Thông tin tài liệu
volcmttl@yahoo.com.vn – copyright © 2010
Tài liệu dành cho:
Học sinh chuyên Hóa.
Sinh viên các trư ờng Đại học.
Giáo viên Hóa h ọc.
02 2010
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 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 b ài tập hóa học hữu cơ là không nhiều. Vì
vậy việc tổng hợp các t ư liệu để có một tài liệu tham khảo bổ ích v à 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 khác nhau theo từng chuy ên 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 b ài 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 c ơ 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 chuy ên 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 t ài liệu tham khảo. Vì 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 ).
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 2
Part 1: AXIT CACBOXYLIC – ESTE
COOH
OH
O
O
CH
3
CH
3
C
C
H
HOOC
H
COOH
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 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 n êu rõ hóa học lập thể) được hình thành nhờ 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 tạo thành trong lượng dư dung dịch
nước của NaOH. Dung dịch thu được của X
1
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 (ti êu 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 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 chuyển chậm thành hợp chất mới C không chứa iot v à có thể phản ứng với nước. Trong
cùng điều kiện, hợp chất 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 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 t hể 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 X
1
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 (diastereoiso mers)?
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 3
BÀI GIẢI:
1. Các trung tâm bất đối của X:
*
*
COOH
*
CO OH
*
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
O
COOH 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
+ 2H
2
O
Phản ứng của một đồng phân lập thể của Y với NaOH:
OC
O + NaOH
oc
COONa
COONa
+ H
2
O
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 4
4. M
A
= 0,3913/(12,7.0,100/1000) = 308 (g/ mol
-1
) Các phản ứng từ X đến A:
COONa
COONa
I
2
-NaI
I
O CO
COONa
HCl
-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 n ước
O CO + 2 H
2
O HO COOH
O CO HO COOH
6. Cấu tạo của X là:
COOH
COOH
7. Chuyển hóa B thành A
I I I
HOOC
CO + H
2
O COOH – H
2
O
O COOH OH COOH O CO
8) Không, A và B không p hải là các đồng phân không đối quang.
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 5
Bài 2: Các nhà hóa học của công ty Merck Frosst Cana da 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.
COOH
CH
3
H
3
C OH
S
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 3
4
3
C H COCl 1) CH -SO Cl/(C H ) N
1.LiAlH
12 14 3 12 13 2
Pyridin 2.NaCN
2.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 ) N
9 14 3
2.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 n êu 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. V ẽ 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. CH
2
N
2
COOC
2
H
5
COOH
COOC
2
H
5
SH
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 6
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:
CH
2
OH
O
CH
2
O
O
CH
2
OH
B
CH
2
OH
C
H
2
C
C N
D
CH
2
OH
CH
2
S C CH
3
CH
2
CO
2
CH
3
E
O
CH
2
CO
2
CH
3
F
Cl
N
S
O
O
CH
3
O
CH
3
CH
3
OH
1.
-
S
+
Li
-
CO
2
+
Li
2. H
+
Cl
N
S
COOH
CH
3
CH
3
OH
CH
2
O
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 7
2. S
N
2: 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 t ăng gấp 9 lần.
4. Với hai đương lượng bazơ:
CH
2
SCH
2
CH
3
CH
2
CO
2
H
Với một đương lượng bazơ:
CH
2
SH
CH
2
CO
2
CH
2
CH
3
5. Công thức Lewis của sản phẩm dime:
CH
2
S SCH
2
CH
2
H
2
C
HO O
O OH
Bài 3: Nấm Aspergillus nidulans tạo ra hai lacton (este v òng) thơm A và B (C
10
H
10
O
4
) mỗi đồng phân tan
trong dung dịch NaOH lạnh trong nước nhưng không
tan trong dung dịch NaHCO
3
trong nước. Cả A và B
đều cho màu tím với dung dịch
FeCl
3
trong nước. Phản ứng của A với C H
3
I có mặt K
2
CO
3
tạo thành C
(C
11
H
12
O
4
) mà phổ
1
H 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 BCl
3
rồi xử lý kế tiếp trong nước
tạo ra D là một đồng phân mới của A. Phổ
1
H 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
H
3
C
H
3
C CO
2
CH
3
O
HO
E
I
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 8
Hợp chất D được tổng hợp như sau: Phenol E được metyl hóa (MeI/K
2
CO
3
) để tạo F(C
9
H
12
O
2
) sau đó F
được khử bằng liti kim loại trong amoniac lỏng v à 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 KN H
2
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. Th ực hiện phản ứng Diels – Alder hợp chất H với
dimetyl but – 2 –indioat J tạo thành K (C
15
H
20
O
6
) 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(C
11
H
12
O
6
) mà khi đun nóng trong
chân không tạo ra
N (C
11
H
10
O
5
). Khử N bằng NaBH
4
trong dimetylfomamit tạo thành C và một lacton O
đồng phân, O cũng có thể thu đ ược 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:
H
3
C
OCH
3
O
H
3
C
OCH
3
H
3
C
OCH
3
O
O
HO
A
OH
O
HO
B
OH
O
H
3
CO
O
O
C
OCH
3
H
3
C
H
3
C
H
3
C
O
H
3
CO
D
HO
H
3
CO
E
F
G H I J
OCH
3
CH
3
H
3
CO
H
3
CO
CH
3
OCH
3
H
3
C
CO
2
CH
3
O
CO
2
CH
3
CO
2
CH
3
Bài tập Hóa Học Hữu C ơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học
Copyright © 2010 volcmttl@yahoo.com.vn 9
2. Công thức khác của B:
OH
H
3
C
O
H
3
CO
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 8
B(C H O) C(C H O) D E
G
H
I
OCH
3
H
3
C
H
3
CO
CO
2
CH
3
CO
2
CH
3
H
3
C
H
3
CO
CO
2
CH
3
CO
2
CH
3
OCH
3
H
3
C
H
3
CO
CO
2
H
CO
2
H
OCH
3
K
L
M
H
3
C
H
3
CO
OCH
3
O
O
O
H
3
C
H
3
CO
OCH
3
O
O
O
N
Br
O
A
[...]... chất từ A đến E: O O O 2N O 2N O O2 N OH OH H3 CH 2 CH 2CO HO H 3CH2 CH 2 CO B A C O O2 N Cl O H 2N OCH2 CH 2N(C 2 H5 )2 H 3 CH 2CH 2CO OCH 2CH2 N(C2 H 5) 2 H3 CH2 CH 2 CO D E 2 Công thức cấu tạo các sản phẩm: NO2 O O OH OH + O2 N OH OH 3 c Bài 8: Viết cơ chế của các phản ứng sau đây: a C6 H 5COCl CH 3CH 2OH b CH 3CONH 2 H 2O acid Base C 6H 5COOCH 2CH 3 CH 3COOH NH 4 Copyright © 20 10 volcmttl@yahoo.com.vn... NH2NH2 O H N EtO 1 Me2SO4, dd NaOH N 2 NaOH, H2O O CH3 N HNO3, H2SO4 N 50oC, 2 h HO O CH3 N N HO O 2N A Pr SOCl2, DMF, toluen, 55 C, 6 h C O CH3 N N H 2N o o dd NH3, 20 C, 2 h OEt O Pr CH3 N N H 2N H2 (50 psi), 5% Pd/C 0 EtOAc, 50 C, 4 h H 2N Pr E O OEt Pr O OH CH3-N NH , H2O OH ClSO3H, SOCl2 C O O 2N D OEt Pr B OH o 10 C, 2 h H O2 S N G SO2Cl OEt (N H N)2CO -N O O O OEt N N N NH N CH3 O N N NH Me O2... CH3 H t oC -H2O H3C H3C C C C O C CH3 CH3 H O anhydrit -2, 3-dimetyl sucxinic 2 Công thức Fisơ: CH3 H CH3 CONH2 H2NOC H2NOC H H H CH3 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: CH2COOH H2 C H2SO4 HN3 H2 C CH2COOH H2 C H2 C COOH C H2 (A) OH- CH2NH3+ CH2NH2 H+ P, Br2 H2 C