Chuyên đề xác định công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ có đáp án

Chuyên đề Chuyên đề xác định công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ có đáp án chi tiết. Bài tập nâng cao tự soạn giúp học sinh thành thạo dạng bài xác định cấu tạo hữu cơ của kì thi HSGQG môn hoá.

Chuyên đề xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu Bài 1 Xử lý hydrocarbon A có cacbon axit peroxyaxetic diclorometan 20oC cho hợp chất B B tạo thành hai đồng phân C D (C5H8O2) xử lý với natri cacbonat Biết sản phẩm C có ba ngun tử carbon khác cịn D carbon khác C chất quang hoạt Xác định công thức lập thể chúng Một chất F có cơng thức phân tử C10H14 bị hydro hóa hồn tồn cho nbutylxiclohexan Xử lý F với diamino đồng (I) không cho kết tủa trước đun nóng F với NaNH2 tiến hành thực nghiệm tương tự lại xuất kết tủa Khi cho F phản ứng với H2/Pd-C oxy hóa O3/H2 O2 thu chất G quang hoạt có cơng thức C8H12O6 Xác định công thức cấu tạo F G Bài Hợp chất A có cơng thức thực nghiệm C5H8O3 Đun nóng A với vơi tơi xút cho B B phản ứng với HCN tạo thành C C phản ứng với thionyl clorua tạo thành D Chất D phản ứng với KCN để tạo E Thủy phân E kiềm đun sản phẩm với vôi tơi xút cho ta butan Oxi hóa cẩn thận A K2Cr2O7 cho ta axit axetic axit malonic Xác đinh công thức cấu tạo chất từ A đến E Bài Cembren C20H32 hiđrocacbon điterpen thu từ nhựa thông Cembren cho hấp thụ sản phẩm vùng UV cịn sản phẩm hiđrocacbon cembren C20H34 khơng Hiđro hóa hồn tồn cembren thu C20H40 Tiến hành ozon phân cembren sau xử lý với bột Zn thu hợp chất cacbonyl sau: CH3COCH2CH2CHO; CH3COCHO; HOCCH2CHO CH3COCH2CH2CH(CHO)CH(CH3)2 Xác định cấu trúc cembren đihiđrocembren biết phân tử cembren xếp tuân theo quy tắc isopren Bài Hydrocacbon A chứa 87,27% cacbon khối lượng Tỉ khối so với hydro bé 75 Biết cấu trúc có hai vịng sáu ngun tử khơng có cacbon mang bậc Hãy xác định cấu tạo hydrocarbon cho biết cho tác dụng với clo có mặt ánh sáng thu dẫn xuất monoclo ? Khi xử lý chất A (C10H16) với OsO4/H2O2 thu trung gian B, đun nóng B axit sunfuric thu sản phẩm C có cơng thức sau Xác định cấu tạo A B Xác định công thức phân tử hydrocarbon C8H14 Xác định xác cấu tạo hydrocarbon bixiclo[2.2.2]octan Xác định cấu trúc hai sản phẩm monoclo (Chất B quang hoạt nên có hai đồng phân quang học) Khi đun nóng B axit tạo xeton spiro, điều có nghĩa C sản phẩm chuyển vị pinacol B Suy B diol hai vịng cạnh giáp, từ suy A hydrocarbon dẫn xuất decalin có nối đơi cạnh chung Bài Một hợp chất A có cơng thức C5H12O bị dehydro hóa tạo thành B có cơng thức C5H10O (chất cho màu với thuốc thử axit fuchsinsunfurơ) dehydrat hóa tạo thành C (C5H10) Oxy hóa mãnh liệt hydrocarbon cho axit axetic CO2 Khi cho HBr khô qua C5H12O cho hai sản phẩm bromua, sản phẩm phản ứng với kiềm sản phẩm phụ không cho phản ứng đun sôi lại phản ứng với oxit bạc ẩm Trong hai trường hợp sản phẩm C5H12O thu lại có cấu trúc khác hẳn với A Lập luận xác định cấu trúc A, B C Sự ozon phân chất C10H16O4 dẫn đến sản phẩm có cơng thức C5H8O3 Thủy phân sản phẩm cho axit ancol Biết ancol tham gia phản ứng haloform axit đun nóng nhẹ có CO Nếu thủy phân chất đầu C10H16O4 thu axit A, đun nóng lâu A thu C6H6O3 Chất phản ứng với nước cho axit B đồng phân A khác biệt nhiệt độ sôi Hãy xác định cấu trúc chất chưa biết Dự đốn có chất tạo thành cho KMnO4 loãng lạnh vào dung dịch hỗn hợp A B ? Do phản ứng với thuốc thử axit fuchsinsunfurơ chứng tỏ C5H10O andehit, điều có nghĩa C5H12O ancol bậc Việc tạo thành hai dẫn xuất brom đồng phân thu ancol đồng phân cho thấy phản ứng ta có chuyển vị Việc oxy hóa mãnh liệt hydrocarbon C cho ta CH3COOH CO2 chứng tỏ cấu trúc hydrocarbon có khung (CH3 – C(R)= ) Từ tất lập luận ta xác định A Me3C – CH2OH, B Me3C – CHO C Me2C = CH – CH3 Chất C5H8O3 ta este, axit tương ứng đun nóng CO chứng tỏ xetoaxit Việc cho kết dương tính với thuốc thử haloform chứng tỏ có diện CH3CHOH Từ suy C5H8O3 este etylpyruvat Như C10H16O4 sản phẩm dietyl este axit fumaric khơng phải maleic (axit B), phải đun nóng thời gian lâu cho sản phẩm Sự cis – hydroxyl hóa hỗn hợp axit fumaric maleic cho hỗn hợp đồng phân lập thể Bài Ancol coniferylic có cơng thức phân tử C10H12O3 phân lập từ dầu thơng, khơng tan nước dung dịch NaHCO3, nhiên nhanh chóng làm màu dung dịch Br2/CCl4 thu dẫn xuất dibrom A Khử hóa ancol coniferylic ozon thu vanilin (4-hydroxy-3-methoxybenzandehit) chất B (C2H4O2) Ancol coniferyl phản ứng với benzoyl clorua có mặt DCC (dixiclohexyl cacbodiimit) C (C24H20O5) Chất không tan NaOH lỗng nhanh chóng làm màu KMnO4 Ancol coniferylic phản ứng với HBr lạnh cho chất D (C10H11O2Br) phản ứng với HI nóng cho E (C9H9O2I) CH3I CH3I phản ứng với ancol coniferylic cho chất F (C11H14O3) không tan bazơ mạnh làm màu dung dịch Br2/CCl4 a) Xác định cấu trúc chất từ A đến F b) Viết công thức Fischer biểu diễn đồng phân lập thể chất A, cho biết cấu hình tuyệt đối tâm bất đối 2 2 3 2 3 2 S R R S 3 2 S R S R 3 Bài Có đồng phân cấu tạo C5H8 anken vịng khơng chứa nhóm etyl Lấy mẫu thử hợp chất cho vào chai dán nhãn A, B C chất chai Dựa kết phản ứng sau với KMnO4 cho biết cấu tạo hợp chất từ A đến F - Hợp chất A tạo axit D quang hoạt - Hợp chất B tạo dixeton E không quang hoạt - Hợp chất C tạo xetoaxit F quang hoạt - Hợp chất A phản ứng với KMnO4 cho axit cacboxylic quang hoạt  A có chứa C* có liên kết đơi cacbon bậc - Hợp chất B tác dụng với KMnO4 tạo dixeton E không chứa C* Vậy B không chứa C bất đối có liên kết đơi hai cacbon bậc - Hợp chất C tạo F vừa chứa nhóm cacboxyl vừa chứa nhóm xeton có C*  C có chứa C* có liên kết đơi cacbon bậc cacbon bậc Bài Hợp chất thơm A (C12H16O) quang hoạt, cho phản ứng với natri kim loại không cho phản ứng với 2,4-dinitrophenylhydrazin Khi xử lý A với I2/NaOH thấy xuất kết tủa vàng Ozon phân A cho B (C9H10O) C (C3H6O2) Cả B C cho kết tủa với 2,4dinitrophenylhydrazin, C dương tính với thuốc thử Tollens Trên lý thuyết nitro hóa B HNO3/H2SO4 cho hai sản phẩm D E, nhiên thực tế nhận sản phẩm D Axit hóa sản phẩm nhận cho C phản ứng với thuốc thử Tollens cho chất F (C6H8O4) Lập luận xác định cấu trúc chất chưa biết Bài 9: Khử C LiAlH4 cho K L sinh cách khử K Oxy hóa cắt mạch L NaIO4 cho M với mol fomandehit Khử M thu N Cấu trúc lập thể N xác định cách tổng hợp N từ axit D-(-)-tartaric cách metyl hóa khử tiếp nối (sơ đồ 4) L khơng có tính đối xứng có hai nhóm metyl riêng biệt Cho biết cấu trúc chất chưa biết H2, Raney-Ni LiAlH4 C (C9H16O7) L (C8H18O6) K (C8H16O6) NaIO4 H2, Raney-Ni N (C6H14O4) M (C6H10O4)+ HCHO LiAlH4 OH OMe COOH HOOC COOMe MeOOC OH MeI, Ag2O OMe Cấu trúc L, M, N N M L CH2OH CH2OH MeO H CHO H OH H MeO H MeO H OMe H OMe H OMe H OH CH2OH CHO CH2OH Số cấu trúc C thỏa mãn đề bài: Số cấu trúc khả thi 2 COOMe H O H H(OH) O H H COOMe H OMe OMe OH(H) OMe OH OH(H) OMe H H(OH) OH H H Bài 10 Chất D hợp chất thơm có công thức C10H8, nhiên khác với naphtalen không màu chất D có màu xanh da trời có momen lưỡng cực lớn (1,08 D) so với hydrocacbon bình thường D tan nước tan tốt axit mạnh D có nhiều khung số tinh dầu Từ kiện xác định cấu trúc D không ? Xác định cấu trúc E F biết cho D tác dụng với t-BuOK có xúc tác axit cho E phản ứng D với tác nhân Grignard thủy phân cuối oxy hóa cho F Dựa kiện đề đốn D azulen Phản ứng tạo E SE nên sản phẩm nằm vòng vịng có mật độ e cao, cịn phản ứng tạo F SN nên sản phẩm nằm vòng vịng có mật độ e thấp Bài 11 Ozon phân X thu hợp chất cacbonyl, n-hexanal đồng đẳng fomanđehit Thủy phân hoàn toàn X thu axit béo C17H31COOH C19H31COOH với tỉ lệ mol 2:1 a Xác định cấu trúc gọi tên IUPAC axit trên, biết nhóm CH=CH phân tử chúng cách nhóm CH2 có cấu hình Z b Với kiện X triglixerit, vẽ cấu trúc lập thể X, giả thiết X có cấu hình R c Hidro hóa hồn toàn X thu triglixerit Y Vẽ cấu trúc lập thể Y so sánh nhiệt độ nóng chảy X Y Giải thích X có cấu trúc sau: Nếu mơ hình hóa, ta thấy hóa rắn cấu trúc Y cho phép xếp sít (có thể coi dạng thẳng) cấu trúc X lại gấp khúc (xem hình biểu diễn sau): Bài 12 Ở nhiệt độ 4000C có mặt xúc tác thích hợp, A(C4 H6) B(C3H3N) phản ứng với tạo đồng phân C D Thủy phân C môi trường axit thu E, hidro hóa E xúc tác Ni tạo axit F Trong D dễ bị dehidro tạo thành G, G tác dụng với Na/NH3 lỏng chuyển thành H Thủy phân H thu K Với có mặt natri etylat K đồng phân hóa thành L Oxi hóa L KMnO4 mơi trường axit thu I Khử I Zn/H+ lại tạo thành axit F Xác định cấu trúc chất chưa biết Bài 13 Ozon phân chất A (C7H12) xử lý sản phẩm với Zn/HCl thu sản phẩm B 2,2-dimetylpentan-1,5-dial Nếu cho A phản ứng với dung dịch KMnO4 loãng 0oC thu C (C7H14O2) khơng quang hoạt, cịn dung dịch KMnO4 đặc nóng thu D (C7H12O4) có tính axit Cuối cho A phản ứng với peraxit thủy phân thu hai đồng phân E F có cơng thức C7H14O2 quang hoạt Xác định cấu trúc lập thể tất chất Bài 14: Bài tập giúp tiếp cận phản ứng mới: phản ứng Carroll Cơ chế phản ứng mô tả cách đơn giản thơng qua ví dụ đây: Người ta cho axeton phản ứng với axetilen môi trường bazơ thu chất A A tác dụng với H2, xúc tác Lindlar thu B B tác dụng với 2-metoxypropen thu C; cịn tác dụng với metyl-3-oxobutanoat thu D Thực phản ứng Carroll với D thu chất E E tạo thành trực tiếp từ C với phản ứng E phản ứng tiếp với axetilen/ NaNH2 hydro hóa xúc tác Lindlar thu F F đun nóng với axit lỗng thu G Cũng với F cho tác dụng với metyl-3-oxobutanoat thu H H có phản ứng Carroll cho I Từ I tiến hành số phản ứng đơn giản, người ta thu chất K đây: Xác định chất từ A tới I 2 Tên gọi chế phản ứng từ C E Một số ứng dụng thực tiễn G Hãy hồn thành q trình từ I tới K Bài 15: [Bài tập đưa lựa chọn, đọc kĩ định nên làm phần mà bạn cảm thấy chắn nhất] 1.1 Xác định chất chưa biết dãy sau Buta-1,3-dien tác dụng với metyl metacrilat chất A Oxi hóa A KMnO4/ H2SO4 đun nóng, cho sản phẩm tác dụng với CH2N2 dư B B tác dụng với CH3ONa, thủy phân axit đun nóng thu C C + CH2N2  D D tác dụng với đồng thời BrCH2CO2CH3 Zn  E  F + H2O F + H2  G G + CH3ONa  H Thủy phân H mơi trường axit, đun nóng thu I I + NaNH2 + CH3I dư thu chất 1.2 Đi sâu vào vấn đề bản, ta nhận hay, đẹp mơn Hóa học mà tất theo đuổi Nếu có thể, bạn tìm lời giải đáp cho vấn đề thú vị đây, tự lục tìm hay, đẹp khác! Tìm chế cho phản ứng Trong phần tập chuẩn bị IChO 33 có phản ứng sau Cho biết cấu trúc sản phẩm giải thích 1.1: Cấu trúc chất sau: Bài 16: Chọn phương án: phần phần [2+3] Một hợp chất A tác dụng với Br2 (hv) thu hợp chất B chứa 55,8%C ; 6,98%H 37,21%Br Bằng phương pháp vật lý người ta xác nhận hợp chất B hỗn hợp phân tử với thành phần tương đương phân tử khối đơn vị i Xác định công thức phân tử A, B ii Biết A B không làm màu dung dịch brom Xác định công thức cấu tạo iii Viết công thức lập thể A, B iv Dự đốn tính tan so sánh nhiệt độ nóng chảy chúng Hợp chất A có cơng thức C9H10O bị oxi hóa mạnh KMnO4 đậm đặc thu hợp chất có axit axetic Cho A+ CH3MgCl thủy phân cho ancol bậc D quang hoạt Cho A tác dụng với CH3I (bazơ mạnh) tạo B B tác dụng với tert-butyl magiê brômua thủy phân cho C (C11H16O) Cho biết công thức hợp chất A, B, C, D giải thích Có nghiên cứu sinh dự kiến tổng hợp – hidroxihexanal [H] từ 4-brombutanol Tuy nhiên thực tế không thu hợp chất mong muốn mà thu chất I gần tương đương với H Anh ta định chuyển H cách cho phản ứng với HCl etanol Anh ta có thành cơng với ý tưởng hay khơng? Giải thích lý thất bại nghiên cứu sinh Sau tính tốn thu công thức đơn giản B C10H15Br Vậy công thức thực nghiệm B (C10H15Br)n Do tỉ lệ đồng vị thiên nhiên nên B chứa đồng vị H, C mà chứa đồng vị Br79 Br81(có hàm lượng tự nhiên : 1) Nếu n = B có loại phân tử bao gồm 79 - 79, 79 - 81, 81 - 81 thỏa mãn đề Do n = Vậy A C10H16 Công thức cấu tạo A, B Công thức lập thể A, B Do Br có tính chọn lọc cao nên sản phẩm bậc III có tỷ lệ lớn, gốc tự trung gian có cấu trúc tứ diện làm thuận lợi cho việc Br vào C bậc III Coi khơng có sản phẩm vào C bậc II trường hợp tốc độ q nhỏ Tính tan: chất khơng tan dung môi phân cực mà tan dung môi không phân cực CHCl3, CCl4… Nhiệt độ nóng chảy: yếu tố quan trọng đối xứng phân tử Về mặt A hoàn toàn lấn lướt so với B, dĩ nhiên nhiệt độ nóng chảy A > B A, B, C, D Sở dĩ B chuyển thành C tác nhân nucleophin lẫn B cồng kềnh gây bất lợi lớn mặt không gian cho tác nhân công Cơ chế phản ứng sau: H hợp chất bền dễ có phản ứng đóng vịng sau: Thêm EtOH HCl dễ xảy phản ứng sau Cuối nghiên cứu sinh khơng thể thu hóa chất mong muốn Bài 17: Xử lý 1,3-dibrompropan với dietyl malonat có mặt EtONa cho dieste A Thủy phân A mơi trường base đun nóng cho axit B (C5H8O2) Chất bị biến đổi nhanh chóng thành chất C tác dụng thionyl clorua Cho C tác dụng với diazometan thêm vào dung dịch AgNO3/NH3 thu chất D, chất chuyển thành E tác dụng Br2/NaOH Cuối cho E tác dụng với axit nitrơ thu hỗn hợp gồm sản phẩm bao gồm hai ancol đồng phân F G với hai hiđrocacbon H I Khử xiclopentanon Wolff-Kishner nhận H diandehit glutaric sản phẩm thu ozon phân I Xác định cấu trúc A – I Cấu trúc chất sau: Bài 18 Viết cấu trúc hợp chất vòng, C18H21NO4 tạo thành từ phản ứng mol amoniac, 1mol phenylaxetandehit mol etyl axetoaxetat Làm để chất chuyển thành dẫn xuất pyridin? Cho biết Z hợp chất vòng sáu; khác với W, hợp chất V không làm màu dung dịch nước brom Xúc tác cho chuyển hóa từ W sang V than hoạt tính 600 oC Hợp chất W tổng hợp từ chuỗi phản ứng sau: a) Xác định công thức cấu tạo chất W, X, Y, Z, V, A, B viết phương trình hố học tương ứng chuỗi phản ứng b) Xác định đồng phân có Z Để sản phẩm tạo thành từ dẫn xuất trở thành dẫn xuất pyridin, ta cần cho chất tác dụng với chất oxi hóa nhẹ, ví dụ peroxit/peraxit Các đồng phân có Z: Bài 19 Cho biết sản phẩm i sản phẩm phụ ii phản ứng sau: Khi đem i đun hồi lưu xylen làm lạnh, người ta thấy có xuất sản phẩm ii chiếm hàm lượng lớn hỗn hợp lúc Nếu đem ii đun hồi lưu xylen, người ta thấy có hàm lượng nhỏ sản phẩm i tạo thành, ii chiếm hàm lượng chủ yếu Giải thích tượng Cho biết sản phẩm có cho i tác dụng với NaBH4/CeCl3 Cho biết sản phẩm sản phẩm (gọi iii), giải thích chọn lọc lập thể phản ứng d) Cho biết i iii, chất có màu vàng nhạt, chất cịn lại có màu trắng Hỏi chất có màu gì? b) Giữa i ii có cân chuyển hóa sau: Dạng ii (đồng phân exo) bền dạng i (đồng phân endo), đồng phân ii chiếm ưu i cân c) Khử nối đôi C=O thứ nhất: Hướng phản ứng nối đôi C=O thứ hai tương tự d) Trong i có hệ thống carbonyl-α,β chưa no, iii có hai liên kết đơi lập, i có khả hấp thụ kích thích vùng UV-Vis, cịn iii có khả hấp thụ kích thích vùng tử ngoại xa Vì vậy, theo kiện đề bài, ta dự đốn i có màu vàng nhạt, cịn iii có màu trắng Bài 21: Xử lý metyl axetat liti nhôm hydrua thu hai sản phẩm hữu A B Khi cho hai chất phản ứng với TsCl A chuyển thành C B chuyển thành D Mặt khác thêm natri metylat vào metyl axetat thu chất E (C5H8O3) Khi thêm C vào hỗn hợp sau phản ứng thu F (C7H12O3) Thêm tiếp D vào hỗn hợp vừa thu thấy hình thành sản phẩm G (C8H14O3) Kiềm hóa hỗn hợp sau NaOH axit hóa tiếp sau thu H Hãy xác định cấu trúc chất chưa biết Bài 22 Nepetalacton A chất tự nhiên có cơng thức phân tử C10H14O2 Cấu trúc hợp chất xác định qua chuỗi phản ứng sau: Đầu tiên chất A hiđro hoá xúc tác cho acid B (C10H18O2) Qua khảo sát người ta nhận thấy phản ứng hiđro hoá sử dụng đến mol hiđro cho mol A, mol hiđro dùng để cộng vào nối đơi C=C, cịn mol hiđro dùng để mở vòng lacton khử ancol Chất B bị khử LiAlH4 cho ancol C (C10H20O) Chất C tác dụng với anhydrit axetic cho este D Nhiệt phân chất D loại phân tử axit axetic tạo thành anken E (C10H18) Tiến hành ozon phân hợp chất E thu fomandehit 2-metyl-5isopropylxiclopentanon a) Hãy xác định cấu trúc chất trung gian E, D, C B Từ suy cấu trúc có chất A, biết vòng lacton chất A vòng Hãy chứng tỏ cấu trúc nepetalacton mà bạn đề nghị thoả quy tắc isopren Nepetalacton hoà tan từ từ dung dịch kiềm loãng, sau axit hố dung dịch người ta thu kết tủa axit F Trong dung dịch nước, F tồn ba dạng hỗ biến F1, F2, F3 b) Hãy đề nghị dạng hỗ biến F1, F2 F3 Biết dạng F3 phải qua q trình hiđrat hố đehiđrat hố để tạo thành dạng F2, có dạng dễ tạo oxim thiosemicacbazon, cho phản ứng tráng gương dương tính Suy cấu trúc thực nepetalacton a) Cấu trúc chất trung gian E, D, C, B: O O E D OH C O OH B Suy cấu trúc A có: Suy quy tắc isoprene tương ứng với A: b) Thuỷ phân vịng lactone A mơi trường kiềm, sau acid hố Suy có cấu trúc dạng a1 thoả điền kiện cho F nhiều dạng hỗ biến  ... phẩm C có cơng thức sau Xác định cấu tạo A B Xác định công thức phân tử hydrocarbon C8H14 Xác định xác cấu tạo hydrocarbon bixiclo[2.2.2]octan Xác định cấu trúc hai sản phẩm monoclo (Chất B quang... etyl Lấy mẫu thử hợp chất cho vào chai dán nhãn A, B C chất chai Dựa kết phản ứng sau với KMnO4 cho biết cấu tạo hợp chất từ A đến F - Hợp chất A tạo axit D quang hoạt - Hợp chất B tạo dixeton E... người ta xác nhận hợp chất B hỗn hợp phân tử với thành phần tương đương phân tử khối đơn vị i Xác định công thức phân tử A, B ii Biết A B không làm màu dung dịch brom Xác định công thức cấu tạo iii