Câu 1: Cho các hợp chất dị vòng sau: a Dựa vào quy tắc Hucken, hãy cho biết các dị vòng trên là hợp chất thơm, phản thơm hay không thơm?. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: Vẽ cô
Trang 1Đề 11.doc
Đề 11 - Mol.doc
Trang 3Hóa Học Hữu Cơ
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 1
KIỂM TRA LẦN XI
Cho một số kí hiệu viết tắt: Me: metyl; Et: etyl; Ph: phenyl; Ac: axetyl; TEA: trietylamin; Ts: tosyl;
DDQ: 2,3-điclo-5,6-đixiano-1,4-benzoquinon; THF: tetrahiđrofuran; DCM: điclometan; t-Bu: t-butyl;
Bu: butyl; Bn: benzyl; MEM: 2-metoxietoximetyl; AIBN: azobisisobutylnitrin; PMB: p-metoxibenzyl;
DMAP: 4-đimetylaminopiriđin; DMF: N,N-đimetylfomamit; DDC: N,N’-đixiclohexylcacbođiamit;
LiHMDS: liti hexametylđisilazua
Câu 1: Cho các hợp chất dị vòng sau:
a) Dựa vào quy tắc Hucken, hãy cho biết các dị vòng trên là hợp chất thơm, phản thơm hay không
thơm?
b) So sánh (có giải thích) nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các dị vòng trên
c) Viết cân bằng ion hóa của các dị vòng trên trong nước So sánh (có giải thích) tính bazơ của các
dị vòng trên
d) Đề nghị cơ chế phản ứng thủy phân este RCOOR’ trong nước khi có mặt imiđazol
e) Đề nghị cơ chế phản ứng tạo thành 1,1’-cacbonylđiimiđazol (C7H6N4O, CDI) từ imiđazol và
photgen (COCl2)
Câu 2: Macrosphelide A là một chất ức chế tế bào ung thư Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ
sau:
Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 1 đến 12
Câu 3: Cho trifloaxetanđehit phản ứng với EtOH, sau đó đun hồi lưu với BnNH2 trong toluen, thu
được 13 (C9H8NF3) Phản ứng giữa 13 với etyl điazoaxetat trong BF Et O3 2 (là xúc tác) ở -78oC, thu
được 14 (C13H14NO2F3) Khử 14 bằng LiAlH4 trong THF, tạo thành 15 Cho 15 tác dụng với H2 có mặt
xúc tác Pd(OH)2 trong DCM, thu được 16 (C4H6NOF3) Đun hồi lưu 16 với TsCl (tỉ lệ mol tương ứng
là 1 : 2) trong hỗn hợp gồm DCM, TEA và DMAP, tạo ta 17 Cho 17 tác dụng với phenol có mặt
K2CO3 trong DMF, thu được 18 (C17H16NSO3F3)
Chất 22 (là một dẫn xuất của 18) có thể được tổng hợp theo sơ đồ sau:
Trang 4b) Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa 13 thành 14 và 17 thành 18
Câu 4: Đun fructozơ với dung dịch H2SO4 98%, thu được 23 có tên là 5-(hiđroximetyl)fufural Đun 23
trong dung dịch axit loãng, thu được axit levulinic và axit fomic Các dữ kiện phổ NMR (đo trong
dung môi D2O) của axit levulinic được cho ở bảng sau:
- Phổ 1H-NMR (H, ppm): 2,15 (s); 2,52 (t; J = 8,0 Hz); 2,80 (t, J = 8,0 Hz)
- Phổ 13C-NMR (C, ppm): 27,8; 29,1; 37,7; 177,4; 213,8
a) Vẽ công thức cấu tạo của 23 và axit levulinic
b) Đề nghị cơ chế phản ứng tạo thành axit levulinic từ 23
c) Axit levulinic là nguyên liệu được dùng để tổng hợp nhiều dẫn xuất của hợp chất dị vòng Cho sơ
đồ chuyển hóa sau:
Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 24 đến 31
d) Hãy so sánh khả năng phản ứng của p-đimetylaminobenzanđehit, p-nitrobenzanđehit và
benzanđehit với 31 Giải thích
e) Thực hiện phản ứng giữa axit levulinic với benzanđehit có mặt piperiđin và axit axetic, thu được
