thi học sinh giỏi hóa học THPT Tài liệu ôn thi học sinh giỏi Tự học hóa học 3 Tài liệu ôn thi học sinh giỏi Tự học hóa học 3 Tài liệu ôn thi học sinh giỏi Tự học hóa học 3 Bộ tài liệu này được chia thành 9 tuyển tập gồm: 1) Cấu tạo chất; 2) Vô cơ; 3) Nhiệt động; 4) Động học; 5) Phân tích Điện hóa; 6) Cơ chế phản ứng; 7) Tổng hợp
LỜI MỞ ĐẦU Quý độc giả thân mến, trình biên dịch đề thi Olympiad quốc tế (IchO) quốc gia khác, nhận thấy có chênh lệch tương đối lớn cập nhật kiến thức đề thi Việt Nam giới Nhằm đáp ứng nhu cầu giáo viên học sinh chuyên việc tiếp cận với nguồn kiến thức hóa học đại hơn, ban biên tập tạp chí KEM biên soạn tài liệu Tự học Hóa (mã: THH18), chia thành tuyển tập gồm: 1) Cấu tạo chất; 2) Vô cơ; 3) Nhiệt động; 4) Động học; 5) Phân tích - Điện hóa; 6) Cơ chế phản ứng; 7) Tổng hợp Hữu cơ; 8) Xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ; 9) Tuyển tập đề thi thử HSGQG OlympiaVN (từ năm 2017 đổi tên thành OCC - OlympiaVN Chemistry Challenge) Nội dung sách tuyển tập 100 tập (kèm lời giải chi tiết) chọn lọc từ tài liệu dùng cho bồi dưỡng học sinh dự thi Olympiad Trung Quốc, Nga giảng Advanced Chemistry từ nhiều trường Đại học hàng đầu nước Mỹ Do chuẩn bị gấp rút số hạn chế việc dịch thuật (sử dụng nhiều nguồn tài liệu tiếng Anh) nên cịn lỗi sai thiếu sót Mong quý độc giả quan tâm gửi phản hồi địa chỉ: tapchikem@gmail.com Chân thành cảm ơn Tự học Hóa • Mục lục Phần Bài 1: Chuyển hóa alkene Bài 2: Chuyển hóa cycloalkene 11 Bài 3: Hydrocarbon khung 15 Bài 4: Hydrocarbon cosmen 20 Bài 5: Chuyển hóa hydrocarbon vịng 23 Bài 6: Chuyển hóa terpene 27 Bài 7: Dendrolazine dẫn xuất 32 Bài 8: Phản ứng hoán vị 35 Bài 9: Phổ cộng hưởng từ 41 Bài 10: Phổ cộng hưởng từ 44 Bài 11: Rượu 50 Bài 12: Bất đối xứng hóa diol đối xứng 55 Bài 13: Lasiol 58 Bài 14: Phản ứng ngưng tụ hợp chất carbonyl 60 Bài 15: Phản ứng ngưng tụ hợp chất carbonyl(2) 62 Bài 16: Chuyển vị Schmidt 65 Bài 17: Chuyển vị Schmidt(2) 68 Bài 19: Chuyển vị Claisen 71 Bài 20: Chuyển vị Claisen(2) 73 Bài 21: Hợp chất lithium 76 Bài 22: Hợp chất lithium(2) 79 Bài 23: Muối silver carboxylate 81 Bài 24: Dess-Martin periodinane 85 Bài 25: Phản ứng iodine chloride 89 Bài 26: Hợp chất sandwich 93 Bài 27: Tropinone 96 Tự học Hóa • Bài 28: Chuyển hóa hợp chất chứa nitrogen 99 Bài 29: Dị vòng nitrogen 104 Bài 30: Dị vòng nitrogen(2) 108 Bài 31: Enolate ion 114 Bài 32: Tổng hợp thiophene 118 Bài 33: Tamiflu 121 Phần 126 Bài 33: Phản ứng hoán vị 126 Bài 34: Phản ứng hoán vị(2) 129 Bài 35: Các phản ứng hoán vị 132 Bài 36: Allene 136 Bài 37: Nhiên liệu tên lửa 138 Bài 38: Chuyển hóa hydrocarbon thơm 140 Bài 39: Chuyển hóa hydrocarbon thơm(2) 143 Bài 40: Hydrocarbon thơm đa vòng ngưng tụ 145 Bài 41: Một kiện tiếng 147 Bài 42: Nguồn sáng hóa học 149 Bài 43: Hydrocarbon khung 151 Bài 44: Các cấu trúc đa diện 153 Bài 45: Các cấu trúc đa diện(2) 155 Bài 46: Decahedran 157 Bài 47: Catenane 159 Bài 48: Dẫn xuất C60 161 Bài 49: Hợp chất sandwich 163 Bài 50: Chuyển vị nối tiếp 165 Bài 51: Chuyển vị Claisen 167 Bài 52: Chuyển hóa domino 170 Bài 53: Phản ứng Seyferth-Gilbert 173 Tự học Hóa • Bài 54: Phản ứng Seyferth-Gilbert(2) 176 Bài 55: Ketone châu chấu 178 Bài 56: Một hợp chất có cấu trúc thú vị 180 Bài 57: Hợp chất lưỡng nguyên tử carbon-nitrogen 182 Bài 58: iphosphonate 184 Bài 59: Lactone vòng 185 Bài 60: Biphenol quang hoạt 188 Bài 61: Công tắc phân tử 190 Bài 62: Naphthalocyanine 194 Bài 63: Hóa học gừng 196 Bài 64: (-)-Kainic acid 200 Bài 65: Hợp chất Illudinine 202 Bài 66: Hợp chất Elisabethin A 204 Bài 67: Hợp chất pancratistatin 206 Bài 68: Hợp chất apidospermine 209 Bài 69: Hợp chất frondosin 211 Bài 70: Hợp chất rumphellaone A 215 Bài 71: Tổng hợp đồng phân Shikimic acid 