Hóa Học Hữu Cơ KIỂM TRA ĐỘI TUYỂN – LẦN Cho số kí hiệu viết tắt: Me: metyl; Et: etyl; Ph: phenyl; Ac: axetyl; PCC: piriđini clocromat; AIBN: azobisisobutyronitrin; t-Bu: t-butyl; Py: piriđin; Ts: tosyl; Ms: mesyl; DMSO: đimetyl sunfoxit;Bu: butyl; THF: tetrahiđrofuran; DMAP: 4-đimetylaminopiriđin; DMF: N,N-đimetylfomamit; DIBAL: điisobutyl nhôm hiđrua; TES: trietylsilyl; DBU: 1,8-điazabixiclo[5.4.0]unđec-7-en; TFA: axit trifloaxetic; Bn: benzyl; Boc: t-butyloxicacbonyl; LDA: liti điisopropylamiđua; TEA: trietylamin; PIDA: phenyliod(III) điaxetat Câu 1: (3,5 điểm) 1.1 So sánh (có giải thích) moment lưỡng cực hai hợp chất sau: 1.2 Vẽ cấu dạng bền hợp chất sau: 1.3 Vẽ công thức cấu tạo 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, sơ đồ chuyển hóa sau: 1.4 Porphobilinogen chất trung gian trình sinh tổng hợp hemeglobin clorophin Hợp chất tổng hợp theo sơ đồ sau: Vẽ công thức cấu tạo chất từ đến 15 Hướng dẫn giải 1.1 0,125 điểm cho so sánh đúng; 0,25 điểm cho giải thích hợp lí 0,125 điểm cho công thức cộng hưởng (0,125 + 0,25 + 0,125 x = 0,625 điểm) Hợp chất (II) tồn dạng ion lưỡng cực cơng thức cộng hưởng (IIa) hai vịng vịng thơm có vịng phản thơm cơng thức cộng hưởng (IIb) Trong đó, hợp chất (I) tồn dạng phân tử trung hịa điện chứa vịng phản thơm công thức cộng BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ hưởng (Ia) (Ib) Vậy hợp chất (II) có moment lưỡng cực lớn hợp chất (I) 1.2 0,5 điểm cho cấu dạng (0,5 x = 1,0 điểm) 1.3 0,125 điểm cho chất (0,125 x = 1,0 điểm) 1.4 0,125 điểm cho chất (0,125 x = 0,875 điểm) Câu 2: (4,5 điểm) 2.1 Các hiđrocacbon đa vịng với nhiều tính chất đặc biệt thu hút nhiều nhà hóa học Sau sơ đồ tổng hợp dibarrelane: Vẽ công thức cấu tạo chất từ 16 đến 25 BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ 2.2 Đun hiđrocacbon 26 (chứa 10% hiđro khối lượng) với acrilonitrin, thu 27 Thủy phân 27 KOH xử lí với dung dịch axit, thu 28 Oxi hóa 28 hỗn hợp OsO NaIO4, tạo 29 (C5H6O3) Một phương pháp khác để tổng hợp 29 cho axeton phản ứng với Br2 MeOH, thu hai đồng phân 30 31 (chứa 3,8% hiđro 22,9% cacbon khối lượng) Cho 31 tác dụng với đimetyl malonat, tạo 32 Thủy phân 32 dung dịch HCl đun nóng, thu 29 a) Vẽ công thức cấu tạo chất từ 26 đến 32 b) Thực sơ đồ chuyển hóa với 32 sau: - Vẽ cơng thức cấu tạo chất từ 33 đến 39 - Chất 39 có đồng phân quang học hay khơng? Nếu có vẽ đồng phân quang học 39 Hướng dẫn giải 2.1 0,25 điểm cho chất (0,25 x 10 = 2,5 điểm) 2.2 0,125 điểm cho chất đồng phân quang học (0,125 x 16 = 2,0 điểm) Đồng phân quan học 39: BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ Câu 3: (3,0 điểm) 3.1 Ramipril loại thuốc điều trị bệnh cao huyết áp, suy tim số bệnh liên quan đến thận Ramipril tổng hợp theo sơ đồ sau: Vẽ công thức cấu tạo chất từ 40 đến 46 3.2 Gemifloxacin (C18H20N5O4 F) loại thuốc kháng sinh để chữa bệnh viêm phế quản tổng hợp theo giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Thủy phân X dung dịch H2SO4 , thu 47 Cho 47 phản ứng với SOCl2 sau với NaCH(COOEt)2 , thu 48 Đun 48 dung dịch TsOH 140oC, thu 49 Xử lí 49 với HC(OEt)3 Ac2O, tạo 50 Cho 50 phản ứng với xiclopropyl amin EtOH, thu 51 (C14 H13N2O3Cl2F) Thực phản ứng đóng vịng nội phân tử với 51 t-BuOK đioxan, thu 52 (C12H8N2O3ClF) Giai đoạn 2: Cho etyl 2-aminoetanoat phản ứng với acrilonitrin có mặt KOH nước, thu 53 (C7H12N2O2) Bảo vệ nhóm amin cách cho 53 tác dụng với Boc2O CHCl3, thu 54 Khi có mặt EtONa EtOH, 54 ngưng tụ nội phân tử để tạo 55 Khử 55 lượng dư LiAlH4, tạo 56 Tiếp tục bảo vệ nhóm amin tạo thành cách cho 56 tác dụng với Boc2O hỗn hợp đioxan nước, thu 57 Oxi hóa 57 PCC cho tác dụng tiếp với MeONH2.HCl có mặt NaHCO3 EtOH THF, thu 58 Xử lí 58 với AcCl MeOH để gỡ bỏ nhóm bảo vệ, thu 59 (C6H13N3O) Giai đoạn 3: Cho 52 phản ứng với 59 CH 3CN có mặt DBU, thu gemifloxacin Biết phân tử gemifloxacin có nhóm amino nhóm cacboxyl Vẽ cơng thức cấu tạo chất từ 47 đến 59 gemifloxacin Hướng dẫn giải 3.1 0,125 điểm cho chất 40, 41, 42, 44, 45 0,25 điểm cho chất 43 46 (0,125 x + 0,25 x = 1,125 điểm) BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ 3.2 0,125 điểm cho chất từ 47 đến 59 0,25 điểm cho gemifloxacin (0,125 x 13 + 0,25 = 1,875 điểm) Câu 4: (4,25 điểm) 4.1 Vẽ sơ đồ tổng hợp hợp chất sau (được sử dụng thêm chất hữu mạch hở chất vô cần thiết khác): từ benzen từ benzen từ 4.2 Porantherine alkaloid tìm thấy loài thực vật Poranthera corymbosa Hợp chất E J Corey cộng tổng hợp vào năm 1974 sau: Xử lí 5-clopentan-2-on với etylen glicol có mặt axit sau với Mg THF, thu hợp chất Grignard 60 Cho 60 tác dụng với HCOOC2H5 (tỉ lệ mol tương ứng : 1) thủy phân nước, thu 61 (C15H28O5 ) Oxi hóa 61 CrO3 Py cho sản phẩm tác dụng với MeNH2, thu imin 62 Thực phản ứng 62 với CH2=CH(CH2)3 Li PhH sau xử lí với HCl 0,4N, thu 63 (C21H 39NO4) Xử lí 63 với HCl 10% ete, thu enamin mạch vòng 64 (C17 H29NO) Xử lí 64 với AcOC(CH3)=CH có mặt TsOH PhH, thu bixiclic 65 Oxi hóa 65 CrO Py, thu dẫn xuất N-fomyl 66 (C17H27NO2) Oxi hóa 66 OsO4 NaIO4 t-BuOH H2O, thu 67 (C16H 25NO3) Bảo vệ nhóm BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ cacbonyl cách cho 67 tác dụng với lượng dư etylen glicol có mặt axit, thu 68 (C20H33NO 5) Thủy phân 69 KOH EtOH, thu 69 (C19H33 NO4) Khi có mặt HCl 10% ete, 69 tự đóng vịng tạo thành trixiclic 70 (C 15H23NO) Dưới tác dụng TsOH, 70 tiếp tục tự đóng vịng tạo tetraxiclic 71 Khử 71 NaBH4, thu 72 Cuối cùng, cho 72 tác dụng với SOCl2 sau xử lí với Py nước, thu porantherine a) Vẽ công thức cấu tạo chất từ 60 đến 72 b) Hãy cho biết vai trò AcOC(CH3)=CH2 q trình chuyển hóa 64 thành 65 Hướng dẫn giải 4.1 0,5 điểm cho ý a); 1,0 điểm cho ý b) c) (0,5 + 1,0 x = 2,5 điểm) 4.2 a) 0,125 điểm cho chất (0,125 x 13 = 1,625 điểm) BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ b) AcOC(CH3)=CH2 (isopropenyl axetat) enol hóa nhóm cacbonyl tốt nên hiệu suất phản ứng cao (0,125 điểm) Câu 5: (4,75 điểm) 5.1 Đề nghị chế phản ứng cho chuyển hóa sau: 5.2 Cefalotin hợp chất có khả kháng khuẩn tốt độc tính thấp Hợp chất tổng hợp từ L-cistein theo sơ đồ sau: a) Vẽ công thức cấu tạo chất từ 73 đến 86 b) Đề nghị chế phản ứng chuyển hóa 81 thành 82 BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ c) Cefalotin có đồng phân quang học? Hướng dẫn giải 5.1 0,5 điểm cho chế phản ứng (0,5 x = 2,0 điểm) 5.2 a) 0,125 điểm cho chất (0,125 x 14 = 1,75 điểm) BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ b) (0,5 điểm) Cơ chế phản ứng chuyển hóa 81 thành 82: c) Cefalotin có nguyên tử C* nên có đồng phân quang học (0,5 điểm) BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSGQG MƠN HĨA HỌC ... đồng phân 30 31 (chứa 3, 8% hiđro 22,9% cacbon khối lượng) Cho 31 tác dụng với đimetyl malonat, tạo 32 Thủy phân 32 dung dịch HCl đun nóng, thu 29 a) Vẽ công thức cấu tạo chất từ 26 đến 32 b) Thực... đến 32 b) Thực sơ đồ chuyển hóa với 32 sau: - Vẽ cơng thức cấu tạo chất từ 33 đến 39 - Chất 39 có đồng phân quang học hay khơng? Nếu có vẽ đồng phân quang học 39 Hướng dẫn giải 2.1 0,25 điểm cho... chất đồng phân quang học (0,125 x 16 = 2,0 điểm) Đồng phân quan học 39 : BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Hóa Học Hữu Cơ Câu 3: (3, 0 điểm) 3. 1 Ramipril loại thuốc điều trị bệnh cao huyết áp, suy tim số bệnh