Quá trình chuy ển 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 d ùng 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 O O O H CH3 CH3 O O NH2NH2 N N N HNO3, H2SO4 1. Me2SO4, dd NaOH OEt EtO HO HO N 50oC, 2 h N 2. NaOH, H2O N O O 2N A Pr Pr Pr B C O O CH3 CH3 N N H 2N H 2N H 2 (5 0 p s i ), 5 % P d / C o SOCl2, DMF, toluen, 55 C, 6 h N N C 0 EtO A c , 5 0 C , 4 h o dd NH3, 20 C, 2 h O 2N H 2N Pr Pr D E O Et O O Et O O Et O OH CH3-N NH , H2O OH ClSO3H, SOCl2 OH o 10 C, 2 h H O2 S N N CH3 G S O2C l O O Et O O Et O (N N)2CO N N O N NH N N H -N NH Me O2 S N N CH3 K O2 S N N CH3 I 17 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  18. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c CH3 O N H2N O Et O N E K N Pr H N N CH3 L O2 S 2. Cơ chế từ [I] sang K (- ) O O O OEt O OEt OEt O C C N N N N O O N N N N + HN + N -H +H + CO2 + HN N O2 S O2 S O2 S N N CH3 N CH3 N N CH3 N Bài 11: Viết công thức cấu tạo của sản phẩm cuối (nếu có) từ các phản ứng sau: COOH + (I2, KI, NaHCO 3) A B H2N CH COO H + Br CH3 BÀI GIẢI A là O O I B không t ồn tại vì phản ứng không xảy ra Bài 12: Sản phẩm nào được tạo th ành khi cho stiren oxit tương tác v ới dietylmalonat? BÀI GIẢI: O C H(COOEt)2 CH CH2 EtOO C CO O E t O O O C Ph O CO O E t O 1.OH,H 2O O 2.H 3.t o Ph Bài 13: Viết công thức cấ u trúc các d ạng enol của dietylmalonat (1), Etylaxetoaxetat (2). Trong các cấu trúc của (2), cho biết dạng n ào bền nhất, dạng n ào kém b ền. Giải thích? 18 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn
  19. Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại họ c BÀI GIẢI: a. Các cấu trúc H H O O O O O O OEt EtO C OEt EtO C OEt EtO H H b. Trong đó: - Dạng A ít bền do nối đôi không li ên hợp - Dạng B bền nh ưng không có c ộng hưởng este - Dạng C bền nhất do có nối đôi li ên hợp và cộng hưởng este H H O O O O C H3COC H2COOEt O Et H2C O Et H3C C H A B H O O O Et H3C C H C Bài 14: Khi xử lý axit salixylic với dung dịch n ước brom d ư 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: O O OH O OH OH C O H COO H Br Br COO H CO2 Br Br 2 + Br + Br Br2 -H + + -H H Br Tạo thành xetoaxit torng gian, lo ại hợp chất n ày dễ bị decacboxyl hóa. Đồng phân meta - khó xảy ra phản ứng v ì không tạo thành xetoaxit Đồng phân para - có thể được vì hợp chất này là xetoaxit có nối đôi ở , O Br CO O H 19 Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản