Chuyên đề ôn bồi dưỡng học sinh giỏi hóa hữu cơ (bài tập có lời giải chi tiết) tap 1 - 2024

Chuyên đề ôn bồi dưỡng học sinh giỏi hóa hữu cơ (bài tập có lời giải chi tiết) tap 1 - 2024 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018 Bao gồm các dạng bài tập nâng cao dùng cho ôn luyện học sin giỏi tỉnh và quốc gia theo chương trình mới 2018

GV PHẠM CÔNG NHÂN

BÀI TẬP HÓA HỮU CƠ

Phần 1

Câu 1 Sơ đồ tổng hợp hữu cơ Cơ chế phản ứng hóa hữu cơ

1 Năm 2020, Giáo sư Hongbin Zhai và các cộng sự của mình tại Đại học Thanh Hoa, Trung

Quốc đã công bố nghiên cứu tổng hợp thành công (-)-Conidiogenone B Conidiogene B có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng, trong đó Conidiogenone B thể hiện đặc tính kháng

khuẩn rõ rệt với chủng Staphylococcus aureus kháng methicillin Sau đây là sơ đồ quy trình

Me Catecholborane, Toluene/THF

PhSiH3, Fe(acac)3HFIP/EtOH

C

TMSOTf, Et 3 N, CH 2 Cl 2 sau đó, MeReO3,

Py, H2O2HOAc/MeCN

D

Me ClMg

THF

E

Pb(OAc)2, CH2Cl2sau đó CeCl3, NaBH4, MeOH

I

1) NaBH4, MeOH 2) NaH, CS2, MeI, THF 3) n-Bu3SnH, AIBN, toluene

- Trong chuyển hoá từ C → D, các tác nhân đóng vai trò oxy hoá vị trí α -carbonyl.

- Trong chuyển hoá từ H → I, BF 3 (HOAc)2 được sử dụng cho phản ứng desylylation (desylyl hoá).

Đề xuất công thức cấu tạo của các chất từ A → K, không cần chỉ rõ yếu tố lập thể.

2 Đề xuất cơ chế phản ứng cho các chuyển hoá sau:

O

H Br

+ CN

CN

N2NC +

Piperidine (10 mol%)

THF

NH N

Br

CN

NC

Giải

Me Me

O Me

K

Me Me

Me

Me Me Me

O H

H

NC CN

N H CN

CN Br

N

H 2

OH

N H

H 2 O

N2

CN CN Br

[3+2]

N N Br

Br

H

1,3-H shift

NH N

Br

CN

NC

Lưu ý: Piperidine trong chuyển hoá trên đóng vai trò xúc tác cho phản ứng, yêu cầu

trong cơ chế phản ứng phải chỉ rõ được sự xoay vòng của xúc tác.

Câu 2: Xác định cấu trúc các chất hữu cơ

1 Ankaloit cocain, chất được tách từ loại thực vật Erythroxylon coca ở

Nam Mỹ, trước đây được sử dụng trong y học làm chất gây tê Khi

thuỷ phân cocain, tạo thành ecgonin và hai hợp chất đơn giản: ancol

no A và axit monocacboxylic thơm B Khi oxi hoá một lượng A, tùy

thuộc vào điều kiện phản ứng có thể thu được 75,0 gam

N

COOH H

CH 3

OH H

anđehit hoặc 115,0 gam axit Để trung hoà 18,3 gam axit B cần dùng 20,0 gam dung dịch

a Hãy xác định công thức phân tử của ancol A và axit B, viết công thức cấu tạo của cocain.

b Hãy xác định công thức phân tử của amino ancol R2 NCH 2 CH 2 OH và viết công thức cấu tạo của procain.

c Dựa trên sự giống nhau về cấu tạo của cocain và procain, hãy cho biết nhóm hoạt tính có

tác dụng gây tê nói chung.

2 Veronepin và Vernomerin được phân lập từ quả sấy khô của cây Vernoniaamygdalina

thuộc họ Cúc có tính chất chống tập kết tiểu cầu và có khả năng kháng u Sơ đồ sau đây dùng

để tổng hợp Veronepin (V 1 ) và Vernomerin(V 2 ) Hãy xác định các chất từ A đến V 1 , V 2

MeOOC TMSO OMe

H (B)

[1] m-MCPA/dioxan [2] OsO 4 /B(ClO 3 ) 3 (C)

[1] Pb(OAc) 4 [2] CH 3 OH [3] LiAl(OBu-t)3H (D) C2 H 4 (OH) 2

TsOH/C6H6 O

O O

O O O

O

OH O O

B – C6 H 5 COOH, axit benzoic

Cocain có thể được xem như là sản phẩm của sự este hoá hai lần ecgonin:

metanol phản ứng với nhóm cacboxyl và axit benzoic phản ứng với nhóm

R là nhóm etyl (C 2 H 5 -), công thức của amino ancol: (C 2 H 5 ) 2 NCH 2 CH 2 OH

Phản ứng của amino ancol với axit p-aminobenzoic tạo sản phẩm là procain

H 3 O +

CO2H H O

NaHCO3

I 2 ,KI,88%

H O

O

I O

O

O O

m-CPBA

CO 2 H

O

OH H

CO2H O

Ac 2 O NaOAc

H O

O

H O

O

HO HO (C)

H

O O

O O

O 61%

O

OH H

(H2)

O

H

O 31%

O

O

OH H

vernomenin

O

H O O

LDA, THF

Me2NCH2+I MeI, NaHCO3

Câu 3: Hóa học các hợp chất thiên nhiên

1 Đường D–Galactose là đồng phân cấu hình ở vị trí C4 của D–Glucose Khử hóa D–

galactose thu được hợp chất không quang hoạt A, nếu khử D–Glucose thì sản phẩm thu được lại quang hoạt B D–Galactose tác dụng với PhN2 H 3 dư thu được sản phẩm C chứa 2

liên kết hydrogen nội phân tử Đóng vòng furan 5 cạnh D–Galactose với MeOH/H + tạo

thành D

a Vẽ cấu trúc Fisher của D–Galactose, A, B, C và dạng Haworth của D

b Vẽ cấu trúc dạng liên kết hydrogen nội phân tử của C.

c Cho D–Galactose tác dụng với (CH 2 OH) 2 /H + tạo thành E, sau đó E phản ứng tiếp với 2 phân tử acetone thu được F Chuyển nhóm OH trong F thành Br rồi thủy phân với NaOH thu được G Loại bỏ các nhóm bảo vệ trong G thu được D–Talose Vẽ cấu trúc Fisher của D–Talose, E, F, G

d Chitin là loại polysacharide phổ biến thứ 2 trong tự nhiên Cấu trúc polymer của Chitin

có monome là các D–Glucose liên kết lại với nhau bằng liên kết 2,6–glycosidic, sau đó thay nhóm OH ở C2 bằng nhóm (AcNH–) Vẽ đoạn mạch cấu trúc chứa 3 monomer của Chitin.

2 L-Carnitine (vitamin BT ) là một amino axit có trong cơ thể người, đóng vai trò then chốt trong việc vận chuyển các axit béo vào ti thể (nơi sản xuất năng lượng cho tế bào), cung cấp năng lượng đến nhiều cơ quan trong cơ thể như tim, gan, cơ và các tế bào miễn dịch

Carnitine được tổng hợp theo sơ đồ sau :

O OEt NC

O OEt

NH2

O OEt AcNH

O

OH

AcNH

O OH AcNH

Br

O OH

c) Trình bày sơ đồ tổng hợp carnitine từ epiclohiđrin và các chất hữu cơ không quá 3 nguyên

tử cacbon (các tác nhân vô cơ có sẵn).

HO

OH OH

OH OH HO

HO

OH OH

OH OH HO

OH OH OH

NNHPh NNHPh HO

OH OH OH

O

OH OH

OH OH OMe

b

N

N HN

O

H N

H HO

O H

c Xác định đúng mỗi chất được 0,125 điểm.

OH HO

HO

OH OH

O HO

HO

HO

OH OH

O O

OH O

O O O

O O

HO O O O O

O O

NH O

O n

O O OEt CN

O OEt NC

O OEt

NH2

O OEt AcNH

O

OH AcNH

O OH AcNH

Br

O OH

O OEt

O OEt

-CH2COOEt

-EtO- O O

OEt

c) Sơ đồ tổng hợp carnitine từ epiclohydrin

O

Cl Me3 N.HCl

N+OH

Câu 4 Đại cương hữu cơ

1 Các cyclohexane thường tồn tại ở cấu dạng bền nhất là cấu dạng ghế; tuy nhiên có một số trường

hợp không như vậy Hãy vẽ cấu dạng bền nhất của trans-1-tert-butyl-2-methylcyclohexane và trans-1,3-ditert-butylcyclohexane.

2 Khi cho trans- và cis-methyl 2-bromocyclohexane-1-carboxylate lần lượt tác dụng với base mạnh

đều thu được cùng một sản phẩm nhưng có một chất phản ứng nhanh hơn hẳn chất còn lại Giải

thích sự tạo thành sản phẩm trong mỗi trường hợp và cho biết đồng phân trans- hay cis- phản ứng

nhanh hơn?

3 Squaric acid có công thức phân tử C 4 H 2 O 4 Ở điều kiện thường squaric acid ở trạng thái tinh thể màu trắng, tan tốt trong nước Squaric acid là acid tương đối mạnh so với các acid hữu cơ thường gặp (CH 3 COOH có pK a = 4,76) Hằng số phân ly acid của squaric là pK a1 = 1,5 và pK a2 = 3,4 Trong

A o )

Đề xuất công thức cấu tạo của squaric acid Biểu diễn cấu trúc của ion squarate Giải thích tại sao acid squaric có tính acid tương đối mạnh.

