tên đề tài xây dựng hệ thống bài tập danh pháp và hóa lập thể của hidrocacbon vòng no dùng bồi dưỡng đội tuyển thi học sinh giỏi quốc gia, môn hóa học

Đây là mảng kiến thức trọng tâm, cũng là cơ sở ñể nghiên cứu những nội dung khác, như cơ chế phản ứng hóa hữu cơ, hợp chất tự nhiên, polime, …chính vì lý do này, tôi chọn ñề tài “Xây dựn

Đề tài: “Xây dựng Hệ thống bài tập Danh pháp và Hóa lập thể của hidrocacbon vòng no dùng bồi dưỡng ñội tuyển thi học sinh giỏi Quốc gia, môn Hóa học”

no Đây là mảng kiến thức trọng tâm, cũng là cơ sở ñể nghiên cứu những nội dung khác, như cơ chế phản ứng hóa hữu cơ, hợp chất tự nhiên, polime, …chính vì lý do

này, tôi chọn ñề tài “Xây dựng hệ thống bài tập Danh pháp và Hóa lập thể của Hidrocacbon vòng no dùng bồi dưỡng ñội tuyển thi học sinh giỏi Quốc gia, môn Hóa học”

I.2 Ý nghĩa và tác dụng của giải pháp

- Góp phần nâng cao năng lực cho giáo viên dạy bồi dưỡng HSG THPT, ñặc biệt bồi dưỡng ñội tuyển chuẩn bị thi HSG cấp Quốc gia môn Hóa học

- Giúp giáo viên và học sinh rút ngắn thời gian ôn tập, nâng cao năng lực tự học cho học sinh thông qua hệ thống bài tập ở mảng kiến thức “Danh pháp và hóa lập thể của Hidrocacbon vòng no”, tạo cơ sở ñể các em học tập có hiệu quả ở những kiến thức như: cơ chế phản ứng hóa hữu cơ, hợp chất thiên nhiên, polime…

I.3 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài

Nghiên cứu, xây dựng mảng bài tập về Danh pháp và Hóa lập thể của

Hidrocacbon vòng no dùng bồi dưỡng ñội tuyển thi học sinh giỏi Quốc gia, môn

Hóa học

II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH

II.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn

- Để bồi dưỡng cho học sinh kiến thức về Danh pháp và Hóa lập thể của Hidrocacbon vòng no chuẩn bị thi HSG cấp Quốc gia, môn Hóa học, tôi ñã nghiên cứu và xây dựng hệ thống các bài tập về Danh pháp và Hóa lập thể của Hidrocacbon vòng no từ ñơn giản ñến phức tạp

- Hệ thống bài tập có hướng dẫn giải tạo ñiều kiên cho GV giúp học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiến thức nhanh chóng và ñịnh hướng, phát triển năng lực tự học của học sinh

II.2 Biện pháp tiến hành, thời gian tạo ra giải pháp

II.2.1 Các biện pháp tiến hành

- Nghiên cứu tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học, lớp 11, 12

- Nghiên cứu các ñề thi HSG Quốc Gia môn Hóa học

- Xác ñịnh nội dung: “Xây dựng Hệ thống bài tập Danh pháp và Hóa lập thể

của hidrocacbon vòng no”

- Nghiên cứu, dịch các tài liệu liên quan ñể xây dựng nội dung ñã xác ñịnh

II.2.2 Thời gian tạo ra giải pháp

Năm học 2012-2013

B NỘI DUNG

I MỤC TIÊU

Xây dựng hệ thống bài tập Danh pháp và Hóa lập thể của Hidrocacbon vòng

no dùng bồi dưỡng ñội tuyển thi học sinh giỏi Quốc gia, môn Hóa học

II MÔ TẢ GIẢI PHÁP

II.1 Thuyết minh tính mới

II.1.1 Xây dựng hệ thống bài tập gồm 3 phần

Phần 1: Tóm tắt cơ sở lý thuyết

Phần 2: Bài tập cơ bản

Phần 3: Bài tập nâng cao và tổng hợp

PHẦN 1: TÓM TẮT CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm

1.1.1 Xicloankan

Xicloankan là hiñrocacbon no mạch vòng Có hai loại: Xicloankan có một vòng gọi là monoxicloankan và xicloankan có nhiều vòng gọi là polixicloankan Công thức chung: Monoxicloankan CnH2n (n ≥ 3); Polyxicloan CnH2n+2-2k (n ≥

