30 bài tập đại cương hóa hữu cơ Trích từ tuyển tập Hữu cơ OlympiaVN Bài 1 Ankaloit (alkaloid) là những amin hữu cơ chứa dị vòng nitơ có nguồn gốc thiên nhiên Các ankaloit thường được tìm thấy ở các lo.
Trang 130 bài tập đại cương hóa hữu cơ
Trích từ tuyển tập Hữu cơ OlympiaVN
Bài 1
Ankaloit (alkaloid) là những amin hữu cơ chứa dị vòng nitơ có nguồn gốc thiên nhiên Các ankaloit thường được tìm thấy ở các loài thực vật, đôi khi là ở cả động vật và nấm Nhiều loại ankaloit gây ra tác động dược lí học lên cơ thể người và động vật, đặc biệt là
hệ thần kinh Sau đây là công thức cấu tạo của một số loại ankaloit có nhiều ứng dụng
morphin spartein đihiđroquinidin
Xác định các nguyên tử cacbon bất đối trong các phân tử ankaloit trên
Xác định cấu hình tuyệt đối của các nguyên tử cacbon bất đối đã tìm ra ở câu a
Bài 2
Erythromixin là một loại thuốc kháng sinh có công thức cấu tạo như sau:
Phân tử erythromixin có bao nhiêu nguyên tử cacbon bất đối? Trong phân tử có chứa những loại nhóm chức nào?
Bài 3
Trang 2Axit cholic là một loại axit mật (bile acid), tồn tại ở dạng tinh thể không tan trong nước (tan trong rượu và dấm) Axit cholic được tìm thấy trong sỏi mật của người, có cấu trúc như sau:
Hãy vẽ cấu dạng bền nhất của axit cholic biết rằng các vòng 5 và 6 có cấu dạng ghế
Bài 4
Hai hợp chất N,4-đimetylpiperiđin (A) và quinucliđin-2-on (B) khi tác dụng với dung dịch clohiđric loãng thì chất A gần như không tan, trong khi đó chất B tan tương đối tốt Giải thích sự khác nhau này
Bài 5
Hãy cho biết tại sao metylxiclohexan thì cấu dạng tồn tại chủ yếu là cấu dạng e
(equatorial) trong khi với xianoxiclohexan thì hai cấu dạng e và a (axial) dễ dàng
chuyển hóa lẫn nhau?
Bài 6
Giải thích tại sao tốc độ của phản ứng sau lại tăng lên từ n = 3 → 4 và giảm từ n = 4 →
8
Bài 7
Trang 3Xác định cấu hình tuyệt đối (theo danh pháp R/S) của các nguyên tử cacbon bất đối trong các cấu trúc sau đây
Bài 8
Hai chất 1 và 2 có pKatương ứng là 8.0 và 5.0
Hãy so sánh và giải thích tính bazơ của các nguyên tử nitơ trong hai chất trên
Bài 9
Thực nghiệm đã chứng minh rằng tính axit của p-nitrophenol mạnh hơn p-xianophenol Tuy nhiên nếu gắn thêm hai nhóm thế nitro vào vị trí 3 và 5 của hai chất thì thấy một sự thay đổi kì lạ về tính axit, cụ thể với hai chất mới là:
Trang 4Thì các kết quả thực nghiệm lại cho thấy pKa (1) > pKa(2) Kết quả này ngược lại so với thứ tự các chất ban đầu Rõ ràng nếu cùng thêm hai nhóm thế vào hai chất thì sự biến đổi tính axit của chúng phải như nhau, vậy tại sao lại xảy ra nghịch lí này?
Hãy đưa ra một giải thích cho nghịch lí trên
Nếu thay vì gắn thêm hai nhóm thế nitro vào vị trí 3 và 5 của hai chất mà ta lại thay bằng hai nhóm thế xiano thì có thể dự đoán gì về sự khác biệt tương đối giá trị pKa của hai chất mới? Tại sao?
Bài 10
Giải thích sự khác nhau về tính axit của hai hợp chất:
Bài 11
Cho các chất CH3COCH3 (A), CH3COCH2COOEt (B), CH3COCH2COCH3 (C) Đối với cân bằng enol hoá của chúng, giá trị pKe lần lượt là 8,33 ; 1,00 và - 0,41 Đối với sự phân li của nhóm OH enol của chúng, giá trị pKa (OH) lần lượt là 10,94; 10,00 và 9,41 Phân tích nguyên nhân làm giảm pKe và pKa (OH) từ A đến C
Hãy tính giá trị pKa (CH) đối với sự phân li nguyên tử H linh động nhất thuộc liên kết C –
H của từng hợp chất A, B và C
Dùng các dấu lớn hơn (>) hoặc nhỏ hơn (<) và các số liệu có được hãy dự đoán
khoảng giá trị của pKe , pKa (OH), pKa (CH) của EtOOCCH2COOEt (D)
Bài 12
Khi khảo sát cấu tạo của một hợp chất X (C14H18N2) có hai nhóm đimetylamino bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân thì ngoài các proton của nhóm metyl người
ta chỉ thu được ba tín hiệu proton của vòng thơm Chất X này có một tính chất hết sức
Trang 5đặc biệt là nó có thể đeproton hóa phenol một cách hoàn toàn ở nhiệt độ thường nhưng không hề tương tác với đinitrometan mặc dù chất này có tính axit cao hơn phenol Xác định CTCT X
Giải thích tính chất kỳ lạ của X
Bài 13
Vitamin C có cấu trúc như hình bên, Biết nó là một axit hai chức với trị pKa lần lượt là 4,2 và 11,6 Hãy lập luận chỉ ra hai giá trị này ứng với nhóm chức nào trong Vitamin C
Bài 14
Hợp chất 7,9-đihiđro-1H-purin-2,6,8(3H)-trion hay còn được gọi là axit uric là một sản phẩm chuyển hóa protein của DNA và RNA, nó sẽ bị tích tụ trong máu khi quá dư thừa hoặc khi bài tiết kém và sẽ là nguyên nhân gây nên bệnh Gút Cấu tạo của axit uric được xác định như sau:
Axit uric có giá trị pKaở nấc thứ nhất là 3,89 Tuy nhiên có một điều "kì lạ" rằng trong phân tử axit này có đến 4 nguyên tử nitơ, vậy tại sao nó không thể hiện tính chất của một bazơ như các amin khác?