HƯỚNG DẪN GIẢI

1 trans-1-tert-butyl-2-methylcyclohexane nếu tồn tại ở cấu dạng ghế, nhóm t-butyl sẽ ở C1 ở vị trí

* trans-1,3-ditert-butylcyclohexane có 2 nhóm thế t-butyl là nhóm thế lớn, cồng kềnh; nếu tồn tại ở

cấu dạng ghế sẽ luôn có 1 nhóm thế chiếm vị trí trục (axial) gây cản trở không gian rất lớn  chuyển sang dạng thuyền xoắn để các nhóm t-butyl không ở vị trí trục nữa.

3 Squaric acid là acid 2 nấc mà có 2 nguyên tử H  cả 2 nguyên tử H đều là H acid.

Trong phân tử ion squarate C 4 O 42- độ dài các liên kết CC bằng nhau (1,47 A o ), các liên kết CO bằng

anion sinh ra bền dẫn đến tính acid tăng lên Anion squarate là một hệ thơm bền vững Vậy cấu trúc của ion squarate là

O O

O O

O O

O O

2-Công thức cấu tạo squaric acid:

O O

OH HO

Câu 5 Sơ đồ tổng hợp hữu cơ Cơ chế phản ứng hữu cơ.

1 Đề xuất cơ chế cho các chuyển hóa sau:

N

Ts

H2N

O

2 Trikentrin A (C15 H 19N) là hợp chất thiên nhiên có hoạt tính kháng khuẩn được phân lập từ một

loại bọt biển Trikentrin A có chứa dị vòng indole với nhóm thế mạch vòng ở nhân benzene, đây là kiểu cấu trúc rất không phổ biến trong tự nhiên Vì thế tổng hợp trikentin A là một mục tiêu hấp dẫn

đối với các nhà khoa học Buszek và cộng sự đã tiến hành tổng hợp thành công cis-trikentin A theo

sơ đồ sau:

CH 3 CN

MgBr

1) OsO 4 2) NaIO 4

BF3.OEt2

1) 2) NH4Cl, aq

a) Vẽ cấu tạo các chất từ 1 đến 5 và cấu trúc của 6, 7, cis-trikentin A trong sơ đồ tổng hợp trên

b) Đề xuất cơ chế giải thích sự chuyển hóa từ 2 thành 3

3 Codeine là một alkaloid có trong cây hoa thuốc phiện; được sử dụng với hàm lượng nhỏ để

giảm đau, trị ho, viêm họng… Từ trước đến nay đã có rất nhiều phương pháp tổng hợp codeine Dưới đây là một chuỗi tổng hợp Codeine được tiến hành và công bố bởi các nhà khoa học Trung Quốc vào năm 2015.

1) m-CPBA, NaHCO3

2) NaOH,

MeOH, THF

PdCl2, CuCl2, O2THF

1) DMP, NaHCO 3

CH 2 Cl 2 2) TMSOTf, Et3N DCM 3) Pd(OAc)2

CH3CN

1) DIBAL-H, DCM

2) MeNH2, NaBH4, MeOH

3) p-TsCl, DMAP, pyr t-BuOH, THFLi, NH3 O

1) OsO 4 2) NaIO 4

N TBS CHO OHC

H EtS

EtS

EtS SEt

N H

C 15 H 19 N

+ en.

b) Cơ chế chuyển hóa 2 thành 3:

HO

O O O Br

O MeO

EtO

O

1) NaBH4, MeOH 2) Burgress reagent benzene

O

MeO

EtO

1) TsOH, H 2 O 2) CrO 3 , H 2 SO 4 O

MeO

O

1) m-CPBA, NaHCO3

2) NaOH, MeOH, THF

CH 3 CN

O MeO

O

COOMe

1) DIBAL-H, DCM 2) MeNH2, NaBH4, MeOH

1 Phổ 1 H-NMR của 3 loại amino acid valine, lysine, methionine được cho dưới đây (không theo thứ tự)

Cho biết mỗi phổ thuộc về amino acid nào; gán các tín hiệu trên mỗi phổ cho các proton trong từng phân tử amino acid và cho biết độ bội của các tín hiệu đó.

NH2

1 2

H2N 5 4 3

Lysine

S

OH O

NH2

1 2,3 4 5

Methionine

2 Đun nóng -pyrone với methyl vinyl ketone ở 1600C thu được hợp chất X có công thức phân tử

hồi lưu Y với dung dịch NaHCO3 thu được Z có công thức phân tử C12 H 18 N 2 O 2 Tiếp tục đun Z với

được W, rồi xử lý W với Ag2O thu được R có công thức phân tử C8 H 8 Tiến hành ozone phân khử

R thu được sản phẩm duy nhất là methanetricarbaldehyde

a) Xác định cấu tạo các chất X, Y, Z, T, W, R, V, U, U’ Biết -pyrone có cấu tạo:

O O

b) Giải thích sự tạo thành X, Z, V và U’.

diamine, W là muối amoni bậc 4, phản ứng tạo ra R từ W là phản ứng tách Hofmann

Phản ứng tạo ra X là các phản ứng pericyclic

Suy ra cấu tạo các chất:

O O O

U’

O

O O

V

Br Br

N O O

H N O

Y

Z

N N

H 2 O

H 2 O

H++-

N HO

N

OH

Br Br

BF 3

O

O O

O O O

Câu 7 Hóa học các hợp chất thiên nhiên.

1 Ipragliflozin L-proline được sử dụng làm thuốc điều trị bệnh tiểu đường loại 2; có thể được tổng hợp từ D-glucose theo sơ đồ sau:

pyr, CH 3 Cl

OH OH

H2O, CH3CN

3

1) n-BuLi, toluene/DBE 2) ZnBr2, LiBr, DBE

3) 2, toluene, 1000C

Cl O

H N

CO 2 H

Ipragliflozin L-Proline

Vẽ cấu trúc các chất từ 1 đến 6 trong sơ đồ trên.

2 α-amino acid Х (C6 H 9 NO 2 ) có trong hạt của quả vải là một chất độc gây hạ đường huyết và có thể dẫn đến tử vong Amino acid này lần đầu tiên được phân lập bởi các nhà hóa học người Anh vào năm 1962

Khi hydro hoá X bằng 1 đương lượng hydrogen thì được hỗn hợp hai axit đồng phân quang học là

Một trong các phương pháp tổng hợp hỗn hợp racemic của X được tiến hành như sau:

a) Xác định cấu trúc của X, Y 1 , Y 2 ; chỉ rõ cấu hình tuyệt đối của các trung tâm bất đối trong X, Y 1 ,

Y 2

b) Xác định cấu trúc các chất trong sơ đồ tổng hợp X; biết: ở điều kiện thường hợp chất A’ là chất khí, có 2 tín hiệu trên phổ 1Н-NMR, có 3 tín hiệu trên phổ 13С-NMR; E là hợp chất bicyclo; G là dẫn xuất của imidazole.

Cl O

OPiv OPiv PivO

H N

- Amino acid 1 và 3 chỉ có 1 proton vinylic; nhưng amino acid 3 không hợp lý vì hydro hóa của nó

sẽ tạo thành hỗn hợp 4 axit amin no

 X là

- Hydro hóa X (1:1) thu được Y 1 và Y 2 là các amino acid quang hoạt  cấu trúc của Y 1 và Y 2 là

b)

Câu 8: Đại cương hữu cơ

1 So sánh các tính chất của mỗi cặp chất sau và giải thích ngắn gọn:

a) Độ tan trong nước của THF (tetrahydrofuran) và diethyl ether.

THF (tetrahydrofuran) diethyl ether

b) Giải thích cân bằng sau

N N

N

N t-Bu

O

Phổ cộng hưởng từ

1,0 ppm – vân ba – 3H 2,1 ppm – vân đơn – 3H 2,4 ppm – vân bốn – 2H

0,9 ppm – vân ba – 3H 1,2 ppm – vân đơn – 6H 1,5 ppm – vân bốn – 2H 1,6 ppm – vân đơn – 1H

4 Sắp xếp các chất sau đây theo mức độ tăng dần độ bền của este trong môi trường base và

Cl Cl

O O O

O

O F F

O Cl

O O

O O

HƯỚNG DẪN GIẢI

Độ tan trong nước của THF (tetrahydrofuran) > điethyl ether

Giải thích: Do đi ethyl ether cấu tạo mạch hở, dễ quay cấu dạng cản trở sự hình thành liên kết H giữa dung môi nước và đi ethyl ether Trong khi đó THF tồn tại ở dạng vòng cứng nhắc nên hiện tượng quay cấu dạng diễn ra ít hơn nhiều.

b.

N N

N t-Bu t-Bu

t-Bu

H

H

N N

N t-Bu

t-Bu

Cấu dạng 1: có 2 tương tác là N-C (HOMO)-> N-C (LUMO) (a)

c<b<a<d

do cấu dạng 2 có tương tác d mạnh là giảm năng lượng của hệ đáng kể nên cấu dạng 2

không ảnh hưởng nhiều do khoảng cách xa.

O

N N O Ph O

- Giảm tương tách gauche

- Giảm tương tác 1,3 - allylic

H 2 : 2,4 ppm – vân bốn – 2H

H 3 : 1,0 ppm – vân

ba – 3H

CH 3

C O

H 2 : 1,5 ppm – vân bốn – 2H

CH3

1 1

4

gian: nếu anion càng bền (khi có hiệu ứng hút electron) thì khả năng thủy phân càng lớn:

Câu 9: Sơ đồ tổng hợp hữu cơ Cơ chế phản ứng hữu cơ

1 Hãy đề nghị cơ chế giải thích sự hình thành sản phẩm theo sơ đồ sau:

O H

COOMe OH

COOMe

O O NaH/DMSO

COOMe Me3SO+ I

-2 Nepetactone là hợp chất hữu cơ được phân lập từ cây Catnip (Nepetacataria), hoạt động như một

IR A, B, F là các hợp chất đơn vòng (monocyclic), còn C, D, E, G là các hợp chất hai vòng

O

OEt

O

1) NaOEt 2)

Br

1) HgSO4, H3O + 2) 

Pt

1) NaBH42) Ac2O

1) NaOH, H 2 O 2) NaIO4

CaCl 2 /  -H2O

O O PhCHO

NaOEt

O

OAc

O 1) O3

O

COOMe

C O H

O

COOMe

-HDBU+

COOMe O

dong vong 5 nho pu AN tu 1,6-dicacbonyl

b.

S

O H

H

-S O

Dong vong 3 qua S N

O O COOMe

S O

O O COOMe

S O

O O COOMe

S O

O O COOMe

S O

O

S O O

COOMe

O

O SO

COOMe O O Dong vong 5 qua Micheal dong vong 3 theo SN

động của liêu kết H-C≡ A, B, F là các hợp chất đơn vòng (monocyclic), còn C, D, E, G

là các hợp chất hai vòng (bicyclic)

F có một tín hiệu đôi (doublet) ở 9.8 ppm trên phổ 1 H–NMR=> Tín hiệu H/CHO

Câu 10: Xác định cấu trúc các chất hữu cơ

1 Crinine là một alkaloid phân lập từ loài Pancratium maritimum L thuộc họ Amaryllidaceae được

cho là có tác dụng giảm đau và kháng virus Crinine được tổng hợp theo sơ đồ dưới đây:

Vẽ (không cần giải thích) cấu tạo các chất từ E1 đến E9.

2 Riociguat là một chất kích thích enzyme guanylate cyclase, điều trị chứng tăng áp động mạch

phổi, được tổng hợp theo sơ đồ dưới đây:

NHNH2

F

NC CO2EtONa TFA, dioxane G1

N CO2Me Me

19 H17FN8O2

NaHMDS MeI

Vẽ (không cần giải thích) cấu tạo các chất từ G1 đến G7.

HƯỚNG DẪN GIẢI 1

O O

O O OEt NO

O O

O O OEt NHAc

O O

O

HN CO 2 Et O

O O

CO2Et

F

N N

CO 2 Et

F

N

N N CONH2

F

N

N N

F

N

NH2HN

N N CN

F

N

N N

F

N

N N

H2N

NH 2 N N

N N

F

N

N N

H2N

NH2

HN CO 2 Me

Câu 11: Hóa học các hợp chất thiên nhiên

1 Để một phân tử thuốc hấp thụ trong cơ thể, nó phải mang điện tích trung tính Vì lý do này, thuốc

thường được sử dụng qua các đường khác nhau để tối ưu hóa sự hấp thụ Thuốc qua đường uống thường có thể hấp thụ tại dạ dày (pH = 2) hoặc tại ruột (pH = 8,5) Cho cấu trúc các thuốc sau đây:O OH

O O

OH N

H O

N S

O OHO

H NH O

O

O O

OH

H 2 N HO HO

NH2

H2N

OH OH OH

NH2OH

Penicillin V Kanamycin AAspirin Paracetamol

Hãy cho biết thuốc có tính acid sẽ hấp thụ dễ hơn tại ruột hay dạ dày Từ đó, phân loại các thuốc trên sẽ được hấp thu tại ruột hay dạ dày?

2 Cho D-Glucose tác dụng với phenylhydrazine dư thu được một osazone bền chứa hai liên kết

hydrogen nội phân tử ở dạng vòng 6 cạnh Vẽ (không cần giải thích) cấu trúc của osazone ở dạng đang tạo liên kết H nội phân tử.

H N

OH

OH OH

OH OH

Cho Polysaccharide như hình bên, cho chất này tác dụng với lượng dư NaOH và carbon disulfide thu được một polymer mới chứa 15,13% sodium về khối lượng phân tử Vẽ (không cần giải thích) cấu trúc của polymer này.

O OH

3 Thủy phân hoàn toàn một hexapeptide M thu được Ala, Arg, Gly, Ile, Phe và Tyr Còn khi thủy

phân không hoàn toàn thu được dipeptide E (chứa Phe, Arg) và peptide G (chứa Arg, Phe và Ile) Dùng 2,4-dinitrofluorobenzene xác định được amino acid đầu N của peptide M là Ala Còn khi cắt mạch M bằng tripsin thu được tripeptide A (chứa Ala, Arg và Tyr).

a Xác định trật tự sắp xếp các amino acid trong M.

b Cho biết amino acid có pH I cao nhất? Giải thích?

Amino

HƯỚNG DẪN GIẢI

+ Các loại thuốc hấp thu tại:O OH

O O

OH N

H O

N S

O

H NH O

O

O O

OH

H2N HO HO

NH 2

H 2 N

OH OH OH

NH 2 OH

Penicillin V - dạ dày Kanamycin A - ruộtAspirin - dạ dày Paracetamol - ruột

2

N H

N N H

N PhH O HO

OH

Ph

O O

O

O

O O O

n

S NaS

3 a Hexapeptide M có đầu N là Ala

Thủy phân M nhờ trypsin xác định được tripeptide có cấu tạo phù hợp là

Ala – Tyr – Arg

Dipeptide E có cấu tạo phù hợp là Arg – Phe vì Arg thuộc tripeptide, có Arg ở đuôi C.

Từ cấu tạo của E  tripeptide G có cấu tạo phù hợp là Arg – Phe – Ile.

Còn duy nhất amino acid đuôi C là Gly

Từ đó xác định được cấu tạo của M là Ala – Tyr – Arg – Phe – Ile – Gly.

b pH I lớn nhất là của Arg, vì có nhóm guanidin có tính bazơ mạnh

Câu 12 Đại cương hữu cơ.

1 Sắp xếp các tính chất của các chất thuộc mỗi dãy trong bảng sau theo thứ tự giảm

O H H

(4) (5)

Năng lượng hoạt hóa của quá trình

nghịch đảo cấu trúc tại nguyên tử

Sắp xếp các hợp chất A1, A2 và A3 theo thứ tự tỉ lệ enol/keto giảm dần Giải thích.

3 Dewar benzene là đồng phân của benzene Tuy nhiên, để chuyển hóa dewar

benzene thành benzene thì phải đun chất này ở nhiệt độ khá cao Hãy giải thích lí do

Dewar benzene Benzene

4 Khi đun nóng đồng phân B1 ở 100 oC, người ta chỉ thu được hỗn hợp gồm đồng

phân B1 và một trong số các đồng phân B2, B3 hoặc B4

100 oC

Ph

CD3Me

Ph

CD3

Ph Ph

Me

Ph

CD3Ph

Me

B1

CD3

Ph Me

Ph

B2

Hãy cho biết đồng phân thu được cùng với đồng phân B1 sau khi đun nóng là đồng

phân nào? Giải thích

tự giảm dần

Lực acid

O

O H O

O H H

(4) (5)

(6)

(5) > (4)

> (6)

(2/8 điểm)

Năng lượng hoạt hóa

(2/8 điểm)

(2/8 điểm)

2

Sắp xếp các hợp chất A1, A2 và A3: A2 > A1 > A3

Giải thích: Trong hợp chất A2, nhóm CH3 có hiệu ứng +I làm tăng độ bền của liên

kết hydrogen nội phân tử Do đó, tỉ lệ enol/keto tăng lên

Tương tự như hợp chất A2, trong hợp chất A1 hiệu ứng +I của nhóm CH3 làm tăng

cường mật độ e của nguyên tử oxy keton và do đó tăng độ bền của liên kết

hydrogen nội phân tử Tuy nhiên, do khả năng hút electron của σ* C–O của nhóm

–OEt làm giảm mật độ điện tích trên nguyên tử O của nhóm C=O (hiệu ứng –I) làm

giảm khả năng tạo liên kết hydrogen nội phân tử của A1 so với A2 Do đó tỉ lệ

enol/keto của A1 nhỏ hơn A2 (Thí sinh phải so sánh được hiệu ứng khác nhau

giữa nhóm Me và OEt thì mới được điểm phần giải thích)

HOMO

Trong trường hợp cân bằng giữa dewar benzene và benzene; khi dewar benzene

chuyển thành benzene qua quá trình đồng quay, thì đi qua trạng thái chuyển tiếp

vòng xoắn, rất kém bền, tương đương với việc năng lượng hoạt hóa của quá trình sẽ

cao Bởi vậy dewar benzene khá bền về mặt động học và khi được tổng hợp ra rồi

thì khó chuyển hóa nhiệt về dạng benzene, dù rằng benzene là sản phẩm bền nhiệt

động

conrotary

(Thí sinh chỉ vẽ hình sau mà không vẽ hình nguyên tắc chung ở trên và lập luận về

sự kém bền của trạng thái chuyển tiếp do quá trình đồng quay gây ra thì vẫn cho

X theo nguyên tắc đồng quay Tiếp tục đun nóng thì X chuyển thành B2 cũng

theo nguyên tắc đồng quay Vì thế, sau khi đun nóng thì chỉ thu được đồng phân B2

cùng với đồng phân B1

Ph

CD3Ph

Me

CD3

Ph Me

Ph Me

Ph Ph

CD3

CD3

Ph Me

Câu 13 Sơ đồ tổng hợp hữu cơ Cơ chế phản ứng

a)Trình bày cơ chế của các phản ứng sau:

Ph C

O EtO

TMSCl, Na PhMe Ref lux, 16 h, 82%

(1) HCl

H2O, THF Ref lux, 3 h, 80%

(2) LiAlH4THF Ref lux, 12 h, 70%

(5) NaBH4, CeCl3.7H2O MeOH

-78 °C, 45 min, 85%

(6) Imidazole, TBDPSCl DMF

OH

OH COOH COCH3

O O Ph

O

-N Ph O

O O

- O

CH2Br

N O Ph

O OEt O

3.

