Bài tập hóa học hữu cơ _ Phan Thanh Sơn Nam

PHAN THANH SƠN NAM À IT Ậ P HÓA HỮU C ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Phan Thanh Sơn Nam BÀI TẬP HÓA HỮU Cơ (T ibản lầ n th ứ ba, có sử a chữ a) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỚC GIA TP HỒ CHÍ MINH - 2012 MỤC LỤC L Ờ ỈN Ó IĐ Ẫ U P h ẩ n I: B À I T Ậ P Chương Cơ sở lý thuyết hóa hữu Chương Các hợp chất hydrocarbon no 28 Chương Các hợp chất hydrocarbon không no 37 Chương Các hợp chất hydrocarbon thơm 57 Chương Các dẫn xuất halogen hợp chất magnesium 75 Chương Các hợp chất alcohol hợp chất phenol 95 Chương Các hợp chất carbonyl 114 Chương Các hợp chết carboxylic acid 131 Chương Các hợp chất amine - diazonium 146 P h ầ n II: HƯ ỚNG DẪN GIẢ I B À I T Ậ P 165 Chương Cơ sở lý thuyết hóa hữu 167 Chương Các hợp chất hydrocarbon no 244 Chương Các hợp chết hydrocarbon không no 275 Chương Các hợp chất hydrocarbon thơm 334 Chương Các dẫn xuất halogen hợp ch ất magnesium 389 Chương Các hợp chất alcohol hợp chất phenol 431 Chương Các hợp chất carbonyl 475 Chương Các hợp chất carboxylic acid 522 Chương Các hợp chất amine - diazonium 568 T À I L IỆ U TH AM KHẢO 621 LỜI NÓI ĐẦU Cuốn sách BÀI TẬP HÓA HỮU c biên soạn dựa đề cương mơn học Hố Hữu Cơ giảng dạy Khoa Kỹ thuật Hóa học Trưcmg Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Đây chương trình Hố hữu dành cho sinh viên ngành kỹ thuật hoá học với mục tiêu đào tạo theo diện rộng đồng thời có kỹ chun mơn cao Tài liệu tham khảo sử dụng song song với sách HÓA HỮU c tác giả Trân Thị Việt Hoa & Phan Thanh Sơn Nam Nhà Xuât Bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh phát hành năm 2007, Cuốn sách gồm có chín chương, tập hợp chủ yểu dạng tập quan trọng chương ưình Hóa hữu dành cho sình viên ngành kỹ thuật hoá học cập nhật từ tài liệu tham khảo xuất đen năm 2007 Sinh viên sau giải xong tập có khả hiểu rõ vận dụng nội dung quan trọng phần ỉý thuyết giảng dạy chương trình Theo xu hướng chung cùa thể giới, số tiết giảng dạy lớp môn học Hỏa hữu cắt giảm đến mức thấp nhai nhằm giảm tải cho chương trình học nói chung Vì vậy, tất cà bàì tập cỏ đáp án chi tiết để sinh viên tham khảo sau tự giải tập; (ừ phát huy khả tự học sinh viên Cần lưu ỷ tập có nhiều phương án giải đáp khác nhau, iộp trung gỉởỉ thiệu phương án tiêu biểu Mặt khác, ỉà tài liệu (ham khảo sừ dụng song song với giảo trình ỉý thuyết, phương án giải đáp đưa phải phù hợp với trật tự chương đề cương môn học Vỉ dụ, chương 'Các hợp chat amine - diazonium ’ bổ trỉ giảng dạy sau chương ‘Các hợp chất carbonyỉ đổ sử dụng kiến thức từ chương ‘Các hợp chất amine - diazonium ’ đê giải tập chương 'Các hợp chất carbonyl’ Tuy nhiên, tập lựa chọn để hạn chề vấn để phải sử dụng kiến thức chưa học đến thời điểm cần giải tập D ĩ nhiên sau kết thúc chưcmg trình học, sinh viên cỏ thể sử dụng tẩỉ kiến thức học để tìm rơ phương án giải đáp tổỉ nhẩí cho tập liên quan Cuốn sách BÀI TẬP HÓA HỮU c dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên đại học học viên cao học ngành kỳ thuật hoá học Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia Thành Phổ Hồ Chí Mình, tài liệu tham khảo cho sinh viên, học viên cao học, nghiên cửu sinh cản giáng dạy cán nghiên cứu ngành kỹ thuật hóa học trường đại học cao đẳng khác Để hạn chế đến mức thấp sé trang in, sách giới thiệu tập tiêu biểu dựa theo đề cương môn học Các dạng tập khác lĩnh vực Hóa hữu cơ, độc giả vui lịng xem thêm sách tập Hóa hữu giới thiệu phần ’Tài liệu tham khảo Xin chán thành cám ơn TS Nguyễn Hữu Lương, TS Tổng Thanh Danh TS Phạm Thành Quân đọc thảo góp ý cho người biên soạn Người biên soạn xin chân thành biết ơn PGS TS Trần Thị Việt Hoa kiến thức liên quan đến lĩnh vực tổng hợp hữu PGS truyền thụ bậc đại học vờ sau đại học Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quổc gia TP Hồ Chỉ Minh, Những kiển thức quỷ báu ỉà tiền đề quan trọng cho đời cùa sách Xin câm ơn cán giảng dạy Bộ Mơn Kỹ Thuật Hóa Hữu Cơ, Khoa Kỹ Thuật Hóa Học, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chỉ Minh nhiệt tình giúp người biên soạn sửa chữa thảo Do ỉần đầu xuất bản, sách chắn nhiều thiếu sót, độc biệt lỗi đảnh máy phần vẽ cơng thức hóa học, Ngồi ra, cịn nhiều tập hữu ích khác phục vụ trục tiếp cho nội dung môn học mà tác giả chưa cập nhật Người biên soạn rắt mong nhận ý kiến đỏng góp bạn đọc để ỉần tái tới, sách BÀI TẬP HÓA HỮU C hoàn thiện Mọi ỷ kiến đóng góp xin gửi về: PGS TS Phan Thanh Sơn Nam, Bộ Môn Kỹ Thuật Hoả Hữu Cơ, Khoa Kỹ Thuật Hóa Học, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Phịng 211 tịa nhà B2, số 268 đường Lý Thường Kiệt, Quận ỈQ, TP Hồ Chí Minh, Điện thoại: 8647256 (sổ nội 5681), Sô fax: 8637504, Email: Dtsnam(ạ).hcmut.edu.vn Xin chân thành cám ơn TP Hồ Chí Minh thảng năm 2010 PC S TS Phan Thanh Sơn Nam PHẦN I BÀI TẬP Chương Cơ SỞ LÝ THUYẾT HÓA HỮU 1.1 Sử dụng quy tắc danh pháp Cahn-Ingold-Prelog, so sánh thứ tự ưu tiên cặp nhóm thê sau đây; a )-O H ;-C H b)-CO O H ;-C H 2COOH c) -N +{CH3)3; -N +H3 d) -CH=CH2; -CH=CHCI e) -Si{CH3)3; -C(CH 3)3 f) -C^CH; -CH=CH2 g) -Cl; -I h) ~F; -C) i) -Br; -OH i) -CHaCHaCHaCHBrCHa; - CH2CH2CHBrC(CH3)3 1.2 Xác định tất đồng phân hình học (nếu có) chất sau theo hệ danh pháp (£) - (Z) Trong đó, xác định đồng phân gọi tên theo hệ danh pháp (cis)- (,trans): a) CH3CH2CH =CH(CH2)5OH b) (CH3)2C = CHCH2CH2C(CH3)=C H C H 2OH c) CH3CH2CH2C(CH3) —CHCH2CH2C(C2H5) = c h c h 2o h dí CH3C(CH2)4CH2CH = c h c o o h o C2 H5 e) C-CHCH2CH2C(C2H5) =CHCH2CH2C(CH3) = c h c o o c h c h 3'° CHƯƠNG 10 Xác định đồng phàn bền cặp đồng phân sau gọi tên đồng phân theo hệ danh pháp (cis)- (trans): a) H H H H CH3 H b) CH3 H H c) CH3 H 1.4 Xác định công thức cẩu tạo lập thể cho cấu dạng bền họp chất sau đây: a) 2,2,5,5-tetramethylhexane (viết công thức chiếu Newman liên kết C3-C4 công thức phối cảnh dạng Zigzag toàn phân tử) b) cỉs-1-isopropyl-3-methylcyclohexane c) tranS' 1-isopropyl-3-methylcyclohexane d) cỉs- 1-ter/-butyì-4-ethy 1cycl ohexane e) ci&-1,1,3,4-tetramethylcyclohexane 1.5 Xác định cấu hình tuyệt đổi tất đồng phân quang học (nếu có) chất sau dạng công thức không gian ba chiều công thức chiêu Fisher: a) 2-chloro-3-hexanol b) 2-bromo-4-chlorohexane c) 2,3-dichloropentane d) ,3-dibromopentane e) -bromo-2 -methylbutane f) 3,4-dichlorohexane g) 2,4-dichloropentane h) 2,4-dichloroheptane 11 c s LÝ THUYẾT HÓA HỮU c 1.6 Xác định tất đồng phân quang học l-bromo-3chlorocyclohexane theo hệ danh pháp (R)-(S) Trong đó, vịng cyclohexane khơng cần thiết biểu diễn cấu dạng ghế 1.7 Có nguyên tử carbon bất đối xứng phân tử 1,2,3decanetriol (CH 3(CH2)6CHOHCHOHCH2OH)? Vẽ công thức chiếu Newman dựa liên kết carbon-carbon liên quan đến nguyên tử carbon bất đối xứng xác định cẩu hình tuyệt đối đồng phân quang học có hợp chất dạng công thức chiếu Newman 1.8 Đồng phân đồng phân meso chất sau đây? Giải thích CH2OH H* 'OH HO* 'H H- 'OH H’ 'OH c h 2o h H' HO HO H' CHO OH 'H ‘H 'OH CH2OH galactose sorbitol COOH OH HHO* 'H 'H HO H- 'OH COOH galactaric acíd 1.9 Chuyển cơng thức không gian ba chiều sau sang công thức chiểu Fisher xác định cấu hình tuyệt đối chúng theo hệ danh pháp (R)-(S): ỌOOH a) h 2n — Ị— H CH, d) COOH OH CH3 c) CH3CH2X \ " Br CHO 'CHO 01 COOH ^Br e) CH, ■H: h ’ -í NH, CH2CH(CH3)2 b) H OH \ H" i i Br COOH CHƯƠNG 12 1.10 Viết cơng thức chiếu Fisher tất cấu hình có 2,3,4pentanetriol, rõ đơi đối quang, đồng phân meso (nếu có) 1.11 Trong cặp công thức sau đây, cặp biểu diễn đôi đối quang, cặp biểu diễn hai dạng khác chât? H a) ch3 -CH, H3CH2C- H3CH2C—|—Br Br H CH3 b) CH2OH I y k , c h 2c h HO ; CH3 ' " ^ C H 2CH3 HO c h 2o h ch3 c) d) "3 ẳc H H Br NH, NH2 - K c h 2c h CH 3" ' J ^ C H 2CH3 H ; ch3 ch3 H3C H e) ởH r CI H Cl H f) H o " HH = OH d OH 1.12 Biểu điền chất cỏ tên sau dạng công thức chiếu Fisher tương ứng: a) (2R, 3S, 4R, 5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal b) (2S,3S)-2,3-dichlorobutane c) (2S,35)-2,3-pentanediol d) (|S)-1 -bromo-3-chloro-2-methylpropane e) (2/?,5Ẵ)-3-hydroxy-2-methylbutanoic acid ... tái tới, sách BÀI TẬP HÓA HỮU C hồn thiện Mọi ỷ kiến đóng góp xin gửi về: PGS TS Phan Thanh Sơn Nam, Bộ Mơn Kỹ Thuật Hoả Hữu Cơ, Khoa Kỹ Thuật Hóa Học, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia... đáp tổỉ nhẩí cho tập liên quan Cuốn sách BÀI TẬP HÓA HỮU c dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên đại học học viên cao học ngành kỳ thuật hoá học Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia Thành...ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Phan Thanh Sơn Nam BÀI TẬP HÓA HỮU Cơ (T ibản lầ n th ứ ba, có sử a chữ a) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỚC GIA TP HỒ CHÍ MINH