32 (C12H12O3) Đun 32 với hiđrazin, thu được 33 (C12H12N2O) Tiến hành phản ứng tách hiđro bằng
cách cho 33 tác dụng với m-O2N-C6H4-SO3Na, tạo ra 34 Vẽ công thức cấu tạo của 32, 33, 34
Câu 5: Nuciferine được phân lập từ cây hoa sen (Nelumbo nucifera) Hợp chất này thường được dùng
để chữa trị bệnh hạ đường huyết và được tổng hợp qua các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1:
Giai đoạn 2:
Giai đoạn 3:
a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 35 đến 32
b) Cho nuciferine tác dụng với lượng dư MeI/Ag2O rồi nung nóng, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm
43 và 44 đều có công thức phân tử là C20H23NO2 Mặt khác, cho nuciferine tác dụng với CHCl3 trong
NaOH, tạo ra 45 (C20H21NO3) Vẽ công thức cấu tạo của 43, 44, 45 và đề nghị cơ chế tạo thành 45
Trang 5Hóa Học Hữu Cơ
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 1
KIỂM TRA LẦN XI
Cho một số kí hiệu viết tắt: Me: metyl; Et: etyl; Ph: phenyl; Ac: axetyl; TEA: trietylamin; Ts: tosyl;
DDQ: 2,3-điclo-5,6-đixiano-1,4-benzoquinon; THF: tetrahiđrofuran; DCM: điclometan; t-Bu: t-butyl;
Bu: butyl; Bn: benzyl; MEM: 2-metoxietoximetyl; AIBN: azobisisobutylnitrin; PMB: p-metoxibenzyl;
DMAP: 4-đimetylaminopiriđin; DMF: N,N-đimetylfomamit; DDC: N,N’-đixiclohexylcacbođiamit;
LiHMDS: liti hexametylđisilazua
Câu 1: Cho các hợp chất dị vòng sau:
a) Dựa vào quy tắc Hucken, hãy cho biết các dị vòng trên là hợp chất thơm, phản thơm hay không
thơm?
b) So sánh (có giải thích) nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các dị vòng trên
c) Viết cân bằng ion hóa của các dị vòng trên trong nước So sánh (có giải thích) tính bazơ của các
dị vòng trên
d) Đề nghị cơ chế phản ứng thủy phân este RCOOR’ trong nước khi có mặt imiđazol
e) Đề nghị cơ chế phản ứng tạo thành 1,1’-cacbonylđiimiđazol (C7H6N4O, CDI) từ imiđazol và
photgen (COCl2)
Hướng dẫn giải
a) Cả ba dị vòng là hợp chất thơm vì chứa hệ thống vòng phẳng và số electron liên hợp là 6 (thỏa
mãn 4n + 2, với n = 1)
b) Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy đều giảm theo thứ tự sau:
Imiđazol > Thiazol > Oxazol Giải thích: Imiđazol tạo được liên kết hiđro liên phân tử Thiazol có khối lượng phân tử và độ phân
cực lớn hơn oxazol
c) Các cân bằng ion hóa của các dị vòng trên trong nước:
Tính bazơ giảm theo thứ tự: Imiđazol > Thiazol > Oxazol
Giải thích: Dạng axit liên hợp của imiđazol bền vì điện tích dương được giải tỏa và tạo được liên
kết hiđro với nước nên tính bazơ của imiđazol mạnh nhất Nguyên tử O có độ âm điện lớn hơn nguyên
tử S nên làm giảm mật độ electron trên nguyên tử N nhiều hơn Do đó, thiazol có tính bazơ mạnh hơn
oxazol
d) Cơ chế phản ứng:
e) Cơ chế phản ứng:
Trang 6Câu 2: Macrosphelide A là một chất ức chế tế bào ung thư Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ
sau:
Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 1 đến 12
Hướng dẫn giải
Câu 3: Cho trifloaxetanđehit phản ứng với EtOH, sau đó đun hồi lưu với BnNH2 trong toluen, thu