H2 C COOH CH Br... Br (B) NH COOH Copyright © 20 10 volcmttl@yahoo.com.vn 28 Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học 1)SOCl2 2) NH3 hoặc: HOOC(CH 2 ) 4 COOH H 2 NCO(CH 2 ) 4 COOH Br2 / KOH A rồi tiếp tục như trên 2 Quá trình tổng hợp như sau: COOH CO (CH2 )2 HCN NH3 COOH CN C NH2 (CH2 )2 COOH COOH H3 O+ COOH COOH C -CO2 NH2 to (CH2 )2 COOH COOH CHNH2 CH2 CH2 COOH Bài 14: Peptit A có... 74,074 8,6 42 17 ,28 4 : : 12 1 14 (C5H7N)n 5 : 7 :1 k.m 3,138 1 1,86 100 162g / mol t 96,8 62 0,3 72 81n = 1 62 n = 2; CTPT: C 10H14N2 2 E COOH A F COOH N CH3 N N CH3 N E sinh ra nhiều hơn F 3 Axit piperidin -2- cacboxilic: B N H COOH N H N anabazin 4 N N H3C ClN H N Cl Copyright © 20 10 volcmttl@yahoo.com.vn 20 Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học Bài 2: Sắp xếp... sau: Copyright © 20 10 volcmttl@yahoo.com.vn 27 Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học H C H C NH2 H3 C NH2 H C H3C H C OH HNO2 CH3 OH CH3 H+ -H2O CH3COCH2CH3 2, 3-diaminobutan Như 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 CH3 CONH2 H2NOC H HNO2 H COOH HOOC... Copyright © 20 10 volcmttl@yahoo.com.vn 16 Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học Bài 10: Sildenafil (một loại thuốc tăng lực) đ ược tổng hợp theo sơ đồ: O O OEt NH 2NH 2 A 1 M e 2SO 4, dd NaOH 2 NaOH, H 2O O o SOCl 2, DM F, toluen, 55 C, 6 h C B C o 50 C, 2 h H 2 (50 psi), 5% Pd/C D o dd NH 3, 20 C, 2 h HNO 3, H 2SO 4 E 0 EtOAc, 50 C, 4 h O O Et OH ClSO 3H, SOCl 2 CH... = 9,70 10,60 = 0,90 21 Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học => [A ] = 0, 126 HA 1 8 Vậy ở pH = 9,7 tỉ lệ giữa dạng đeproton h óa và dạng trung hoà là 4 CH3NH2 CH 3-N 1 8 CH2-CH2-COOC2H5 CH2-CH2-COOC2H5 C2H5ONa 1 OH - 2 H3O+, to 1 C6H5MgBr 2 H3O+ Bài 4: Hãy cho biết các sản phẩm của sự thủy phân trong môi trường axit của các chất CH3CONH2 , BÀI GIẢI: O O O... C 6H 5COOCH 2CH 3 CH 3COOH NH 4 Copyright © 20 10 volcmttl@yahoo.com.vn 15 Bài tập Hóa Học Hữu Cơ – Tập 2 – Tài liệu dành cho sinh viên các trư ờng Đại học BÀI GIẢI: a Cơ chế phản ứng: Cl CH3CH2OH+ Cl + O CH3CH2 C H C Cl O O CH3CH2 O C OH - HCl CH3CH2 O C O b Cơ chế: + CH3 C NH2 NH2 + OH H CH3 2 NH2 C CH3 NH2 + -H C OH H NH3+ + H CH3 O+ C OH + OH O H CH3 OH C OH CH3COOH + NH4+ OH Bài 9: Loại dược phẩm... Isoleuxin được điều chế theo dãy các phản ứng sau (A, B, C, D là kí hiệu các chất cần tìm): CH3CH2 CH CH3 (C 2 H 5 OOC) 2 CH 2 A C2H5ONa B 1 KOH Br2 t0 C D NH 3 Isoleuxin 2 HCl Br Hãy cho biết công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D và Isoleuxin BÀI GIẢI: CH 3CH 2CHBrCH 3 (C 2 H 5OOC) 2 CH 2 C2 H 5 ONa A 1.KOH 2. HCl B C to NH 3 D Isoleux in Bài 11: Người ta phân lập được một tetrapeptit (peptit A) từ . E: O O 2 N OH HO A O O 2 N OH H 3 CH 2 CH 2 CO B O O 2 N Cl H 3 CH 2 CH 2 CO C O 2 N H 3 CH 2 CH 2 CO O OCH 2 CH 2 N(C 2 H 5 ) 2 D H 2 N H 3 CH 2 CH 2 CO O OCH 2 CH 2 N(C 2 H 5 ) 2 E 2. Công. chất: CH 2 OH O CH 2 O O CH 2 OH B CH 2 OH C H 2 C C N D CH 2 OH CH 2 S C CH 3 CH 2 CO 2 CH 3 E O CH 2 CO 2 CH 3 F Cl N S O O CH 3 O CH 3 CH 3 OH 1. - S + Li - CO 2 + Li 2. H + Cl N S COOH CH 3 CH 3 OH CH 2 O Bài. hai đương lượng bazơ: CH 2 SCH 2 CH 3 CH 2 CO 2 H Với một đương lượng bazơ: CH 2 SH CH 2 CO 2 CH 2 CH 3 5. Công thức Lewis của sản phẩm dime: CH 2 S SCH 2 CH 2 H 2 C HO O O OH Bài 3: Nấm
Ngày đăng: 02/04/2014, 01:20
Xem thêm: Hóa học hữu cơ 2 pot, Hóa học hữu cơ 2 pot