- Điều kiện ñể có ñồng phân hình học:

+ Điều kiện cần: Phân tử phải có liên kết ñôi (một liên kết ñôi hoặc một số lẻ liên kết ñôi liên tiếp) hoặc vòng no (thường là vòng nhỏ) trong phân tử Coi ñó là bộ phận cứng nhắc cản trở sự quay tự do của nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) ở bộ phận ñó

+ Điều kiện ñủ: Ở mỗi nguyên tử C của liên kết ñôi và ít nhất hai nguyên tử C của vòng no phải có hai nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác nhau

- Những dạng có hai nhóm thế ñược phân bố cùng một phía ñối với mặt phẳng của nối ñôi hoặc vòng no thì gọi là cis, nếu khác phía gọi là trans

Ví dụ: But-2-en có hai ñồng phân hình học:

hoặc 1,2-dimetylxiclopropan có hai ñồng phân hình học

* Đồng phân quang học

- Đồng phân quang học là những hợp chất có công thức cấu tạo phẳng giống nhau nhưng khác nhau về cấu trúc không gian do có nguyên tử cacbon bất ñôi Cacbon bất ñối là nguyên tử cacbon liên kết với các nhóm thế khác nhau Ví dụ: Glixeraldehit có hai ñồng phân quang học

- Cấu dạng có năng lượng thấp nhất gọi là dạng xen kẽ, cấu dạng có năng lượng cao nhất gọi là cấu dạng che khuất

- Thuật ngữ dùng ñể chỉ cấu dạng có năng lượng khác nhau gọi là ñồng phân cấu dạng (comforomer) Khi tăng nhiệt ñộ, cấu dạng che khuất tăng theo Ví dụ: với

Theo giản ñồ năng lượng trên, ta thấy cấu dạng ghế bền hơn cấu dạng thuyền,

vì nó có thế năng thấp nhất Nguyên nhân dẫn ñến sự khác nhau về ñộ bền giữa hai dạng ghế và thuyền là lực ñẩy tương tác giữa các nguyên tử hiñro của vòng Ở dạng ghế tất cả ñều ñược phân bố theo hình thể xen kẽ Trong khi ñó ở dạng thuyền chỉ

có 4 hệ thống (C1-C2, C3-C4, C4-C5 và C6-C1) là phân bố xen kẽ, còn hai hệ thống còn lại C2-C3 và C5-C6) thì phân bố che khuất Hơn nữa nguyên tử H ở C1 và C4 chỉ cách nhau 1,84 A0 nên nó có một lực ñẩy khoảng 3 kcal/mol Tổng cộng thế năng của dạng thuyền lớn hơn dạng ghế 6,8 kcal/mol

Công thức Newman dạng ghế Công thức Newman dạng thuyền

Trong xiclohexan, sáu nguyên tử cacbon ở dạng ghế ñược phân bố trên hai mặt phẳng song song Mặt phẳng thứ nhất chứa C1, C3 và C5; mặt phẳng thứ hai chứa

C2, C4 và C6 Trục ñối xứng bậc ba của phân tử thẳng góc với hai mặt phẳng 12 liên kết C-H ñược chia làm hai nhóm: nhóm thứ nhất gồm 6 nguyên tử H song song với trục ñối xứng bậc ba (3 liên kết hướng lên và 3 liên kết hướng xuống) Ta gọi ñó là liên kết trục, ký hiệu là a (axial) Nhóm thứ hai gồm 6 liên kết còn lại, chúng hướng

ra ngoài biên phân tử (tạo với trục ñối xứng một góc 1090 ñược gọi là liên kết biên,

kí hiệu là e (equatorial)

Kết quả khảo sát lý thuyết cũng như thực nghiệm e-metylxiclohexan bền hơn

a -metylxiclohexan Ở nhiệt ñộ thường e-metylxiclohexan chiếm 95% còn

a-metylxiclohexan chiếm 5% a-a-metylxiclohexan kém bền vì có ñến hai tương tác

syn, trong kho ñó e-metylxiclohexan không có tương tác syn nào cả

• Hai vòng có chung một nguyên tử mắt vòng, kiểu spiro

Mạch cacbon ñược ñánh số hết vòng nhỏ ñến vòng lớn, bắt ñầu từ một nguyên

• Hai vòng có chung cầu nối, kiểu bixiclo

Mạch cacbon ñược ñánh số bắt ñầu từ một nguyên tử chung (ở một ñỉnh), ñến các nguyên tử của cầu nối dài nhất, tiếp ñến các cầu nối ngắn hơn

Tên của hiñrocacbon kiểu này gồm các bộ phận hợp thành theo thứ tự sau:

Bixiclo + [số nguyên tử C ở các cầu nối (ghi từ số lớn ñến số nhỏ)] + ankan

Ví dụ:

PHẦN 2: BÀI TẬP CƠ BẢN 2.1 Danh pháp

Bài 1 Cho biết tên của các xicloankan sau:

9 10

Bài 8 X là một monoxicloankan, tỉ khối của X so với không khí bằng 1,93 (a) Xác

ñịnh công thức thức phân tử, viết các công thức cấu tạo, ñọc tên

Đặt X: CnH2n

Theo ñề MX = 1,93×29 = 56

hay 14n = 56 ⇒ n = 4

Công thức phân tử của X là C4H8

Các công thức cấu tạo của X

Bài 9 Y là một monoxicloankan, tỉ khối của Y so với không khí bằng 2,41 (a) Xác

ñịnh công thức thức phân tử, viết các công thức cấu tạo, ñọc tên

Đặt Y: CnH2n

Theo ñề MY = 2,41×29 = 70

hay 14n = 70 ⇒ n = 5

Công thức phân tử của Y là C5H8

Các công thức cấu tạo của Y

Bài 10 Cho biết tên của các chất cho dưới ñây:

Bài 12 Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau:

(a) Xiclopentan (b) Xiclohexan

(c) Xicloheptan (d) Xiclooctan

Bài 13 Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau:

Bài 16 Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau:

(a) bixiclo[3,1,0]hexan (b) bixiclo[4,3,0]nonan

(c) bixiclo[1,1,0]butan (d) bixiclo[4,4,0]hexan

Bài 17 Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau:

(a) 2-metylbixiclo[3.1.0]hexan (b) 3,8-dimetylbixiclo[4.2.0]octan

(c) 2-metylbixiclo[1.1.0]butan (d) 2-metylbixiclo[2.2.0]hexan

Bài 18 Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau:

(a) spiro[2.3]hexan (b) spiro[3.3]heptan

(c) spiro[3.4]octan (d) spiro[4.5]decan

Bài 19 Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau:

(a) spiro[2.3]hexan (b) spiro[3.3]heptan

(c) spiro[3.4]octan (d) spiro[4.5]decan

Bài 20 Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau:

(a) 1-metylspiro[2.2]pentan (b) 2-metylspiro[3.3]heptan (c) 1-metylspiro[3.4]octan (d) 2,6-dimetylspiro[4.5]decan

Bài 30 Trong số các ñồng phân cấu tạo của xicloankan có công thức phân tử C5H10,

có một chất xuất hiện ñồng phân hình học, biểu diễn cấu trúc của hai ñồng phân hình học ñó Đọc tên

Bài 31 Biểu diễn các ñồng phân hình học của xicloankan có công thức phân tử

C6H12 Đọc tên

Bài 32 Xác ñịnh cấu trúc của các chất có tên sau

Bài 35 Cho biết sản phẩm khi cho xiclohexen vào dung dịch KMnO4 loãng

(b) So sánh ñộ bền khi nhóm metyl gắn phía dưới C-1 và C-4

(c) Khi nhóm metyl gắn vào C3 thì tạo ra cấu dạng bền, vậy nó gắn vào dưới hay trên?

(a) Nhóm CH3 là liên kết trục (a)

trans-1,3,5-trimetylxiclohexan

Tất cả nhóm CH3 ở biên trong cis-1,3,5-trimetylxiclohexan nên nó bền hơn

trans-1,3,5-trimetylxiclohexan có chứa một nhóm CH3 ở trục

Bài 39 Viết cấu trúc phân tử có cấu dạng bền nhất cho mỗi hợp chất sau:

H3C

H H C(CH3)3

cis -1-tert-butyl-3-metylxiclohexan

H C(CH3)3

trans -1-tert-butyl-4-metylxiclohexan

H3C

H

H C(CH3)3

(b) Tính sức căng góc của các xicloankan ñã cho Biết rằng xiclokankan tượng trưng co hệ không có có sức căng góc

(c) Phân loại xicloankan bằng số nguyên tử cacbon trên vòng và sức căng góc

(kJ/mol)

(c) Vòng nhỏ (C3-C4) có sức căng lớn, Vòng thông thường (C5-C6), có sức căng nhỏ hoặc bằng không Vòng trung bình (C7-C12) có sức căng nhỏ Vòng lớn (>12) sức căng tự do

Bài 41 Sức căng Baeyer là gì?

Xuất phát từ hai tiên ñề là các vòng no có cấu trúc phẳng và góc bình thường của hiñrocacbon no là 109028’, năm 1885, Baeyer cho rằng sự kéo nhỏ hay trương rộng các góc của vòng no ñều dẫn ñến một sức căng làm cho tính bền của vòng giảm ñi Người ta gọi ñó là sức căng Baeyer Sức căng càng lớn, vòng tương ứng càng ít bền

Độ mạnh của sức căng ñược ñánh giá bằng θ θ ñược tính theo công thức

θ 24044’ 9044’ 0044’ -5044’ 9033’ 12046’ -15006’

Bài 42 Vì sao nói liên kết C-C trong xilopropan ñược gọi là “liên kết quả chuối”?

Xiclopropan là hợp chất vòng no duy nhất có cấu tạo phẳng Theo quan niệm hiện ñại, phần xen phủ cực ñại của các ñám mây electron không nằm trên ñường thẳng nối liền hai nguyên tử cacbon mà có sự uốn cong Sự uốn cong này làm cho phần xen phủ ñám mây electron có giảm ñi, nhưng sắp xếp như thế có lợi về mặt năng lượng Các liên kết C-C này ñược gọi là “liên kết quả chuối”, nó mang tính chất trung gian giữa liên kết σ và π bình thường Do sự uốn cong như vậy, thực tế góc liên kết của vòng chỉ bằng 1060 chứ không phải 109028’ và lớn hơn nhiều so với góc cấu tạo phẳng của tam giác ñều (600) Xiclopropan rất dễ bị mở vòng dưới tác dụng của hiñrohalogenua, Br2 và bị hiñro hoá có chất xúc tác

Bài 43 Thế nào là lực ñẩy Pitze?

Thực tế, các vòng no (trừ xiclopropan) không phải là những vòng phẳng Trong một vòng ngoài sức căng góc Baeyer có có một lực ñẩy nữa ñó là lực ñẩy giữa các nguyên tử hiñro ở trạng thái che khuất một phần hay toàn phần gây nên, do ñó một vài nguyên tử cacbon của vòng bị lệch ra khỏi mặt phẳng vòng Lực ñẩy ñó gọi là lực ñẩy Pitze

Bài 44 Nguyên nhân nào ñể xiclobutan tồn tại ở dạng không phẳng?

