DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3

DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3

BÀI TẬP HIĐROCACBON (BUỔI 3) Bài 1 Hidrocacbon A có khối lượng phân tử bằng 80 Ozon phân A chỉ tạo andehit fomic và andehit

oxalic

C H O

O

C O

H

andehit fomic andehit oxalic

a Xác định cấu tạo và gọi tên A

b Dùng cơ chế giải thích các sản phẩm hình thành khi cộng Br2 vào A theo tỉ lệ mol 1:1, gọi tên các sản phẩm này

LG

a Công thức tổng quát cho A là CxHy

Ta có













=

=

⇒ +

≤

= +

8 y

6 x 2

x 2

y

80 y x

12

, công thức phân tử C6H8 (∆=3)

Từ sản phẩm ozon phân ta thu được cấu tạo của A:

H2C O O HC HC O O HC HC O O CH2

A (hexa-1,3,5-trien)

b Cơ chế và sản phẩm:

CH2 CH CH CH CH CH2 Br2

CH2 CH CH CH CH CH2

CH2 CH CH CH CH CH2

Br

Br

CH2 CH CH CH CH CH2

Br

CH2 CH CH CH CH CH2

CH2 CH CH CH CH CH2

Br

Br

CH2 CH CH CH CH CH2 Br

Br

Br

Br (X) 5,6-dibromhexa-1,3-dien; (Y) 3,6-dibromhexa-1,4-dien;

(X)

(Y)

(Z)

(Z) 1,6-dibromhexa-2,4-dien

Bài 2 Hãy cho biết cấu hình các sản phẩm của các phản ứng sau:

a (R)-3-metyl-2-etylpent-1-en + H2 ,

o

Ni t

→ A (quang hoạt) + B (không quang hoạt)

b (R)- HOCH2CHOH-CH=CH2 + KMnO4 →OH−,l¹nh X (quang hoạt) + Y (không quang hoạt)

LG

a Cấu hình các sản phẩm phản ứng:

C

C

C2H5

CH2

C2H5

(R)-3-metyl-2-etyl penten-1 + H2

→

Ni

C

C

C2H5

C2H5

(A)-quang hoat

+

C

C

C2H5

C2H5

(B)- khong quang hoat

b

C

CH2OH

CH2



OH ,−lanh

C

C

CH2OH

CH2OH

(X)- quang hoat +

C

C

CH2OH

H HO

CH2OH (Y)- khong quang hoat

Bài 3 Hoàn chỉnh các phương trình phản ứng và gọi tên sản phẩm:

a Xiclopentadien + HCl khí

b Pent-1-en + NBS, as

c Hexa-1,3,5-trien + Br2 (1: 1)

d 1-(Brommetyl)-2-metylxiclopenten, đun nóng trong CH3OH

LG

a)

Cl

3-cloxiclopenten

b) CH3CH2CHBrCH=CH2 (3-brompent-1-en) + CH3CH2CH=CHCH2Br (1-brompent-2-en)

c) CH2=CH-CH=CH-CHBr-CHBr: (5,6-dibromhexa-1,3-dien)

CH2=CH-CHBr-CH=CH-CH2Br: (3,6-dibromhexa-1,4-dien)

BrCH2-CH=CH-CH=CH-CH2Br: (1,6-dibromhexa-2,4-dien)

d)

CH2OCH3

CH3

CH2

CH3 OCH3

1-(metoximetyl)-2-metylxiclopenten 1-metoxi-1-metyl-2-metylenxiclopentan

+

Bài 4

Dùng công thức cấu tạo hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

3

1) 2)

EtMeCHCHO

H O

Cl as Cl Fe KOH EtOH Mg ete

Các phản ứng đều xảy ra theo tỉ lệ 1 : 1, các chất từ B đến F đều là sản phẩm chính Viết ký hịêu hoặc gọi tên cơ chế các phản ứng (1); (2); (3); (5) Viết tên gọi hợp chất F và cho biết số đồng phân lập thể của F

LG

Các phương trình phản ứng:

H3C HC2 HC2 + Cl2 hv H3C HC2 HC

Cl

+ HCl (B)

Cl (B)

Cl

+ HCl (C)

Cl (C)

H CH

(D)

C2H5OH

Cl

+ KOH

H CH

(D)

Cl + Mg H3C C

H CH

(E)

ete

MgCl

H CH

(E)

MgCl + C2H5 HC

CH3 C O

H

H CH

(E)

C H

H

C C2H5

CH3 OMgCl

H

C C2H5

CH3

OMgCl

+ H+

H

C C2H5

CH3

OH

+ Mg2+ + Cl

-(F)

Các phản ứng xảy ra theo cơ chế:

1) SR hoặc thế gốc tự do

2) SE2 hoặc thế electrophin lưỡng phân tử

3) E1 hoặc tách đơn phân tử

4) AN hoặc cộng nucleophin

Tên gọi của F: 2 – Metyl – 1 - [4 – (prop – 1 – enyl)phenyl]butan – 1 – ol

Số đồng phân lập thể của chất F: 8

Bài 5 α-Tecpinen là tinh dầu tự nhiên tách ra từ nhựa thông có công thức C10H16 Khi hidro hóa trên xúc tác Pd và hấp thụ 2 đương lượng mol hidro nó tạo ra C10H20, còn khi ozon phân rồi khử hóa bằng Zn/H2O nó tạo ra 2 chất có tên: Glyoxal và 6-metylheptan-2,5-dion Hãy xác định cấu trúc của α

-Tecpinen

- Độ bất bão hòa của C10H16 = (10 2)+2-16

2 = 3 và cộng 2 mol hidro → có 2 liên kết π

- Độ bất bão hòa của C10H20 = (10 2) 2 20

2

+ −

= 1 → còn 1 vòng

- Từ cấu tạo của glyoxal OHC – CHO và CH3 – CH – C – CH2 – CH2 – C –CH3

CH3 O O

Suy ra cấu trúc của α-Tecpinen

H3C

CH3

CH3

1) O3 2) Zn,H2O

H3C

CH3

CH3

O O

O

H

+

Bài 6 Ozon phân một tecpen A (C10H16) thu được B có cấu tạo như sau:

Hiđro hoá A với xúc tác kim loại tạo ra hỗn hợp sản phẩm X gồm các đồng phân có công thức phân tử

C10H20

a) Xác định công thức cấu tạo của A.

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

LG

a)

(vòng 7 cạnh kém bền hơn vòng 6 cạnh)

Bài 7 Hợp chất X (C10H16) có thể hấp thụ ba phân tử hydro Ozon phân khử hóa X thu được axeton, andehit fomic và 2 – oxopentadial

a Viết công thức cấu tạo của X thoã mãn tính chất trên

b Hydrat hóa hoàn toàn 2,72g chất X rồi lấy sản phẩm cho tác dụng với I2/NaOH thu được 15,76g kết tủa màu vàng Dùng công thức cấu tạo của các chất X viết các phương trình phản ứng (chỉ dùng các sản phẩm chính, hiệu suất coi như 100%, C = 12; H = 1; O = 16)

LG

Chất X (C10H16) cộng 3H2; sản phẩm phải có công thức C10H22 Theo các sản phẩm ozon phân suy ra X

có mạch hở, có 3 liên kết đôi và tạo ra 2 mol CH2O nên có hai nhóm CH2 = C

a Các chất X thỏa mãn:

CH3−C−CH2−CH−CH−CH2−CH=O

H3C CH

3

(B)

b)

+2H2

H3C C

CH 3

C

H (CH2)2 C CH2

HC CH2 (X1)

H3C C C (CH2)2 C

H CH2

(X2)

HC CH2

H3C C

CH3

C

H C (CH2)2CH CH2

(X2)

CH2

CH3

b Hydrat hóa X tạo ra ancol có phản ứng iodofom MX = 272 nên số mol X là 0,01 mol Số mol CHI3 = 0,04mol Vậy sản phẩm hydrat hóa X phải có hai nhóm CH3-CHOH- Suy ra chỉ có chất X2 ở trên thỏa mãn Các phương trình phản ứng:

H3C C C (CH2)2 C

H CH2

(X2)

HC CH2

H3C C HC (CH2)2 HC CH3

HC CH3

OH

OH

OH

H3C C HC (CH2)2 HC CH3

HC CH3

OH

CH3

OH

OH

COONa

CH3 OH

Bài 8 Limonen (C10H16) là tecpen có trong vỏ quả cam, chanh và bưởi Oxi hóa limonen bằng

kalipemanganat tạo chất A

CH3 C

O

CH2 CH2 CH

CH2COOH

H3C

(A)

a Dùng dữ kiện trên và qui tắc isopren xác định cấu trúc của limonen

b Viết công thức các sản phẩm chính hình thành khi hidrat hóa limonen

LG

(a) Cấu tạo:

O + O=C=O

O

O

OH

limonen (b) Các sản phẩm chính khi hidrat hóa:

OH

OH

Bài 9.

Khung cacbon của các hợp chất tecpen được tạo thành từ các phân tử isopren kết nối với nhau theo quy tắc «đầu – đuôi» Ví dụ, nếu tạm quy ước: (đầu) CH2=C(CH3)-CH=CH2 (đuôi) thì phân tử α-myrcen được kết hợp từ 2 đơn vị isopren

α-Myrcen

1Dựa vào quy tắc trên, hãy cho biết các chất nào sau đây là tecpen và chỉ ra các đơn vị isopren trong khung cacbon của các tecpen này

2 Acoron

Po®ophyllotoxin

O

O

O O O OH

O O

OH

OH O

O Axit abi eti c

LG.

Acoron và axit abietic là tecpen:

Bài 10 Cao su thiên nhiên là polyme được cấu tạo bởi các đơn vị isopren, nó là một dien liên hợp có tên

IUPAC là 2 – metyl – 1, 3 – butadien Isopren có thể được tìm thấy không chỉ trong cao su mà còn ở các hợp chất thiên nhiên hay gặp có tên gọi chung là terpen, hầu hết trong số chúng được cấu tạo bởi các phân tử isopren nối với nhau theo kiểu đầu – đuôi Việc nhận ra điểm này đóng vai trò rất quan trọng trong việc nghiên cúu cấu trúc của chúng và xác định các qúa trình tổng hợp sinh học terpen

Tìm các đơn vị isopren trong các sản phẩm terpenoit thiên nhiên sau:

O OH

O AcO

R O

OAc

LG.

OH OH

O OH

O AcO

R O

OAc

OH

OH

O OH

O AcO

R O

OAc

Bài 11.

1 Phân tích định lượng 10,5 mg hợp chất A (chỉ chứa C, H, O) thu được 30,8 mg CO2 và 4,5 mg H2O Hòa tan 1,03 gam A trong 50 gam benzen rồi xác định nhiệt độ sôi của dung dịch thì thấy ts = 80,3560C, trong khi benzen nguyên chất có ts = 80,10C Xác định công thức phân tử của A, biết hằng số nghiệm sôi của benzen là 2,61

2 Hai hidrocacbon A, B là đồng phân với nhau (có khối lượng phân tử 150 đvC < M < 170 đvC)

- A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư cho ra chất C A tác dụng với dung dịch HgSO4 đun nóng

cho ra chất D Đun nóng D với dung dịch KMnO4 trong H2SO4 sinh ra chất E có công thức cấu tạo:

H 3 C C

CH3

CH3

CH 2 CH CH COCH3

CH2 COOH

COOH

- B tác dụng với hơi brom có chiếu sáng thì thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất G B không tác dụng với brom khi có bột sắt đun nóng Đốt cháy hoàn toàn a gam B thu được a gam H2O Khi đun nóng

B với một lượng dư dung dịch KMnO4, rồi axit hóa dung dịch bằng axit Clohidric thì thu được một chất

hữu cơ H chỉ chứa 2 nguyên tố trong phân tử.

Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, B, C, D, G, H.

LG

1 Ta có: mC= 8,4 mg; mH= 0,5 mg;

mO = 10,5 –(8,5+0,5)= 1,6

Áp dụng định luật Ra-un: Δts = ks.N

 N=

50

1000

03

,

1

M = 0,098  M =210 g/mol

Đặt CTTQ của A: CxHyOz Ta có tỉ lệ:

,

8

12x

=

5

,

0

y

=

6 , 1

16z

= 5 , 10 210

 x = 14; y= 10; z=2 CTPT: C14H10O2

2 Đặt CT tổng quát của hai hidrocacbon A, B là: C x H y

CxHy + (x +

4

y

)O2  xCO2 +

2

y

H2O Theo giả thiết: mB = mH2O  12x + y = 9y

 x:y = 2:3

 CTPT của A, B có dạng: C2nH3n

Do: 150 < M < 170  5,55 < n < 6,29

Vậy: n = 6 CTPT của A, B là: C 12 H 18

Phân tử A, B có độ bất bảo hoà Δ = 4

Theo giả thiết:

A + AgNO3/NH3  C

A + dd HgSO4  D

vậy A là hợp chất không no chứa nối ba C≡C đầu mạch

Vì chất D tác dụng với dd KMnO4 trong H2SO4 sinh ra chất E:

H3C C

CH3

CH3

CH2 CH CH COCH3

CH 2 COOH

Suy ra cấu tạo của A là:

C

H2 C

CH

C

H3C

CH3

CH3

B tác dụng với hơi Br2 có chiếu sáng chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất; B không tác dụng với brom khi có bột sắt đun nóng ( nghĩa là không có khả năng phản thế vào vòng) Suy ra CTCT của B là:

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C

H3C

CTCT chất C:

C

H2 C

CAg

C

H3C

CH3

CH3

CTCT chất D:

C

H2 C C

H3C

CH

CH 3

CTCT chất G:

CH 3

H 2 C

CH 3

CH 3

H 3 C

CTCT chất H:

C

C

C

C C C

O

O

O

O O

O

O

O

O

Bài 12

1 Từ propan viết các phương trình phản ứng điều chế spiro[2.2] pentan

2 Từ benzen và các hoá chất vô cơ cần thiết khác viết sơ đồ phản ứng điều chế naphtalen bằng 5 giai đoạn

3 Từ 1 – amino – 1,2 – diphenylpropan hãy điều chế 1,2 – diphenylpropen (được sử dụng các hóa chất cần thiết)

LG

1

CH2 - CH2 - CH2 CHNi,t0 2 = CH - CH2 + H2

CH3-CH=CH2 + O3 CH3-HC

O

CH2 O O O

CH2 O O

CH2Br

CH2Br

C

BrH2C

BrH2C CH2Br

CH2Br

2 Điều chế naphtalen:

O2; V2O5; 400 - 500 o C

O

O

C6H6; AlCl3 (2)

HOOC O

HF (3)

O

O

H2N - NH2/OH

-(4)

Pd,t o

(5)

3 Điều chế dẫn xuất propen:

CH3

H

C C6H5

NH2

CH3

H

C C6H5

N(CH3)3I

CH3

C

H C6H5

Có thể tiến hành theo sơ đồ sau:

CH3

H

C C6H5

NH2

CH3

H

C C6H5

OH

H2SO4; toC6H5 C

CH3

C

H C6H5

Bài 13 Từ etilen và propilen có xúc tác axit, platin và điều kiện cần thiết, hãy viết sơ đồ tổng hợp

isopren

LG

CH2=CH2

H+

CH3-CH+ 2 cacbocation này ankyl hoá propen

CH3-CH2-CH2-CH-CH+ 3

CH3-CH2-CH-CH+ 2

CH3

- H+

- H+

CH3-CH2-C=CH2

CH3

(II)

H+

CH3-CH=CH2

CH3-CH-CH3

CH3-CH2-CH+ 2 +

(IV)

CH3-CH2-CH2-CH-CH+ 2

CH3-CH-CH2-CH2

CH3

+

- H+

- H+

CH3-CH2-CH2-CH-CH+ 2 CH3-CH2-CH2-CH=CH2

CH3-CH-CH=CH2

CH3

CH3-CH-CH2-CH2

CH3

+

Tách (II) và (IV) ra khỏi hỗn hợp:

(IV)

CH3-CH-CH=CH2

CH3

CH3-CH2-C=CH2

- H2 CH2=CH-C=CHCH 2

3

Bài 14

Từ nhựa thông người ta tách được xabinen và chuyển hoá theo sơ đồ sau:

1) O3 ; 2) Zn/HCl

(3)

H2N OH (4) P2O5 (5)

A có công thức C9H14O

Viết công thức cấu tạo của các sản phẩm hữu cơ: A , B , C1 , C2 , C3 , D , E

LG

COOH COOH

C3

COOH COOH

C2

COOH COOH

C1

COOH COOH

B

O

A

HON

C3 có 2 đồng phân quang học

C2 có 4 đồng phân quang học

D có đồng phân E, Z

Bài 15 Hãy cho biết công thức cấu tạo các sản phẩm của mỗi bước phản ứng dưới đây:

C6H5ONa →ClCH CH CH2 = 2 A →t o B →1mol O3 C H O Zn2 , →D + E

D OH−,(CH3 2 ) SO4→F→H NOH2 G→P O t2 5 ,o HCH CH MgBr H O3 2 , 3 +→I →NH NH , CH ONa 2 2 3 J →HI, t o K

Zn, t o

→ L

LG

A: C6H5OCH2-CH=CH2

B:

OH

OH

H2

C CH

O

CH2

D:

OH

H2

C CHO

E: HCHO

F:

OCH3

H2

G:

OCH3

H2

H:

OCH3

H2

C CN

I:

OCH3

H 2

C C C 2 H 5 O

J:

OCH3

C4H9

K:

OH

C 4 H 9

L:

C4H9

Bài 16 Viết các phương trình phản ứng điều chế các hợp chất theo sơ đồ sau (được dùng thêm các chất

vô cơ và hữu cơ khác):

LG

a.

b.

Cl

C

H

CHO

Br

(D)

Zn/HCl

(B)

(D)

AlCl3

C Cl

AlCl3

O

Cl

Cl

2 Zn/H2O

1 O3

(G)

Br C

1 OsO4/ dd KMnO4

Cl (F)

(C)

C O

Cl

NaBH4

OH CH

H2SO4, to

Cl (F)

hoÆc

CHO COCH3

CHO

HO OHC Cl

CH 3

CH3

a.

Bài 8 Hiđro hóa một hiđrocacbon A (C8H12) hoạt động quang học thu được hiđrocacbon B (C8H18) không hoạt động quang học A không tác dụng với Ag(NH3)2+ và khi tác dụng với H2 trong sự có mặt của Pd/PbCO3 tạo hợp chất không hoạt động quang học C (C8H14)

a Lập luận xác định cấu tạo (có lưu ý cấu hình) và gọi tên A, B, C

b Oxi hóa mãnh liệt A bằng dung dịch KMnO4 trong H2SO4.Viết phương trình hoá học

LG

(a) A có độ bất bão hòa 3

2

12 8 2

=

2

18 8 2

=

2 2

14

8

2

=

 Vì A cộng 3 phân tử hidro để tạo ra B nên A có các liên kết bội hoặc vòng ba cạnh

 A cộng 1 phân tử H2 tạo ra C và A không tác dụng với Ag(NH3)2+ nên A có một liên kết ba dạng -C≡C-R

A cũng phải chứa một liên kết đôi dạng cis- (Z) ở vị trí đối xứng với liên kết ba, vì khi A cộng 1 phân tử

H2 (xúc tác Pd làm cho phản ứng chạy theo kiểu cis-) tạo C không hoạt động quang học.

Cấu tạo của A, B, C là:

CH3 C C

H H

H C

CH3

C

* C CH3 2Z-4-metylhept-2-en-5-in

(A)

(B)

CH3 C C

H H

H C

CH3

C C CH3 2Z,5Z-4-metylhepta-2,5-dien

(C)

H H (b) Phương trình phản ứng:

5CH3CH=CHCH(CH3)C≡C-CH3 + 14KMnO4 + 21H2SO4→

→ 10CH3COOH + 5CH3CH(COOH)2 + 14MnSO4 + 7K2SO4 + 16H2O