được 13 (C9H8NF3) Phản ứng giữa 13 với etyl điazoaxetat trong BF Et O3 2 (là xúc tác) ở -78oC, thu
được 14 (C H NO F ) Khử 14 bằng LiAlH trong THF, tạo thành 15 Cho 15 tác dụng với H có mặt
Trang 7Hóa Học Hữu Cơ
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 3
xúc tác Pd(OH)2 trong DCM, thu được 16 (C4H6NOF3) Đun hồi lưu 16 với TsCl (tỉ lệ mol tương ứng
là 1 : 2) trong hỗn hợp gồm DCM, TEA và DMAP, tạo ta 17 Cho 17 tác dụng với phenol có mặt
K2CO3 trong DMF, thu được 18 (C17H16NSO3F3)
Chất 22 (là một dẫn xuất của 18) có thể được tổng hợp theo sơ đồ sau:
a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 13 đến 22
b) Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa 13 thành 14 và 17 thành 18
Hướng dẫn giải
a) Công thức cấu tạo của các chất từ 13 đến 22:
b) Cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa 13 thành 14 và 17 thành 18:
Câu 4: Đun fructozơ với dung dịch H2SO4 98%, thu được 23 có tên là 5-(hiđroximetyl)fufural Đun 23
trong dung dịch axit loãng, thu được axit levulinic và axit fomic Các dữ kiện phổ NMR (đo trong
dung môi D2O) của axit levulinic được cho ở bảng sau:
- Phổ 1H-NMR (H, ppm): 2,15 (s); 2,52 (t; J = 8,0 Hz); 2,80 (t, J = 8,0 Hz)
- Phổ 13C-NMR (C, ppm): 27,8; 29,1; 37,7; 177,4; 213,8
a) Vẽ công thức cấu tạo của 23 và axit levulinic
b) Đề nghị cơ chế phản ứng tạo thành axit levulinic từ 23
c) Axit levulinic là nguyên liệu được dùng để tổng hợp nhiều dẫn xuất của hợp chất dị vòng Cho sơ
đồ chuyển hóa sau:
Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 24 đến 31
d) Hãy so sánh khả năng phản ứng của p-đimetylaminobenzanđehit, p-nitrobenzanđehit và
benzanđehit với 31 Giải thích
e) Thực hiện phản ứng giữa axit levulinic với benzanđehit có mặt piperiđin và axit axetic, thu được
Trang 8a) Công thức cấu tạo của 23 và axit levulinic:
b) Cơ chế phản ứng tạo thành axit levulinic từ 23:
c) Công thức cấu tạo của các chất từ 24 đến 31:
d) Mật độ điện tích dương trên nguyên tử C trong nhóm –CHO càng cao thì càng dễ phản ứng với
nhóm –NHNH2 Vì nhóm –NO2 có hiệu ứng –C và nhóm –NMe2 có hiệu ứng +C nên khả năng phản
ứng của các anđehit với 31 tăng dần theo thứ tự sau:
p-đimetylaminobenzanđehit < Benzanđehit < p-Nitrobenzanđehit
e) Công thức cấu tạo của 32, 33, 34:
Câu 5: Nuciferine được phân lập từ cây hoa sen (Nelumbo nucifera) Hợp chất này thường được dùng
để chữa trị bệnh hạ đường huyết và được tổng hợp qua các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1:
Giai đoạn 2:
Trang 9Hóa Học Hữu Cơ
BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 5
Giai đoạn 3:
a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 35 đến 32
b) Cho nuciferine tác dụng với lượng dư MeI/Ag2O rồi nung nóng, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm
43 và 44 đều có công thức phân tử là C20H23NO2 Mặt khác, cho nuciferine tác dụng với CHCl3 trong
NaOH, tạo ra 45 (C20H21NO3) Vẽ công thức cấu tạo của 43, 44, 45 và đề nghị cơ chế tạo thành 45
Hướng dẫn giải
a) Công thức cấu tạo của các chất từ 30 đến 37
b) Công thức cấu tạo của 38, 39, 40:
Cơ chế tạo thành 45: