giải bài tập cơ sở lý thuyết hóa hữu cơ

Chất nào là đồng phân cấu tạo: b Cho các chất sau đây, hãy chọn cặp phù hợp vs điều kiện bên dưới: A... Chất nào là đồng phân cấu tạo: Trả lời: a Cho các chất sau đây, hãy chọn các cặp

GIẢI BÀI TẬP

CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÓA HỮU CƠ

ĐẠI HỌC QUY NHƠN

BÀI TẬP CHƯƠNG 1 CẤU TRÚC KHÔNG GIAN CỦA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ

Bài 1: Xác định các chất sau thuộc dãy D hay L

C

Bài 2: Cho các chất A đến H và trả lời câu hỏi sau:

1 Chất nào là Chiral

2 Chất nào không có trung tâm bất đối

3 Chất nào có hơn 1 trung tâm bất đối

4 Chất nào là đồng phân meso

; Bài 3: Giả sử các chất mạch vòng là phẳng, hãy xác định tính đối xứng và tính quang hoạt của các chất từ A đến J

a) Xác định mối quan hệ giữa các cặp: đồng phân dia; đối quang; giống nhau; đồng phân cấu tạo; đồng phân cấu dạng; đồng phân cộng hưởng…

b) Xác định cấu hình tuyệt đối của C được đánh dấu *:

I

J

A; B đồng phân đối quang

C; D đồng phân dia

E; F đồng phân cấu tạo

G; H giống nhau ( có đồng phân meso)

I; J đồng phân đối quang

Câu 6: Hãy xác định cấu hình tuyệt đối của các trung tâm bất đối, chất nào là đồng phân meso:

A

B

C

Trả lời:

b) Hãy xác định cấu dạng bền nhất của chất bên cạnh:

C

D

E

1 Chất nào là hoàn toàn giống nhau:

2 Chất nào là đồng phân cấu dạng:

3 Chất nào là đồng phân cấu tạo:

b) Cho các chất sau đây, hãy chọn cặp phù hợp vs điều kiện bên dưới:

A

B

C

D

E

F

1 Chất nào là hoàn toàn giống nhau:

2 Chất nào là đồng phân cấu hình:

3 Chất nào là đồng phân cấu dạng:

4 Chất nào là đồng phân cấu tạo:

Trả lời:

a) Cho các chất sau đây, hãy chọn các cặp phù hợp với các điều kiện bên dưới:

1 Chất nào là hoàn toàn giống nhau: (B; D); (C; E)

2 Chất nào là đồng phân cấu dạng: (A; B;D)

3 Chất nào là đồng phân cấu tạo: (A; C)

b) Cho các chất sau đây, hãy chọn cặp phù hợp vs điều kiện bên dưới:

1 Chất nào là hoàn toàn giống nhau: (A; C); (B; F)

2 Chất nào là đồng phân cấu hình: (A cis; B trans); (A cis; E trans); (C cis; D trans); (C cis; E trans)

3 Chất nào là đồng phân cấu dạng: (D trans e,e; E trans a,a)

4 Chất nào là đồng phân cấu tạo: (A; B); (B; D); (B; E)

Bài 10: cho các chất từ A đến H, hãy xác định số tương tác syn có mặt trong cấu dạng ghế bền nhất của mỗi chất:

A

B

BÀI TẬP PHẢN ỨNG THẾ NUCLEOPHIN VÀO C sp3

Bài 1: cho 2 phản ứng thế sau, sản phẩm của phản ứng (a) là đồng phân của phản ứng (b), đó là đồng phân gì? Các phản ứng xảy ra theo cơ chế SN1 hay SN2? Viết công thức cấu trúc của các sản phẩm:

- A (cis) và B (trans) tạo thành 2 sản phẩm là đồng phân hình học của nhau

- Dẫn xuất halogen bậc 2 và C6H5S- là tác nhân Nu rất tốt  SN2

Bài 2: đồng phân lập thể nào được hình thành từ phản ứng thủy phân

cis-1,4-dimetylxiclohexylbromua và trans-1,4-cis-1,4-dimetylxiclohexylbromua

Trả lời:

- Gốc Hidrocacbon là dẫn xuât bậc 3 và H2O là tác nhân Nu yếu  SN1

cis-1,4-dimetylxiclohexylbromua

Sản phẩm 2 bền hơn sản phẩm 1

trans-1,4-dimetylxiclohexylbromua

Sản phẩm 1 bền hơn sản phẩm 2

A:

C: cacboncation tạo hệ phản thơm kém bền hơn hệ thơm

Bài 5: trong mỗi câu gồm 3 dẫn xuất halogen dưới đây, hãy đánh vào mỗi ô vuông ở dưới mỗi công thức đánh số từ 1 đến 3 thể hiện khả năng phản ứng (1 là phản ứng mạnh nhất, 3 là phản ứng yếu nhất)

A SN2 bởi tác nhân NaCOOCH3 trong metanol:

SN1 ưu tiên: C bậc cao, tạo liên hợp (alyl CH2 = CH – CH+, benzyl C6H5CH2+) ảnh hưởng + C tạo cấu trúc ổn định, C1 C3 có nhóm đẩy e làm tăng độ bền R+

A SN2 bởi tác nhân NaCOOCH3 trong metanol:

Bài 5: hãy xác định hợp chất nào trong các cặp chất sau phản ứng với NaI trong

axetone nhanh hơn:

> (dẫn xuất bậc 1 > dẫn xuất bậc 2) c) 2-clopentan và 2-flopentan

> (độ bền liên kết)

< (dẫn xuất bậc 3 < dẫn xuất bậc 2) e) 2-brompropan và 1-bromdecan

< (dẫn xuất bậc 2 < dẫn xuất bậc 1) Bài 6: hãy xác định hợp chất nào trong các cặp chất sau phản ứng nhanh hơn theo cơ chế SN1:

<

( : dẫn xuất bậc 2

: dx bậc 3) d) Tert-butylclorua và tert-butyliodua

+ Tính Nu anion > phân tử trung hòa

+ Nguyên tử có độ âm điện càng nhỏ thì lực Nu càng cao (trong cùng 1 chu kì)

+ Kích thước nguyên tử trung tâm càng cao thì lực Nu càng cao

+ Đưa nhóm đẩy e vào các tác nhân sẽ làm tăng lực Nu

+ Đưa nhóm thế cồng kềnh vào tác nhân sẽ làm giảm lực Nu do ảnh hưởng không gian

c) và

< (Tuy (1) đưa nhóm đẩy e vào tác nhân sẽ làm tăng lực Nu, tuy nhiên nhóm thế cồng kềnh sẽ làm giảm lực Nu do ảnh hưởng không gian) Bài 8: giải thích vì sao có sự thay đổi tốc độ phản ứng khi thay đổi dung môi trong phản ứng sau:

CH3I + Cl- CH3Cl + I

-Với dung môi: CH3OH ktd = 1

HCONHCH3 ktd = 45,3 HCON(CH3)2 ktd = 1,2.106

Trả lời:

- Xét phản ứng khi tác nhân Nu là 1 anion, chất phản ứng trung hòa điện Trong quá trình phản ứng độ phân cực của hệ tăng lên thì khi chuyển từ dung môi kém phân cực sang dung môi phân cực mạnh ((CH3OH) < (HCONHCH3) < (HCON(CH3)2)) sẽ làm tăng tốc độ phản ứng

- Xét các dung môi, khả năng sonvat hóa các ion của dung môi sẽ làm giảm tốc độ phản ứng:

+ CH3OH: là dung môi proton có khả năng sonvat hóa cả cation và anion, tính Nu giảm dẫn tới tốc độ phản ứng giảm  hằng số tốc độ phản ứng nhỏ

+ HCONHCH3: ( ) là dung môi proton nhưng lại phân cực, khả năng sonvat hóa Cl- kém hơn CH3OH làm cho tính Nu của Cl- mạnh hơn so với trong dung môi CH3OH  hằng số tốc độ phản ứng cao hơn + HCON(CH3)2: là dung môi không proton phân cực mạnh, không sonvat anion Cl-

dẫn tới tốc độ phản ứng nhanh nhất  hằng số tốc độ phản ứng cao

Bài 9: khi xử lý 1-iodometyl-1-metylxyclopentan với AgNO3 trong metanol cho cả sản phẩm thế và sản phẩm tách như nhau, hãy viết cơ chế tạo ra các sản phẩm đó:

Trả lời:

- Tác nhân Nu là cặp e trên nguyên tử O trong CH3OH, là tác nhân Nu yếu  SN1

a)

b)

Trả lời:

a)

- Đây là ete không đối xứng nên được điều chế từ ancolat tác dụng với dẫn xuất

halogen Có thể xảy ra theo 2 trường hợp:

hoặc Nhưng đây là phản ứng theo cơ chế SN2 nên dẫn xuất bậc 1 là thuận lợi nhất

b)

- Có 2 cách điều chế hợp chất trên:

(1) (CH3)3C – C  C – Na + Cl – CH2CH3

- CN- là tác nhân Nu mạnh, dẫn xuất bậc 1 vị trí alyl, dung môi kém phân cực  SN2,

không có C* nên không có sự thay đổi cấu hình

B

- N3- là Nu mạnh, dẫn xuất halogen bậc 2 vị trí benzyl, dung môi kém phân cực 

SN2, có C* nên có sự thay đổi cấu hình

C

- là tác nhân Nu tốt do có hiệu ứng +H từ 2 nhóm CH3, dẫn xuất bậc

1, dung môi không phân cực  SN2, không có C* nên không có sự thay đổi cấu hình

D

- CN- là tác nhân Nu tốt, dẫn xuất bậc 1, dung môi kém phân cực  SN2, không tấn công vào C* nên không có sự thay đổi cấu hình

E

- CH3OH là tác nhân Nu yếu, dẫn xuất bâc 3, dung môi phân cực  SN1

F

- CH3S- là Nu mạnh, dẫn xuất halogen bậc 2, dung môi kém phân cực  SN2, có C*

nên có sự thay đổi cấu hình

G không xảy ra

- I- là Nu rất mạnh, dẫn xuất halogen bậc 3, dung môi kém phân cực  SN2, tuy nhiên tác nhân I- tấn công ngược phía với Cl nên bị áng ngữ không gian  phản ứng không xảy ra

H không xảy ra

BÀI TẬP PHẢN ỨNG TÁCH

Bài 1: giải thích tại sao 1-brom-2-metylxiclohexan thực hiện phản ứng

dehydrohalogen hóa theo cơ chế E2 chỉ có sản phẩm được chỉ ra, còn 2 sản phẩm còn lại trong hình chữ nhật không quan sát được:

Trả lời:

- Để tách HX thì X nằm ở vị trí a (kém ổn định) và H có trục song song với X (vị trí trans so với nhau), phản ứng tách E2 ưu tiên tách H của C bậc cao

Bài 13: cho 2 đồng phân cis-4-tert-butylxiclohexylbromua và

trans-4-tert-butylxiclohexylbromua, trong KOH/ancol đồng phân nào thực hiện phản ứng theo E2 nhanh hơn Giải thích:

Trả lời:

- Các phản ứng thực hiện theo E2 sẽ ưu tiên khi nguyên tử bị tách ở vị trí a

cis-4-tert-butylxiclohexylbromua

trans-4-tert-butylxiclohexylbromua

- Đồng phân Cis thực hiện phản ứng tách E2 nhanh hơn do ở cấu dạng bền của hợp chất Br ở vị trí a nên dễ tách hơn

QUAN HỆ GIỮA PHẢN ỨNG THẾ NUCLEOPHIN VÀ PHẢN ỨNG TÁCH

Bài 14: cho 10 công thức sau, hãy chọn các chất phù hợp với điều kiện mỗi câu sau:

1 Những chất nào có phản ứng theo cơ chế SN2 khi xử lý với thiolancol NaSH?

2 Những chất nào có phản ứng theo cơ chế E2 khi xử lý với KOH?

3 Những chất nào không có phản ứng theo cả 2 cơ chế SN2 và E2?

I

Dẫn xuất bậc 2, nhưng gốc R có 2 nhóm CH3 thể tích lớn gây áng ngữ không gian HS

-khó tấn công vào  khó SN2 Không có H không có E2

F không xảy ra

Dẫn xuất bậc 2, nhưng gốc R có 2 nhóm CH3 thể tích lớn gây áng ngữ không gian HS

-khó tấn công vào  khó SN2 Không có H không có E2

G

Dẫn xuất bậc 1, Br- là Nu tốt, ít bị cản trở không gian  SN2

C

D

Do vòng không đối xứng nên có 2 trường hợp:

+ H+ cộng vào liên kết đôi tạo cacboncation có điện tích + nằm trên C2

+ sản phẩm chuyển vị do vòng 4 cạnh kém bền

Bài 2: viết cơ chế tạo thành sản phẩm của các phản ứng sau:

Trả lời:

Bài 13: xác định cấu hình sản phẩm chính của các phản ứng sau:

D

E

F

G

BÀI TẬP PHẢN ỨNG CỘNG VÀO NHÓM C=O

Bài 1: hoàn thành các phản ứng sau:

B

C

D

E

Bài 2: viết cơ chế phản ứng sau:

A

B

C

D

O

P

Q