217 Bài 72: Tổng hợp limonin 219 Bài 73: Hợp chất panacene 221 Bài 74: Hợp chất Confertin 223 Bài 75: Hợp chất lycopodine 225 Bài 76: Hợp chất vellosimine 227 Bài 77: Hợp chất polysporin 229 Bài 78: Hợp chất obolacton 231 Bài 79: Hợp chất decursivine 233 Bài 80: Thuốc trừ sâu pyrethroid 235 Bài 81: Thuốc Meldonium 237 Tự học Hóa • Bài 82: β-amino acid thuốc chống ung thư Taxol 239 Bài 83: Kháng sinh levofloxacin 241 Bài 84: Thuốc ức chế enzyme HIV 243 Bài 85: Dược chất chữa trị HIV 246 Bài 86: Hợp chất hemibrevetoxin B 248 Bài 87: Kháng sinh rapamycin 251 Bài 88: Thuốc trị đái tháo đường 253 Bài 89: Thuốc trị ung thư dày 255 Bài 90: Thuốc chống trầm cảm 257 Bài 91-100: Các chuỗi chuyển hóa cổ điển 259 Bài tập bổ sung 269 Tự học Hóa • Tài liệu chia làm phần - Phần thứ tập có hướng dẫn giải chi tiết theo bước, để học sinh ơn tập hiểu thêm lí thuyết q trình đọc hướng dẫn - Phần thứ hai gồm tập nâng cao hơn, kèm theo hướng dẫn giải Tự học Hóa • Phần Bài 1: Chuyển hóa alkene Alkane hợp chất hoạt động, nhiên, tham gia vào số phản ứng theo chế gốc tự với số chất, bao gồm chất lỏng không màu A Một số chuyển hóa A sản phẩm phản ứng với alkane X biểu diễn sơ đồ sau: - K1 K2 đồng phân tạo thành phản ứng A X Sự xuất màu sắc đặc trưng tạo thành M1 M2 cho phép đánh giá chất thay nhóm chức K1, K2 đồng đẳng chúng Chất lỏng A, sản phẩm phản ứng nitric acid khan, dư với acetic anhydride, sử dụng hóa sinh để biến tính amino acid tyrosine (Tyr) Sản phẩm phản ứng A với Tyr có màu vàng tương tự màu xuất da tiếp xúc với nitric acid mà khơng có găng tay bảo vệ Tự học Hóa • Đôi khi, A dùng để tách đối quang hydrocarbon thơm dễ tạo thành phức chất bền với chúng 1) Xác định cấu trúc tất chất chưa biết sơ đồ 2) Xác định cấu trúc dạng meso sản phẩm tạo thành từ phản ứng Tyr với A Cho biết dạng số chịu trách nhiệm cho tạo màu sản phẩm 3) Đưa cấu trúc hydrocarbon quang hoạt không chứa nguyên tử carbon no - Tự học Hóa • Hướng dẫn 1) Từ chuỗi chuyển hóa A → B → C, giả sử B sản phẩm cộng (có thể phức chất) anthracene với A phản ứng với tác nhân dienophile hoạt động (tetracyanoethylene) tách loại A, tạo thành sản phẩm bền C (Công thức phân tử C tương ứng với sản phẩm cộng tetracyanoethylene anthracene) Do suy công thức phân tử A = B (C15H10N4O8) + C6N4 - C (C20H10N4) = CN4O8 Đồng phân bền ứng với công thức tetranitromethane - C(NO2)4 Tương tự, cơng thức phân tử chất D dễ dàng xác định: D = B (C15H10N4O8) - H (C14H9NO2) = CHN3O6 - D trinitromethane D H tạo thành đun nóng sản phẩm cộng anthracene với tetranitromethane (A), H sản phẩm nitro hóa anthracene Khi đun nóng A với dung dịch kiềm - alcohol tạo thành D E Có thể xác định rằng: Е = А + KOH - D = CN4O8 + KOH - CHN3O6 = KNO3 Khi đun nóng, KNO3 bị phân hủy thành KNO2 O2, nghĩa G = KNO2 Đun nóng A với alkane X tạo thành sản phẩm mono theo chế gốc tự (K) Sự tạo thành đồng phân cho thấy tồn loại hydrogen alkane ban đầu Bản chất chúng đánh giá từ thực tế phản ứng phân hủy môi trường acid đồng phân dẫn xuất nitro K tạo thành hợp chất carbonyl L có tốc độ khác (Các hợp chất đồng phân C9H18O allyl alcohol, epoxide cycloalkanol tính bền chúng mơi trường acid việc chúng tạo thành từ dẫn xuất nitro) Đồng phân alkane C9 thỏa mãn điều kiện 2,2,4,4-tetramethylpentane (X) Tự học Hóa • 102) 103) Tự học Hóa • 262 Hướng dẫn 91) 92) 93) Tự học Hóa • 263 94) 95) Tự học Hóa • 264 96) 97) Tự học Hóa • 265 98) 99) Tự học Hóa • 266 100) 101) 102) Tự học Hóa • 267 103) Tự học Hóa • 268 Bài tập bổ sung 104) 105) 106) Tự học Hóa • 269 107) 108) 109) Tự học Hóa • 270 110) 111) Tự học Hóa • 271 112) Tự học Hóa • 272 Hướng dẫn 104) 105) 106) Tự học Hóa • 273 107) 108) 109) Tự học Hóa • 274 110) 111) Tự học Hóa • 275 112) Tự học Hóa • 276