Bài 15
Hãy dự đoán và so sánh tính axit của các nguyên tử hiđro-α của hai lacton A và B Giải thích
Trang 6Bài 16
Hợp chất bromđizirin 1 dễ mất ion bromua để tạo cation hơn bromxiclopropan 2 Giải thích
Bài 17
Giải thích các hiện tượng sau:
Benzen sunfonic PhSO3H là một axit cực mạnh (pKa ≈ -6,00) trong khi axit benzoic là một axit yếu
Axit 1,1,1-bixiclopentancacboxylic mạnh hơn hơn axit 2,2-đimetylpropanoic
Bài 18
Dự đoán và lập luận về chiều chuyển dịch chính của cân bằng xeto-enol sau:
Bài 19
Trong hai chất xiclopentan-1,3-đion và xiclopenten-3,5-đion thì hợp chất nào có khả năng enol hóa mạnh hơn? Tại sao?
Bài 20
Trong dung dịch nước thì hợp chất carbonyl tồn tại ở hai dạng chủ yếu, một là dạng oxo và dạng thứ hai là gem-điol tồn tại đồng thời với dạng oxo tạo thành một cân bằng động như sau:
Trang 7(K: hằng số cân bằng)
Tại sao cloral CCl3CHO lại có hằng số K lớn hơn anđehit axetic CH3CHO rất nhiều trong khi các nguyên tử Cl gây án ngữ không gian lớn hơn các nguyên tử H
Tại sao xiclopropanon trong dung dịch nước lại tồn tại chủ yếu ở dạng gem-điol hơn
Bài 21
Sắp xếp các giá trị pKb1, pKb1 và pKb3 sau đây theo chiều tăng dần Giải thích
Bài 22
So sánh momen lưỡng cực μ của các cặp chất sau:
Trang 8
Bài 23
Xác định số electron π trong mỗi phân tử sau đây:
Hãy cho biết trong các hợp chất trên thì hợp chất nào thơm-không thơm-phản thơm Tại sao?
Bài 24
Pentaxen là một chất bán dẫn hữu cơ
Tính xem có bao nhiêu công thức cộng hưởng electron π trong pentaxen
Rút ra kết luận có bao nhiêu cấu trúc cộng hưởng electron π đối với chất tương đồng T
Bài 25
4-Isopropyltropolon là một hợp chất thơm không giống benzen Nó được giáo sư T Nozoe, trường Đại Học Quốc Gia Đài Loan tách từ các cây bách tại Đài Loan do vào năm 1938
Trang 9
Vẽ cấu trúc cộng hưởng để minh họa tính thơm của C
Ba mol tropolon C có thể tác dụng vớimột mol sắt(III) axetylaxetonat [Fe(acac)3] để hình thành một phức có màu đỏ Cho biết cấu trúc của hợp chất phức đó
Cấu tạo của [Fe(acac)3] như sau:
Bài 26
Phân tử porphin là phân tử đơn giản nhất trong họ chất porphyrin Trong cấu trúc của
nỏ tồn tại 4 vòng pirol đạt tới trạng thái phẳng hoàn toàn Tất cả các nguyên tử cacbon
và nitơ đều lai hóa sp2 Trong cấu trúc này ta còn tìm thấy hệ thống nối đôi liên hợp Khung liên kết σ của porphin được miêu tả dưới đây:
Có bao nhiêu electron tham gia vào hệ thống nối đôi liên hợp? Phân tử này có thơm không? Vẽ hoàn chỉnh cấu trúc porphin trong đó chỉ rõ các liên kết đôi tạo thành
hệ thống liên hợp
Bài 27
Cho biết trong hai hệ thống vòng sau đây hệ thống nào bền vững ? Giải thích
Bài 28
Trang 10So sánh pKa của các cặp axit sau
Bài 29
So sánh và giải thích tính axit của hai hợp chất sau (số liệu cho trong hình là pKa):
Bài 30
Viết các công thức hỗ biến của các hợp chất sau:
a) NH2CONH2
b)