Theo quan niệm hiện nay, xiclobutan có cấu tạo không phẳng góc gấp có giá trị khoảng 20-250 Tính không phẳng của xiclobutan ñược chứng tỏ từ các dữ kiện thực nghiệm của giản ñồ Rơnghen, giản ñồ electron, momen lưỡng cực, phổ cộng hưởng

từ hạt nhân và một số phương pháp khác Nguyên nhân chủ yếu ñể xiclobutan tồn tại dạng không phẳng là ñể giảm sức căng Pitz

Bài 45 Xiclopentan tồn tại hai cấu dạng không phẳng: dạng “phong bì” và dạng

“nửa ghế” Hãy vẽ hai cấu dạng này và cho biết dạng nào có tâm ñối xứng, dạng

Nếu giả sử phân tử xiclopentan nằm trên một mặt phẳng thì góc lệch 0044, do ñó coi như không có sức căng Baeyer Nhưng ở ñây 5 liên kết C-C ở dạng che khuất nên lại xuất hiện sức căng Pitz Thực tế xiclopentan tồn tại hai cấu dạng không phẳng là cấu dạng phong bì có mặt phẳng ñối xứng nên còn gọi là cấu dạng Cs -(hình trái) Cấu dạng nửa ghế có trục ñối xứng bậc hai nên còn gọi là cấu dạng C2(hình phải)

Lưu ý: Khi thực hiện phép quay phân tử xung quanh trục ñối xứng Cn một góc n

2π

=

ϕ sao cho phân tử trùng với chính nó Trục quay Cn gọi là trục ñối xứng cấp n

Bài 46 Biểu diễn hai ñồng phân hình học của decaclin

Bài 48 Xicloankan nào có ñồng phân cis – trans? Vẽ cả hai ñồng phân ñó

(a) 1,3-dimetylxiclopantan

(b) Etylxiclopantan

(c) 1-etyl-2-metylxiclobutan

(a) 1,3-dimetylxiclopantan Có ñồng phân cis – trans

(b) Etylxiclopantan Không có ñồng phân cis-trans

Bài 49 Viết các ñồng phân lập thể của 1 – metyl – 2,3 – dicloxiclopropan (trích ñề

thi olympic sinh viên toàn quốc 2005)

Các ñồng phân lập thể của 1- metyl – 2,3 – dicloxiclopropan có 4 ñồng phân Nếu hai nguyên tử clo ở vị trí trans thì có hai ñối quang, còn nếu hai nguyên tử clo

ở vị trí cis thì tuỳ theo vị trí của nhóm CH

3- mà chỉ có thêm hai ñồng phân (các ñồng phân này có ảnh qua gương phẳng trùng với chúng, meso):

PHẦN 3: BÀI TẬP NÂNG CAO VÀ TỔNG HỢP Bài 50 Hai xicloankan M và N ñều có tỉ khối hơi so với metan bằng 5,25 Khi

monoclo hoá (chiếu sáng) thì M cho 4 hợp chất, N chỉ cho một hợp chất duy nhất

a Hãy xác ñịnh công thức cấu tạo của M và N

b Gọi tên các sản phẩm tạo thành theo danh pháp IUPAC

c Cho biết cấu dạng bền nhất của hợp chất tạo thành từ N, giải thích

(Trích từ ñề thi HSG quốc gia năm 2000)

C : 1-Clo-2-metylxiclopentan E: Cloxiclohexan

c Cấu dạng bền nhất của N :

Cl

Trong các ñồng phân trên, ñồng phân (I) không có C* nên không có tính quang hoạt Đồng phân (II) là meso vì có mặt phẳng ñối xứng Đồng phân (III) và (IV) có tính quang hoạt

Bài 52 Vẽ cấu trúc của (1R)(3S)-xiclohexan-1,3-ñiol và cho biết cấu dạng bền của

Cấu dạng bền của phân tử: dạng ghế với cả hai nhóm OH ñều ở vị trí a ñể hai nhóm

OH có thể tạo liên kết hidro nội phân tử Còn nếu ở vị trí e sẽ không tạo ñược liên kết hidro nên kém bền hơn

HO

OH

OH O

H

H H

Bài 53 2-isopropyl-5-metylxiclohexanol có 4 ñồng phân cis-trans, hãy viết các

ñồng phân ñó, vẽ cấu dạng của các ñồng phân ñón và cho biết ñồng phân nào bền nhất?

Công thức cấu tạo của 4 ñồng phân

Trans-2-isopropyl-cis-5-Bài 54 Hai hợp chất hữu cơ A và B ñều có công thức phân tử C5H10 Cả hai ñều không phản ứng với Cl2 trong tối và lạnh A phản ứng với Cl2 có ánh sáng, nhưng cho một sản phẩm duy nhất là C5H9Cl Còn hợp chất B cũng tác dụng với Cl2 trong cùng ñiều kiện nhưng cho 6 ñồng phân C5H9Cl khác nhau, có thể phân biệt bằng phương pháp vật lý Hãy xác ñịnh cấu trúc của A, B và các sản phẩm monoclo ñó

A và B có công thức C5H10 nên chúng có thể là anken hoặc xicloankan Theo ñề bài, các chất này không tác dụng với Cl2 tối và lạnh nên A và B là các xicloankan

A tác dụng với Cl2 cho một monoclo duy nhất nên A là xiclopentan

B tác dụng với Cl2 (ánh sáng) tao ra 6 dẫn xuất monoclo, nên B phải là metylxiclobutan

Cl2-HCl

CH3

CH3

Cl

CH3Cl

Bài 55 Hiñrocacbon thiên nhiên A tác dụng với brom chiếu sáng tạo thành sản

phẩm hữu cơ B chức 55,81%C ; 6,98 %H còn lại là brom B chỉ có một nguyên tử brom trong phân tử A và B ñều bền không làm mất màu dung dịch KMnO4 và A không quang hoạt (i) Xác ñịnh công thức phân tử của A và B (ii) Xác ñịnh cấu trúc của A và B

B: CxHyBrzx : y : z = 10 : 15 : 1

Công thức phân tử của B: C10H15Br, vì B chỉ có một nguyên tử brom trong phân tử

Công thức phân tử của A là: C10H16 A, B ñều bên và A không có tính quang hoạt nên A chỉ có thể là trixiclo[3,3,1,13,7]decan

Bài 56 Hợp chất A, C7H8O quang hoạt, có khả năng hấp thụ 1 mol H2 có mặt của

Pt Khử A bằng phương pháp Wolff - Kischner thu ñược chất B không quang hoạt Oxi hóa B bằng KMnO4 thu ñược axit xiclopentan-1,3-ñicacboxylic Khử A bằng LiAlH4 ñược chất C quang hoạt Tách nước C ñược D không quang hoạt Hiñro hóa

D hoặc B ñều nhận ñược chất E Oxi hóa D bằng KMnO4 thu ñược F mà khi nhiệt phân sẽ ñược axit gluraric Hãy xác ñịnh công thức cấu tạo từ A ñến F

Bài 57 Trình bày cơ chế phản ứng

Bài 58 Hợp chất A (C10H18O) ñược phân lập từ một loại tinh dầu ở Việt Nam A không làm mất màu nước brom và dung dịch thuốc tím loãng, cũng không tác dụng với hiñro có xúc tác niken, nhưng lại tác dụng với axit clohiñric ñậm ñặc sinh ra 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan Hãy ñề xuất cấu trúc của A

2 Hợp chất B (C10H20O2 ) có trong một loại tinh dầu ở Nam Mỹ Từ B có thể tổng hợp ñược A bằng cách ñun nóng với axit

a Viết công thức cấu tạo và gọi tên B

b Dùng công thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng và trình bày cơ chế ñầy ñủ của phản ứng tổng hợp A

3 Hợp chất B thường ñược ñiều chế từ C (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1] hept-2-en) có trong dầu thông Dùng công thức cấu tạo, viết phương trình phản ứng và chỉ rõ các liên kết của C bị ñứt ra

4 Trong cây long não có hợp chất D tên là 1,7,7-trimetylbixiclo[2.2.1]heptan-2-on (hay là campho).Viết sơ ñồ các phản ứng tổng hợp D từ C và cho biết cơ chế của giai ñoạn ñầu

5 Về cấu tạo hóa học, các hợp chất A, B, C và D ở trên có ñặc ñiểm gì chung nhất? minh họa vắn tắt ñặc ñiểm ñó trên các công thức cấu tạo của chúng

(Trích từ ñề thi chọn học sinh vào ñội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2008)

1 Xác ñịnh công tức cấu trúc của A(C10H18O)

A có ñộ chưa bão hoà là 2;

A không làm mất mầu dung dịch nước brom và dung dịch thuốc tím loãng chứng tỏ trong A không có nối ñôi hay nối ba;

A không tác dụng với hiñro trên chất xúc tác niken chứng tỏ trong A không có nhóm chức cacbonyl;

A tác dụng với axit clohiñric ñậm ñặc sinh ra metylxiclohexan, trong A có vòng no và có liên kết ete

Suy ra công thức cấu trúc của A

B

Gọi tên B: 1-hiñroxi-4-(-1-hiñroxi-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan

b Dùng công thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng và trình bày cơ chế ñầy ñủ của phản ứng

Cả 2 dạng trans và cis của B ñều ở cấu dạng ghế bền vững, tuy vậy cấu dạng ghế không thể tham gia ñóng vòng mà phải ñi qua dạng thuyền kém bền Dạng thuyền sẽ tham gia phản ứng SN1 nội phân tử

5 Đặc ñiểm chung nhất về cấu tạo hoá học: mỗi phân tử gồm 2 ñơn vị isopren

Bài 59 Gọi tên các ñồng phân ñối quang khi monoclo hoá metylxiclohexan dưới

tác dụng của ánh sáng, giả thiết rằng vòng xiclohexan phẳng

K Ý h i Ö u - 2 - c l o - 1 - m e t y l x i c l o h e x a n ( 1 S , 3 R ) ( 1 R , 3 S ) ( 1 R , 3 R ) ( 1 S , 3 S )

C H3

C l

- 3 - c l o - 1 - m e t y l x i c l o h e x a n

Bài 60 Ozon phân một tecpen A (C10H16) thu ñược B có cấu tạo như sau:

Hiñro hoá A với xúc tác kim loại tạo ra hỗn hợp sản phẩm X gồm các ñồng phân có

công thức phân tử C10H20

a) Xác ñịnh công thức cấu tạo của A

b) Viết công thức các ñồng phân cấu tạo trong hỗn hợp X

(Trích từ ñề thi chọn học sinh giọi quốc gia lớp 12 THPT năm 2003)

Bài 61 Cho biết cấu trúc và tên IUPAC của ñồng phân hình học có tên sau: (a)

2-clonobonan (b) 2-metyl-7-2-clonobonan

(a) Nguyên tử clo có thể là exo (cis) hoặc endo (trans) với cầu C7 – cầu nhỏ nhất

(b) C7Cl có thể là syn hoặc anti với cầu có chứa nhóm metyl

Bài 62 Hợp chất hữu cơ A có công thức phân tử C9H8 A phản ứng ñược với dung dịch Br2/CCl4 và dung dịch KMnO4 loãng Khi 1 mol tác dụng với 1 mol tạo thành chất B có công thức C9H10 Khi hidro hóa A thu ñược hợn chất C có công thức C9H16 Khi oxi hóa A bằng KMnO4 nóng ñược axit phtalic Xác ñịnh cấu trúc của

A, B và C

 A phản ứng với KMnO4 nóng, thu ñược axit phtalic vậy A có vòng benzen

A phản ứng ñược với dung dịch Br2/CCl4 và dung dịch KMnO4 loãng Khi 1 mol tác dụng với 1 mol tạo thành chất B có công thức C9H10 Vậy A có chứa một nối ñôi C=C.A có thể là:

Khi hidro hóa A thu ñược hợn chất C có công thức C9H16 nên A có công thứ phân

tử là

Vậy:

Bài 63 Vẽ công thức cấu trúc của các dẫn xuất 1,4-ñioxan là sản phẩm ñime hóa hợp chất

(R)-1,2-epoxi-2-metylpentan

(ñề thi chọn học sinh vào các ñội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2011)

Công thức cấu trúc của các dẫn xuất 1,4-ñioxan thế khi ñime hóa hợp chất

(kì thi chọn học sinh vào các ñội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2010)

Nếu X có n cacbon bất ñối thì số ñồng phân quang học tối ña của X là 2n Theo bài ra ta có: 2n > 50, vậy n ≥ 6 Dưới ñây là một số các công thức cấu tạo có thể có của X thỏa mãn ñiều kiện của bài (dấu * chỉ cacbon bất ñối)

(kì thi chọn học sinh vào các ñội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2009)

Các ñồng phân lập thể của 1-ñecalon

Bài 66 Hợp chất cho dưới ñây có bao nhiêu ñồng phân lập thể và biểu diễn cấu trúc

không gian của các ñồng phân lập thể ñó

(Trích từ ñề thi chọn học sinh giỏi quốc gia THPT năm 2013)

Hợp chất ñã cho có 6 ñồng phân lập thể Trong các ñồng phân này, các vòng 6 cạnh tồn tại ở dạng ghế:

Bài 67 Bằng cơ chế giải thích sự tạo thành sản phẩm theo sơ ñồ sau

(Trích từ ñề thi chọn học sinh giỏi quốc gia THPT năm 2013)

Bài 68 Cho α-pinen tác dụng với axit HCl ñược hợp chất A, sau ñó cho A tác dụng

với KOH/ancol thu ñược hợp chất camphen (B) Viết cơ chế phản ứng chuyển hóa pinen thành A và A thành B Trong môi trường axit, B quang hoạt chuyển hóa thành

α-B raxemic Giải thích hiện tượng này

(Trích từ ñề thi chọn HSG vào ñội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2011)

Sơ ñồ phản ứng tổng hợp camphen (B) từ α-pinen:

B

chuyÓn vÞ

- HCl Cl

chuyÓn vÞ

H +

-H +

Bài 69 Viết công thức các sản phẩm có thể tạo thành khi thực hiện quá trình ñồng

phân hoá B (có công thức cấu tạo) trong môi trường axit Gọi tên cấu hình (nếu có) của các chất và cho biết ñồng phân nào có tính quang hoạt

CH3B

(Trích từ ñề thi chọn HSG vào ñội tuyển dự thi olympic hoá học quốc tế năm 2005)

Có 4 ñồng phân

R S , cis trans,

quang hoạt

II.1.2 Đổi mới phương pháp bồi dưỡng

- Chuyên sâu nội dung bồi dưỡng

Triển khai bồi dưỡng cho học sinh chuyên ñề chuyên sâu “Hệ thống bài tập Danh pháp và Hóa lập thể của hidrocacbon vòng no”

- Khảo sát năng lực của học sinh trước khi bồi dưỡng

Đề kiểm tra Câu 1 X là một monoxicloankan có tỉ khối so với không khí bằng 2,9 (a) Xác ñịnh

công thức phân tử, viết các công thức cấu tạo Biểu diễn các ñồng phân hình học