Bài tập nâng cao chuyên đề Hóa hữu cơ

BÀI TẬP NÂNG CAO CHUYÊN ĐỀ HÓA HỮU CƠ

 

Câu 1: Streptimidon là một loại chất kháng sinh có công thức như sau:

a, Mô tả các trung tâm lập thể của Streptimidon bằng kí hiệu E, Z và R, S.

b, Streptimidon có bao nhiêu đồng phân lập thể, trong đó có bao nhiêu đồng phân enan và bao nhiêu đồng phân dia. 

Câu 2: So sánh và giải thích:

a, Nhiệt độ sôi của các chất sau: xyclopentan, tetrahiđrofuran và piroliđin.

b, Độ mạnh tính bazơ của: đimetylamin, piperiđin và piriđin

Câu 3: Chất (–)–Nicotin là một loại ankaloit có trong thuốc lá và có thể được tổng hợp theo cách sau:

(1)  Axit nicotinic (3-pyridincacboxylic) + SO₂Cl₂  → nicotinyl clorua  (C₆H₄ONCl)

(2)  Nicotinyl clorua + C₂H₅OCH₂CH₂CdCl  → G (C₁₁H₁₅ON₂), một xeton

(3)  G + NH₃ → H (C₁₁H₁₈ON₂)

(4)  H  + HBr → I (C₉H₁₂N₂) + etyl bromua

(5)  I  + CH₃I, NaOH →  (±)–nicotin (C₁₀H₁₄N₂)

Xác định cấu trúc của (±)–nicotin và hoàn thành các phương trình phản ứng trên.    

Câu 4: Chất hữu cơ (Y) được loài bướm đêm tổng hợp trong mùa giao phối. (Y) cũng có thể được tổng hợp theo cách dưới đây. Hãy cho biết tên gọi của hợp chất này và hoàn thành các phương trình phản ứng xảy ra:

(1)  Hept-1-in + LiNH₂ →  S (C₇H₁₁Li)

(2)  S  + 1-clo-3-brompropan → T (C₁₀H₁₇Cl)

(3)  T + Mg, sau đó cho sản phẩm lần lượt tác dụng với n-C₁₀H₂₁CHO, H⁺ → U (C₂₁H₄₀O)

(4)  U + H₂ → V (C₂₁H₄₂O)

(5)  V + CrO₃ → Y ( C₂₁H₄₀O)

Câu 5: Styryllacton được phân lập từ thực vật có công thức (hình dưới).

Viết công thức cấu dạng các cặp đồng phân đối quang và gọi tên styryllacton theo danh pháp IUPAC.

Hướng dẫn giải

Hợp chất:

Tên: 8-hiđroxi-7-phenyl-2,6-đioxabixiclo[3.3.1]nonan-3-on

Công thức cấu dạng:

Câu 6: Dùng mũi tên cong chỉ rõ cơ chế chuyển 7-đehiđrocholesterol (I) thành vitamin D₃ (II) và cho biết cấu dạng bền của nó. Biết trong công thức dưới đây: R là: -CH(CH₃)-(CH₂)₃-CH(CH₃)₂

               

Hướng dẫn giải:

Câu 7: Hợp chất A (C₁₀H₁₈O) được phân lập từ một loại tinh dầu ở Việt Nam. A không làm mất màu nước brom và dung dịch thuốc tím loãng, cũng không tác dụng với hiđro có xúc tác niken, nhưng lại tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh ra 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan.

1. Hãy đề xuất cấu trúc của A.

2. Hợp chất B (C₁₀H₂₀O₂ ) có trong một loại tinh dầu ở Nam Mỹ. Từ B có thể tổng hợp được A bằng cách đun nóng với axit.

a. Viết công thức cấu tạo và gọi tên B.

b. Dùng công thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng và trình bày cơ chế đầy đủ của phản ứng tổng hợp A.

3. Hợp chất B thường được điều chế từ C (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1] hept-2-en) có trong dầu thông. Dùng công thức cấu tạo, viết phương trình phản ứng và chỉ rõ các liên kết của C bị đứt ra.

4. Trong cây long não có hợp chất D tên là 1,7,7-trimetylbixiclo[2.2.1]heptan-2-on (hay là campho). Viết sơ đồ các phản ứng tổng hợp D từ C và cho biết cơ chế của giai đoạn đầu.

5. Về cấu tạo hóa học, các hợp chất A, B, C và D ở trên có đặc điểm gì chung nhất? Minh họa vắn tắt đặc điểm đó trên các công thức cấu tạo của chúng.

Hướng dẫn giải:

1. Xác định công tức cấu trúc của A(C₁₀H₁₈O)

- A không làm mất mầu dung dịch nước brom và dung dịch thuốc tím loãng chứng tỏ trong A không có nối đôi hay nối ba;

- A không tác dụng với hiđro trên chất xúc tác niken chứng tỏ trong A không có nhóm chức cacbonyl;

- A tác dụng với axit clohiđric đậm đặc sinh ra 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan, trong A có vòng no và có liên kết ete.

⇒ Suy ra công thức cấu trúc của A

Suy ra B là một điol có bộ khung cacbon như A

Gọi tên B: 1-hiđroxi-4-(-1-hiđroxi-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan

b.   Dùng công thức cấu trúc, viết phương trình phản ứng và trình bày cơ chế đầy đủ của phản ứng.

Cả 2 dạng trans và cis của B đều ở cấu dạng ghế bền vững, tuy vậy cấu dạng ghế không thể tham gia đóng vòng mà phải đi qua dạng thuyền kém bền. Dạng thuyền sẽ tham gia phản ứng S_N1 nội phân tử.

3.   Liên kết của C bị đứt ở các đường chấm chấm:

 

5.   Đặc điểm chung nhất về cấu tạo hoá học: mỗi phân tử gồm 2 đơn vị isopren (hoặc isopentan) nối với nhau.

Câu 8: Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C₅H₈O₄)_n với dung dịch axit clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C₅H₄O₂) màu vàng có mùi thơm. Cho A phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C₅H₄O₃) và C (C₅H₆O₂).

a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C.

b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có xúc tác axit.

c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C₅H₃NO₄).

d. Viết phương trình phản ứng của D tác dụng với: (I) ; (II).

Hướng dẫn giải:

1.  Trong lõi ngô và vỏ trấu có chứa pentozan,khi đun nóng với dung dịch HCl 12% chuyển thành pentozơ rồi tách nước cho fufurol

c.  Để nitro hoá A cần phải bảo vệ nhóm anđehit bằng (CH₃CO)₂O

Thực hiện phản ứng nitro hoá, sau đó thuỷ phân để phục hồi nhóm –CHO

d. Phản ứng của D với I và II

Câu 9: Geniposit (hình dưới) là một hợp chất được tách ra từ quả dành dành. Thuỷ phân geniposit sinh ra hai sản phẩm là genipin và D-glucozơ. Genipin tham gia phản ứng tạo màu với gelatin (đây là cơ sở để phát hiện dấu vân tay trong kỹ thuật hình sự). Hãy viết sơ đồ phản ứng tạo genipin và phản ứng của genipin với một aminoaxit để giải thích hiện tượng trên.

Hướng dẫn giải:

Phản ứng thuỷ phân geniposit thu được genipin và D-glucozơ

Gelatin (có trong da) cấu tạo từ các polipeptit, lấy đại diện là một aminoaxit như glyxin, ta có phương trình:

sản phẩm có màu để phát hiện dấu vân tay trong kỹ thuật hình sự.

Câu 10: Người ta phân lập được một tetrapeptit (peptit A) từ prothrombin người. Cấu tạo của peptit A được tiến hành xác định như sau:

a, Bằng phương pháp Edman thì nhận được trình tự aminoaxit của peptit A là Leu-Glu-Glu-Val.

b, Để tiếp tục xác định cấu tạo, người ta tiến hành điện di trên giấy ở pH 6,5 peptit A và một peptit tổng hợp B (cũng có trình tự aminoaxit là Leu-Glu-Glu-Val) thì lại nhận được quãng đường di chuyển không giống nhau, cụ thể  như hình dưới đây:Khi thuỷ phân hai peptit A và B bằng HCl 6N ở 110^oC, thì cả A và B đều cho Leu(1), Glu(2), Val(1) ; nhưng khi thuỷ phân bằng kiềm thì peptit B cho Leu(1), Glu(2), Val(1) còn peptit  A cho Leu(1), X(2), Val(1).

Hãy giải thích các kết quả thực nghiệm để xác định cấu tạo của X và gọi tên X theo danh pháp IUPAC.

Hướng dẫn giải:

1.   Xác định cấu trúc của X

Phương pháp Edman thực hiện ở pH thấp,biết được trình tự là Leu-Glu-Glu-Val.

Điện di ở pH 6,5 cho thấy peptit A dịch chuyển nhanh hơn về phía cực dương(+), chứng tỏ A có điện tích âm lớn hơn B,tính axit của A lớn hơn B.

-  Khi thuỷ phân trong môi trường HCl 6N ở 110^oC thì cả A và B đều thu được Leu(1), Glu(2) và Val(1). -  Kết hợp với phương pháp Edman ở trên cho thấy các quá trình này thực hiện ở môi trường axit mạnh, pH thấp.Ở pH thấp phân tử X bị đecacboxyl hóa, loại CO₂ mất đi 1 nhóm –COOH.

- Khi thuỷ phân bằng kiềm peptit A tạo ra Leu(1),X(2) và Val(1),trong môi trường kiềm không có quá trình decacboxyl hoá nên nhận được X(2).

- Kêt hợp các kết quả trhí nghiệm cho thấy X có thêm 1 nhóm –COOH so với Glu tức là khi loại 1 nhóm –COO thì X chuyển thành Glu.

Gọi tên:     Axit 3-aminopropan-1,1,3-tricacboxylic

Câu 11: Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ tạo thành axit anđonic và axit anđaric, công thức Haworth các mono và đi γ-lacton của chúng và gọi tên các lacton ấy.

Hướng dẫn giải:

 

Câu 15: Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

a, CH₃COCH₃  +  2 EtOOC-COOEt  →  E   → F  

b, CH₃COCH₂COOEt    +   CH₂=CH-CHO → G  (C₉H₁₂O₃)

c, CH₃COCH₂COCH₃    +     H₂N-NH₂  →  H  (C₅H₈N₂)

...

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Bài tập nâng cao chuyên đề Hóa hữu cơ có đáp án chi tiết môn Hóa 12. Để xem toàn bộ nội dung và đáp án các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Ngoài ra các e có thể tham khảo thêm một số tài liệu cùng chuyên mục tại đây:

• Chuyên đề Cacbohidrat có đáp án môn Hóa học 12 năm học 2019 - 2020
• Bài toán thủy phân - oxi hóa Cacbohidrat có lời giải chi tiết
• Chuyên đề cacbohidrat - Ôn thi THPT QG môn Hóa học

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập!