1. Xỏc ủịnh cụng tức cấu trỳc của A(C10H18O) A cú ủộ chưa bóo hồ là2; 2;
A khụng làm mất mầu dung dịch nước brom và dung dịch thuốc tớm loóng chứng tỏ trong A khụng cú nối ủụi hay nối ba;
A khụng tỏc dụng với hiủro trờn chất xỳc tỏc niken chứng tỏ trong A khụng cú nhúm chức cacbonyl;
metyletyl)-1- metylxiclohexan, trong A cú vũng no và cú liờn kết ete. Suy ra cụng thức cấu trỳc của A
CH3 O O O CH3 H3C CH3 O CH3 2. a. B (C10H20O2) - H2O CH3 A (C10H18O)
Suy ra B là một ủiol cú bộ khung cacbon như A
OH H+ A H2O OH B Gọi tờn B: 1-hiủroxi-4-(-1-hiủroxi-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan
+37 37 (+ ) O H O H (+) H + O H + của phản ứng.
Cả 2 dạng trans và cis của B ủều ở cấu dạng ghế bền vững, tuy vậy cấu dạng ghế khụng thể tham gia ủúng vũng mà phải ủi qua dạng thuyền kộm bền. Dạng thuyền sẽ tham gia phản ứng SN1 nội phõn tử.
O H O H
O H O H
Trans-B
A
3. Liờn kết của C bị ủứt ở cỏc ủường chấm chấm:
O H
+ 2 H 2 O H
O H
O( + ) ( + ) C l H C l H O O H 2 O C D H + C l - c h u y ể n v ị (+ )
5. Đặc ủiểm chung nhất về cấu tạo hoỏ học: mỗi phõn tử gồm 2 ủơn vị isopren
Bài 59. Gọi tờn cỏc ủồng phõn ủối quang khi monoclo hoỏ metylxiclohexan dưới tỏc dụng của ỏnh sỏng, giả thiết rằng vũng xiclohexan phẳng. C H 3 C l C H 3 C l C H 3 C H 3 ( 1 S , 2 R ) ( 1 R , 2 S ) ( 1 R , 2 R ) C l C C l ( 1 S , 2 S )
39C H 3 C H 3 C l C H 3 C l ( 1 S , 3 R ) ( 1 R , 3 S ) ( 1 R , 3 R ) C l C l ( 1 S , 3 S ) K í h i ệ u - 2 - c lo - 1 - m e ty lx ic lo h e x a n - 3 - c lo - 1 - m e ty lx ic lo h e x a n
Bài 60. Ozon phõn một tecpen A (C10H16) thu ủược B cú cấu tạo như sau:
Hiủro hoỏ A với xỳc tỏc kim loại tạo ra hỗn hợp sản phẩm X gồm cỏc ủồng phõn cú cụng thức phõn tử C10H20.
a) Xỏc ủịnh cụng thức cấu tạo của A.
b) Viết cụng thức cỏc ủồng phõn cấu tạo trong hỗn hợp X.
(Trớch từ ủề thi chọn học sinh giọi quốc gia lớp 12 THPT năm 2003)
Bài 61. Cho biết cấu trỳc và tờn IUPAC của ủồng phõn hỡnh học cú tờn sau: (a) 2- clonobonan. (b) 2-metyl-7-clonobonan.
(a) Nguyờn tử clo cú thể là exo (cis) hoặc endo (trans) với cầu C7 – cầu nhỏ nhất.
31
Bài 62. Hợp chất hữu cơ A cú cụng thức phõn tử C9H8. A phản ứng ủược với dung dịch Br2/CCl4 và dung dịch KMnO4 loóng. Khi 1 mol tỏc dụng với 1 mol tạo thành chất B cú cụng thức C9H10. Khi hidro húa A thu ủược hợn chất C cú cụng thức C9H16. Khi oxi húa A bằng KMnO4 núng ủược axit phtalic. Xỏc ủịnh cấu trỳc của A, B và C.
A phản ứng với KMnO4 núng, thu ủược axit phtalic vậy A cú vũng
benzen.
A phản ứng ủược với dung dịch Br2/CCl4 và dung dịch KMnO4 loóng. Khi 1 mol tỏc dụng với 1 mol tạo thành chất B cú cụng thức C9H10. Vậy A cú chứa một nối ủụi C=C.A cú thể là:
Khi hidro húa A thu ủược hợn chất C cú cụng thức C9H16 nờn A cú cụng thứ phõn tử là
Vậy:
Bài 63. Vẽ cụng thức cấu trỳc của cỏc dẫn xuất 1,4-ủioxan là sản phẩm ủime húa hợp chất (R)-1,2-epoxi-2-metylpentan.
(ủề thi chọn học sinh vào cỏc ủội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2011)
Cụng thức cấu trỳc của cỏc dẫn xuất 1,4-ủioxan thế khi ủime húa hợp chất (R)-1,2- epoxi-2-metylpentan: CH3 O CH3 C H -n O O C3H7-n O 3 7 n- H7C3 CH3 n-H7C3 CH3 n-C3H7 CH3 O C3H7- n-C3H7 CH3 O H3C O C3H7-n
33* * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * ** * H3C C3H7-n O CH3 O CH3 H C OO C H -n CH3 O C3H7- n n-C3H7 O CH3 n-C3H7 C H 3 O C3H 7-n 3 3 7 C3H7-n CH3 CH3 O C3H7-n
Bài 64. Hóy viết một cụng thức cấu tạo của hiủrocacbon X (C14H26) mà cú hơn 50
ủồng phõn quang học.
(kỡ thi chọn học sinh vào cỏc ủội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2010)
Nếu X cú n cacbon bất ủối thỡ số ủồng phõn quang học tối ủa của X là 2n . Theo bài ra ta cú: 2n > 50, vậy n ≥ 6. Dưới ủõy là một số cỏc cụng thức cấu tạo cú thể cú của X thỏa món ủiều kiện của bài (dấu * chỉ cacbon bất ủối).
Khi hiủro húa naphtalen thu ủược ủecalin (C10H18), oxi húa ủecalin thỡ ủược hỗn hợp cỏc ủecalon (C10H16O). Viết cỏc ủồng phõn lập thể của 1-ủecalon.
O O
35
(kỡ thi chọn học sinh vào cỏc ủội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2009)
Cỏc ủồng phõn lập thể của 1-ủecalon
O O
O O
Bài 66. Hợp chất cho dưới ủõy cú bao nhiờu ủồng phõn lập thể và biểu diễn cấu trỳc khụng gian của cỏc ủồng phõn lập thể ủú.
(Trớch từ ủề thi chọn học sinh giỏi quốc gia THPT năm 2013)
Hợp chất ủó cho cú 6 ủồng phõn lập thể. Trong cỏc ủồng phõn này, cỏc vũng 6 cạnh tồn tại ở dạng ghế:
(Trớch từ ủề thi chọn học sinh giỏi quốc gia THPT năm 2013)
37
B
Bài 68. Cho α-pinen tỏc dụng với axit HCl ủược hợp chất A, sau ủú cho A tỏc
dụng với KOH/ancol thu ủược hợp chất camphen (B). Viết cơ chế phản ứng chuyển húa α- pinen thành A và A thành B. Trong mụi trường axit, B quang hoạt chuyển húa thành B raxemic. Giải thớch hiện tượng này.
(Trớch từ ủề thi chọn HSG vào ủội tuyển QG dự thi olympic quốc tế năm 2011)
Sơ ủồ phản ứng tổng hợp camphen (B) từ α-pinen:
- Pinen Cl HCl A chuyển vị - HCl
14 4 H+ Pinen Cl chuyển vị Cl- A Cơ chế tạo thành B từ A: 7 Cl 1 2 - Cl- 3 chuyển vị 2 -H+ 3 4 3 4 A B
39
H+
chuyển vị
-H+
-H+ H+
B quang hoạt B đối quang
Bài 69. Viết cụng thức cỏc sản phẩm cú thể tạo thành khi thực hiện quỏ trỡnh ủồng phõn hoỏ B (cú cụng thức cấu tạo) trong mụi trường axit. Gọi tờn cấu hỡnh (nếu cú) của cỏc chất và cho biết ủồng phõn nào cú tớnh quang hoạt.
B CH3
(Trớch từ ủề thi chọn HSG vào ủội tuyển dự thi olympic hoỏ học quốc tế năm 2005)
Cú 4 ủồng phõn
R, S cis, trans
quang hoạt
II.1.2. Đổi mới phương phỏp bồi dưỡng - Chuyờn sõu nội dung bồi dưỡng
Triển khai bồi dưỡng cho học sinh chuyờn ủề chuyờn sõu “Hệ thống bài tập Danh phỏp và Húa lập thể của hidrocacbon vũng no”
- Khảo sỏt năng lực của học sinh trước khi bồi dưỡng
Đề kiểm tra
Xỏc ủịnh cụng thức phõn tử, viết cỏc cụng thức cấu tạo. Biểu diễn cỏc ủồng phõn hỡnh học. Gọi tờn.
Cõu 2. (a) Viết cỏc cụng thức cấu tạo của bixicloankan cú cụng thức phõn tử C6H10 khụng cú nhúm thế ankyl. Đọc tờn
41
Cõu 3. (a) Biểu diễn ủồng phõn hỡnh học của: 1,3-dimetylxiclopentan; decalin (b). Biểu diễn cấu dạng bền của: isopropylxiclohexan; 1,3- dimetylxiclohexan.
(c) Xỏc ủịnh cấu hỡnh R, S của sản phẩm khi cho hexen tỏc dụng với Br2/CCl4.
Cõu 4. Một hiủrocacbon X cú chứa 88,235% C về khối lượng. Xỏc ủịnh cụng thức cấu tạo của X, biết nú là hiủrocacbon no cú ba vũng ủều cú 6C.
Bài giải
Cõu 1. X: CnH2n
14n = 2,9 ì29 n = 6
Cụng thức phõn tử của X là C6H12 Cỏc cụng thức cấu tạo
Cõu 2 (a)
2-etyl-1,1-dimetylxiclohexan; spiro[4,4]nonan; bixiclo[4,4,0]deacan
43
Cõu 3 (a)
Cõu 3 (b)
- Cấu dạng bền khi nhúm isopropyl ở vị trớ biờn.
- Khi cả hai nhúm metyl ủều ở vị trớ biờn:
Cõu 3 (c)
Cõu 4
Đặt CxHy là cụng thức phõn tử của X x : y 88,235 : 11,765 7,353 :11,765 5 : 8 12 1 10n 2 8n X cú dạng C5nH8n. X cú ủộ bất bóo hũa n 1 2 Do cú 3 vũng nờn n + 1 = 3, suy ra n = 2 , cụng thức phõn tử của A là C10H16 X cú 3 vũng 6C nờn cụng thức cấu tạo của nú là:
hay
45
Tựy vào khả năng của học sinh ta chọn nội dung bồi dưỡng cho phự hợp, cú thể triển khai cả hệ thống bài tập từ cơ bản ủến nõng cao hay chỉ triển khai một phần bài tập nõng cao.
- Định hướng và phỏt triển khả năng tự học cho học sinh
Để cú kết quả cao trong bồi dưỡng HSG, giỏo viờn phải ủịnh hướng và phỏt triển khả năng tự học của học sinh. Để làm tốt ủiều này, chỳng tụi phải cụ thể húa bài tập, bài tập cú lời giải ủể học sinh tự ủọc, tự kiểm tra bài giải của mỡnh …
II.1.3. Nõng cao năng lực bồi dưỡng HSG cho ủội ngũ giỏo viờn - Thụng qua việc xõy dựng và dạy chuyờn ủề chuyờn sõu trong việc bồi dưỡng HSG mụn Húa học thỡ năng lực của GV cũng dần phỏt triển
- Giỏo viờn tự ủảm trỏch nội dung bồi dưỡng: “Hệ thống bài tập Danh phỏp và Húa lập thể của hidrocacbon vũng no”, giảm dần thời lượng mời cỏc Giỏo sư, Tiến sĩ thỉnh giảng.
II.2. Khả năng ỏp dụng của giải phỏp
- Áp dụng trong phạm vi dạy ủội tuyển HSG dự thi cấp Quốc gia.
- Áp dụng rộng rói trong phạm vi bồi dưỡng HSG dự thi cấp tỉnh, mụn Húa
học.
Cơ sở khoa học:
+ Trong chương trỡnh Húa Hữu cơ cú lớp 11, 12 THPT cú nội dung Danh phỏp và Húa lập thể của một số xicloankan, tuy nhiờn phần bài tập ủể học sinh vận dụng và rốn luyện thỡ gần như khụng cú.
+ Trong một số ủề thi HSG cấp tỉnh mụn Húa THPT cú bài tập ở nội dung này
II.3. Lợi ớch kinh tế, xó hội
III.3.1. Gúp phần vào thành tớch HSG Quốc gia, mụn Húa học
Bỡnh Định ủược Bộ GD&ĐT cho 8 học sinh dự thi mụn Húa (thụng thường 6 học sinh/1mụn/1 ủơn vị). Kết quả HSG Quốc Gia mụn Húa
vựng IV do Bộ GD&ĐT quy ủịnh:
Năm học Số giải
2011-2012 05 2012-2013 07
III.3.2. Gúp phần phỏt triển năng lực bồi dưỡng HSG cho giỏo viờn Nghiờn cứu hệ thống bài tập chuyờn sõu, năng lực của giỏo viờn cũng phỏt triển. Giỏo viờn
47
dần tự bồi dưỡng nội dung này thay trước ủõy phải mời thờmGiỏo sư, Tiến sĩ thỉnh giảng.
III.3.3. Giỳp HS nõng cao năng lực tự học
Hệ thống bài tập từ dễ ủến khú ủều cú lời giải giỳp học sinh tự học cú hiệu
quả.
III.3.4. Tiết kiệm thời gian cho giỏo viờn và học sinh
Giỏo viờn và học sinh khụng mất thời gian ủể tỡm, dịch tài liệu, ủọc hiểu bài tập vỡ thường bài tập khụng cú lời giải.
III.3.5. Kết hợp việc bồi dưỡng HSG cỏc cấp
Học sinh dự thi HSG cấp tỉnh chỉ bồi dưỡng những bài tập cơ bản, cũn HSG dự thi cấp Quốc gia thỡ bồi dưỡng bài tập nõng cao, ủiều này sẽ gúp phần làm cho phong trào bồi dưỡng HSG mụn Húa ngày càng phỏt triển và nõng cao hiệu quả bồi dưỡng HSG thi cấp Quốc gia.
C. KẾT LUẬN