NH2

NaNO2HCl

NH +

N H N CN

O

H+

+ H

H2O

CH2OH OH

4.

R Me

+

t o

R Me

R Me

b

Câu 14: Xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ

1/ Hợp chất A (C11H18O2) phản ứng với metylamin khi đun nóng, thu được B(C12H19N) chứa vòng 5 cạnh Cho A tác dụng với dung dịch KMnO4 loãng, lạnh, sau

đó xử lí sản phẩm bằng natri peiođat, thu được C (C3H6O) và D (C8H12O3) Cả hai sản phẩm C và D đều phản ứng với thuốc thử Tollens Chất D có mạch cacbon không

phân nhánh và tạo kết tủa vàng với I2/NaOH Lắc A với dung dịch KOH, thu được E(C11H16O) có mùi thơm của hoa nhài

Xác định cấu tạo các chất A, B, C, D và E

2/ Hợp chất X (C12H18O2) phản ứng với nước brom dư, thu được chất Y

(C12H18O4Br2) Xử lí X bằng TiCl4/Zn/THF tạo ra Z (C12H18), chất này phản ứng với H2/Ni/300oC tạo thành T (C12H22) Đun nóng mỗi chất X hoặc Z với dung dịch

KMnO4/H2SO4 đều tạo ra axit 3-metyl-2-(3’-oxobutyl)ađipic Cho biết, axit ađipic là HOOC(CH2)4COOH

A phản ứng với metylamin tạo thành B chứa vòng 5 cạnh, mất đi 4 nguyên tử hiđro và 2 nguyên tử

CH3O

Các phản ứng tạo thành E từ A:

Hợp chất X (C12 H 18 O 2 ), có độ bất bão hòa bằng 4.

Khi xử lí X (C12 H 18 O 2 ) bằng dung dịch Br 2 thu được Y (C12 H 18 O 4 Br 2), suy ra X có 2 nhóm -CHO, 1

liên kết C=C và 1 vòng vì độ bất bão hòa bằng 4.

Xử lí X (C12 H 18 O 2 ) bằng TiCl 4/Zn/THF tạo ra Z (C12 H 18 ) là phản ứng điều chế olefin theo

McMurrey Tiếp theo xử lí Z (C12 H 18 ) bằng H 2 /Ni/300 oC thu được T (C12 H 22), suy ra Z có 2 liên kết

đôi C=C và có 2 vòng có độ lớn vòng lớn hơn hoặc bằng 5 cạnh.

C 11 H 18 O 5 , với cấu tạo:

H3C O

O HO

CH3

O OH

chuyển hóa thành 2 nhóm -COOH Hợp chất Z là hiđrocacbon phải có nhóm -CH=CH- để khi bị

khung:

H 3 C C

C C

TiCl4/Zn R CH

CH

H3C O

O HO

CH3

O OH

Vậy X và Z phải có bộ khung như sau:

Câu 15: Hợp chất thiên nhiên

1 Phân tử α-chaconin (C45H73NO14) gồm hợp phần trisaccarit và hợp phần steroit ankaloit solaniđin được tách ra từ các cây họ cà và khoai tây Thủy phân α-chaconin

bằng enzym β-glicoziđaza, thu được S (C18H32O14) và solaniđin (C27H43NO) Xử lý S

với AcOH/DMF, thu được S1 chỉ chứa vòng 6 cạnh, S1 không phản ứng với

Ag2O/NH3 Metyl hóa hoàn toàn S1 bằng MeI/Ag2O, thu được S2 Thủy phân S2 có

xúc tác axit, thu được G (C8H16O6), R1 (C9H18O5) và R2 (C8H16O5) Oxi hóa G bằng

HIO4, thu được G1, thực hiện phân cắt mạch G1 bằng dung dịch NaOH, thu được các

sản phẩm HCOONa, metoxietanal, (R)-2-hiđroxi-3-metoxipropanal Oxi hóa R1 bằng

HNO3, thu được chủ yếu là axit (2R,4R)-2,3,4-trimetoxipentanđioic (T), axit

meso-2,3-đimetoxibutanđioic và axit axetic Oxi hóa R2 bằng HIO4, sau đó bằng HNO3, thu

được chủ yếu là axit (2R,3R)-2,3-đimetoxibutanđioic

Cho biết, G là dẫn xuất của D-glucozơ, R1 và R2 là hai dẫn xuất của cùng một

đường có cấu hình L.

N HO

CHO OH

CH2OH OH OH HO

a) Vẽ công thức chiếu Fisơ (Fischer) của các chất (R)-2-hiđroxi-3-metoxipropanal;

axit (2R,3R)-2,3-đimetoxibutanđioic và T T có làm quay mặt phẳng ánh sáng phân

cực không? Giải thích

b) Vẽ công thức Havooc (Haworth) của các chất G, G1, R1, R2, S, S1, S2 và cấu

trúc của α-chaconin.

2 Peptidomimetic P là hợp chất “giả peptit” cấu tạo từ hai amino axit và một phân

mảnh X Xử lý P với 1-flo-2,4-đinitrobenzen và thủy phân, thu được chất M

(C8H7N3O6); thủy phân P bởi enzym cacboxipeptiđaza, thu được amino axit Z X và

Z được tổng hợp theo sơ đồ dưới đây:

N H CHO COOH

a) Vẽ cấu tạo các chất Z, X1, X2, X, M, P (không cần xét đến yếu tố lập thể).

b) Peptidomimetic P là “cặp mồi” được sử dụng để nhận dạng đoạn peptit Q, được

cấu tạo từ các amino axit thiên nhiên và có cấu trúc tương đồng với P Vẽ cấu tạo chất Q.

HƯỚNG DẪN GIẢI

1

a) Vẽ công thức chiếu Fisơ (Fischer) của các chất (R)-2-hiđroxi-3-metoxipropanal; axit

(2R,3R)-2,3-đimetoxibutanđioic và T T có làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực không? Tại sao?

COOH OMe OMe MeO

COOH

COOH OMe MeO

COOH

axit (2R, 4R)-2,3,4-trimetoxipentandioic axit (2R,3R)-2,3-dimetoxibutandioic

COOH OMe H H

MeO HOOC

OMe

H

T

OH MeO OHC

Do T không còn các yếu tố đối xứng nên T làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực.

b) Vẽ công thức chiếu Havooc của các chất G, R1, R2, S, S1, S2 và cấu trúc của α-chaconin.

Vì G là dẫn xuất của D-glucozơ, R1 và R2 là hai dẫn xuất của cùng một đường có cấu hình L và S có công

thức phân tử C 18 H 32 O 14 có thể dự đoán S có cấu trúc bởi hai liên kết glicozit (tách loại 2 phân tử H2 O) từ một phân tử glucozơ C 6 H 12 O 6 và hai phân tử đường cấu hình L có công thức C6 H 12 O 5

Các dữ kiện thu được để xác định cấu trúc lập thể của các nhóm OH và vị trí glicozit liên kết với các nhóm

OH của hợp phần đường

G là dẫn xuất của D-glucozơ, oxi hóa G bằng HIO4 thu được G1, thực hiện phân cắt mạch G1 bằng dung

dịch NaOH thu được các sản phẩm HCOONa, metoxietanal, (R)-2-hiđroxi-3-metoxipropanal theo phản ứng

retroandol và thủy phân este Do đó cấu trúc của G hoàn toàn xác định.

OH O MeO

OMe

OH OHCHO

CHO O

MeO

OMe

OH MeO OHC

CHO OMe

(R)-2-hidroxi-3-metoxi propanal

G

metoxi etanal Natrifomat

dd NaOH CHO

OH MeO

OMe OH

Oxi hóa R2 bằng HIO4 sau đó bằng HNO 3 thu được axit (2R,3R)-2,3-đimetoxibutanđioic nên có thể xác định

được lập thể các nhóm OH và bộ khung cacbon, vì R2 và R1 là hai dẫn xuất của cùng một đường có cấu

hình L nên cấu trúc của R2 hoàn toàn xác định

R1 và R2 cùng chung nguồn gốc từ L-Rhamnozơ

O

OMe OMe

OMe

OH OMe

OMe

OH

COOH

OMe OMe MeO

COOH

COOH OMe MeO

COOH

axit (2R, 4R)-2,3,4-

trimetoxipentandioic R1 L-Rhamnozo axit (2R,3R)-2,3- dimetoxibutandioic R2

CHO OH OH HO HO

CH3

COOH OMe OMe COOH

axit meso

dimetoxibutandioic

Từ cấu trúc của G, R1 và R2 cùng với S (C18 H 32 O 14), trong 3 liên kết glicozit chỉ có một liên kết β-glicozit

giữa S và solaniđin và 2 liên kết α-glicozit giữa các đường Từ vị trí các nhóm OH tự do của G, R1 và R2,

S1 không phản ứng với Ag2 O/NH 3 nên nhóm OH-glicoziđic của hợp phần G và S sẽ tạo liên kết glicozit vòng 6 khi S được xử lý với AcOH/DMF