TUYỂN TẬP ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỌC HỮU CƠ THI THỬ OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ TẬP 3, 4 (ĐÁP ÁN) by DẠY KÈM QUY NHƠN OLYMPIC

ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỮU CƠ OLYMPIC QUỐC TẾ

vectorstock.com/2358396

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

TUYỂN TẬP ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỌC HỮU CƠ THI THỬ OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ TẬP 3, 4 (ĐÁP ÁN) WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

ĐỀ ÔN THI CHỌ N HSG OLYMPIC HÓA HọCQUỐC TẾ Ọ

< r

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 9 Câu 1: 1. Thực nghiệm cho biết rằng: a) Moment lưỡng cực của 1,2-đicloetan tăng khi nhiệt độ tăng. b) Ở 20oC, moment lưỡng cực của etylen glicol lớn hơn moment lưỡng cực của 1,2-c Hãy giải thích những sự khác biệt trên. Hướng dẫn giải Moment lưỡng cực của một hợp chất được tính bằng moment lưỡng cực tr iữa các cấu dạng của hợp chất này. a) Ở 20oC, 1,2,đicloetan tồn tại chủ yếu ở cấu dạng anti nhưng khi tăng nhiệt độ thì hàm lượng cấu dạng gauche trong hệ tăng lên. Do đó, moment lưỡng cực của 1,2-đicloetan tăng khi nhiệt độ tăng. b) Ở 20oC, 1,2,đicloetan tồn tại chủ yếu ở cấu dạng anti nhưng etylen glicol tồn tại chủ yếu ở dạng gauche vì tạo được liên kết hiđro nội phân tử. Do đó, moment lưỡng cực của etylen glicol lớn hơn moment lưỡng cực của 1,2-đicloetan. C1 H H

Mc-OH

Hc-ci

Me-OH

ciị

H Òh

Pc-OH

H H

(¿C-Cl

2. Cho hợp chất sau:

R= Br hoặc I HOOC \

COOH CO

uang học ccủa hợp chất trên. a) Vẽ cấu trúc các đồng phân quang b) Ở nhiệt độ phòng, có thể tách riêng (phân lập) hai đồng phân quang học ra khỏi hỗn hợp của chúng nếu R = I nhưng lại không thể thực hiện được nếu R = Br. Hãy giải thích sự khác biệt trên. Hướng dẫn giải

HOOC

COOH

;

HOOC

COOH

Bán kính nguy hơn nhiều so với Br nên sự quay tự do quanh trục liên kết đơn rất khó o đó, hai đồng phân quang học khi R = I hầu như không chuyển hóa lẫn khăn vì hiệu ứn; ng ra khỏi hỗn hợp của chúng. Trong khi đó, nếu R = Br thì sự quay tự do nhau nên có dễ hơn nên hai đồng phân quang học này chuyển hóa lẫn nhau khiến cho việc quanh trục liên tách riêng khỏi hỗn hợp của chúng là không thể. 3. Oxi rocacbon 1 bằng dung dịch KMnO 4 loãng, thu được 2. Cho 2 phản ứng với HIO 4 , chỉ thu có công thức phân tử C5H 10O. Biết rằng: ứng với thuốc thử Tollens. ng có phản ứng với thuốc thử Tollens nhưng có phản ứng iođofom. i phản ứng với hỗn hống Zn - Hg trong HCl thì 3 và 4 đều chỉ tạo ra hiđrocacbon 5 có mạch phân nhánh. Vẽ công thức cấu tạo của 1, 2, 3, 4, 5.

CO'Suùờaệ'tắànắ/công*Mônỷ cô cổấu/cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải OH

OHC.

Câu 2: 1. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất đầu cho trước (được sử dụng thêm các chất hữu cơ cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng và chất vô cơ khác): a) 1,5,7,8-tetrahiđroquinolin-2,6-đion từ đimetyl butanđioat, metyl propinoat. b) Hợp chất X từ buta-1,3-đien, đimetyl but-2-inđioat. Hướng dẫn giải MeONa

MeOOC

JC H ^H

MeOOC

Chú ý: Bước 2 trong giai đoạn chuyển hóa 12 thành clavekerin A là Julia olefination.

'&ÜU cou dudo* tắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cảà dè ổuời/ êiểhỷ

GiÓ&IWK:

Hóa Học Hữu Cơ

S 0 2Ph

COOMe

Câu 3: 1. Levofloxacin là một loại thuốc kháng sinh thuộc nhóm floquinolon. Hợp chất này đượi theo sơ đồ sau:

'OH

Z A

2. Chất 28 có tên là metyl (7JR,3JR)-2,2-đimetyl-3-(2-metylprop-1-en-1-yl)xiclopropan-1-cacboxylat. Hợp chất này là nguyên liệu quan trọng trong tổng hợp các loại thuốc bảo vệ thực vật có độc tính thấp đối với con người. a) Vẽ cấu trúc của 28 và đồng phân đối quang của nó. b) Hợp chất 28 được tổng hợp từ a-pinene theo sơ đồ sau: 1. 0 3, MeOH 2. Zn, HoOo 2

CH7CI7 2

“ (C10H 18O2)

1. mCPBA, CHC13 2. CHoNo, EtoO (C 10H 16O3) 2 2 *

Br2, AcOH CHCI3 3

26 (C10H 17 O2Br)

MeONa Et?0 2

1. MeMgl dư, THF -------- ►24 2. H20 , H+

- 23 2

27 (C 10H 17 O2Br)

POCl, Py J

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 22 đến 28.

'&Ü* coi (ủcờnỷtắànắ/công*Mônỷ cô cổấu/cắàti cửa dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải (S)

(R )

'COOMe

(S)

^COOMe

28 HOOC

MeOOC OAc 23

COOMe (Favorskii rearrangement)

Câu 4: 1. Thực hiện phản ứng thoái phân Edman với peptit 29 (mạch chỉ chứa Gly và Ala) nhiều lần, thu được 30, 31, 32, 33, 34. Khối lượng mol của những hợp chấ cho như bảng sau: Hợp chất 29 30 31 32 33 34 402 331 274 217 160 89 Khối lượng mol (g/mol) Xác định cấu trúc của các chất từ 29 đến 34. H ướn Phản ứng thoái phân Edman phân cắt liên kết của peptit. Hợp chất 34 là Ala ^ Đầu C của 29 là Ala Hợp chất 29: 75x + 89y - 18(x + y - 1) = 402^ ^ x = y = 3 Tương tự, xác định được cấu trúc của 29, 30, 31, 32, 33, 34 như sau: Thành phần câu tạo Hợp chât Khôi lượng mol (g/mol) 402 29 Ala-Gly-Gly-Gly-Ala-Ala 331 30 Gly-Gly-Gly-Ala-Ala 274 31 Gly-Gly-Ala-Ala 217 32 Gly-Ala-Ala 160 33 Ala-Ala 89 34 Ala 2. Khi cho hợp chất 3 12O6 ) tác dụng với HIO 4 dư, thu được hỗn hợp sản phẩm có chứa chất 36. Thủy phân 36 tro i trường axit, thu được axit D-glyxeric [d-HOCH2 CH(OH)COOH] và glioxal (OHC-CHO). Mặl S hác/ etyl hóa hoàn toàn 35 bằng Me2SO4/OH-, thu được 37. Cho 37 tác dụng với O3 , sau đó xử lí sản phẩm với Zn trong dung dịch HCl loãng, thu được hỗn hợp gồm các chất là metyl (S)-2-metoxi-3-oxopropanoat và metyl (R)-2-hiđroxi-3-metoxipropanoat. Xác định cấu trúc của 35, 36, 37. Biết rằng, trong phân tử 35 chứa một nửa số nguyên tử cacbon bất đối có cấu hình R. Hướng dẫn giải Mgtyl hóa n bàn toàn 35 tạo ra 37 nên 37 sẽ không còn nhóm -OH. Tuy nhiên, trong sản phẩm của quá trnhliSon phân có nhóm -O H và -CHO nên 37 có nhóm xetal. ------

_^OM e

I . O 3________

2. Zn, H20, H+ CH2OMe

CHOMe

COOH HOH CH2OMe (R ),

COOH MeO- (S)H CHO

37 35 có 7 nguyên tử cacbon nên nhóm -O H hemiaxetal sẽ bị metyl hóa.

'&ÜU cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cửa dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Vậy cấu trúc của SS có thể là: c h 2o h

w )— o HO—<x

V^OM e

W) HO

Vì SS phản ứng với HIO 4 tạo ra axit D-glyxeric và glioxan nên nhóm -O H ở vị trí GI4 phải chuyển thành nhóm >C=O. Mặt khác, trong phân tử SS có một nửa số nguyên tử cacbon bất đối có cấu hình R. Vậy cấu trúc của Sỗ, Sổ, S? là: c h 2o h

o 35

Câu S: l. Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sau:

Cối (ùcờnytắànắ/cố/uydắổỉtỷ cổ tfiàwcắàti cửa dè ẩtởd/ ũểnỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ NC (X I

*» P h '"^ N^ ''C F 3

Ph-'-'^VV'CF

o d ÍT'

/O H ,N(CH 2OEt) 2 -N(CH2OEt) 3 HO

ỉ C1

l . Brasiliquinone B là một hợp chất thuộc loại benzantraquinon có khả năng ức chế sự phát triển của khối u ung thư. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: XHO

»H)2, BF3-OEt2

3g l.H 2, N i-R aney 2. H2S 0 4

>CuBr, THF ^ h=CHCOOEt

MeO

Hg HC1

H2, Pd/C

1. Ac20 , BF3'OEt2 39 . ■!. . ", > 40 2. AcONa, MeOH (CiiH 12 o 2) (Ci^Hi/O-i) 3

Y, SnCl4 CH2C12

Zn, Py, NaOH IN CuS0 4 .5H20 , t°

(CF3C 0)20 44 (C22h 26o 4)CH2CI2 . °°c

45 (c 22h 240 3)

AICI3 , Nai CH3CN OH 0 OH Brasiliquinone B

OMe

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ SS đến 4ổ.

Cối (ùcờnytắànắ/cố/uydắổỉtỷ cổ tfiàwcắàti cửa dè ẩtởd/ ũểnỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải

COOEt

MeO

o 38

MeO o

MeO

Med

MeO

OMe

OMe o

OMe 46

3. Sativene là sesquiterpene được phân lập từ độc tố của Helminthosporium sativum (một loại nấm gây bệnh trên các cây ngũ cốc). Hợp chất này được tổng hợp "+i o->N—V 1. (CH2OH)2; TsOH 2. H2, Pd/C, MeOH

1. 2. H2

NHNH2

NO, H2SO4 , EtOH

48 (C14H220)

49 Pr

l.BH3,THF 2. NaOH, H20 2

1. 0 3, AcOEt 2. NaHS03,

1. TsCl, Py 2. MeSOCH2Na, DMSO

1. MeLi, Et20 2. H20 3. SOCl2, Py Sativene

a) Hãy chỉ ra những đơn vị isopren (tuân theo quy tắc isoprenoit) của sativene. b) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 47 đến 52. Hướng dẫn giải NNHAr

‘Pr 47

Sativene

‘Pr 48

49 ‘Pr

CO'Suùờaệ'tắànắ/công*Mônỷ cô cổấu/cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gilío. HÍCH:

Hóa Học Hữu Cơ -HẾT-

CốU(ùcờnytắànắ/cố/uyMônỷ cổ tfiàwc à u cãà dè ẩtởd/ ũểnỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 9 Câu 1: 1. Thực nghiệm cho biết rằng: a) Moment lưỡng cực của 1,2-đicloetan tăng khi nhiệt độ tăng. b) Ở 20oC, moment lưỡng cực của etylen glicol lớn hơn moment lưỡng cực của 1,2Hãy giải thích những sự khác biệt trên. 2. Cho hợp chất sau: R

R R

H HOOC

R= Br hoặc I COOH

a) Vẽ cấu trúc các đồng phân quang học của hợp chất trên. b) Ở nhiệt độ phòng, có thể tách riêng (phân lập) hai đồng ph quang học ra khỏi hỗn hợp của chúng nếu R = I nhưng lại không thể thực hiện được nếu R = Br. Hã iải thích sự khác biệt trên. 3. Oxi hóa hiđrocacbon 1 bằng dung dịch KMnO 4 loãng, thu được 2. o 2 phản ứng với Pb(OAc)4 , chỉ thu được 3 và 4 đều có công thức phân tử C5H 10O. Biết rằn; - 3 có phản ứng với thuốc thử Tollens. ứng iođofom. - 4 không có phản ứng với thuốc thử Tollens nhưng có - Khi phản ứng với hỗn hống Zn - Hg trong HCl th đều chỉ tạo ra hiđrocacbon 5 có mạch cacbon phân nhánh. Vẽ công thức cấu tạo của 1, 2, 3, 4, 5. Câu 2: 1. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất đầu cho trước (được sử dụng thêm các chất hữu cơ cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng và chất vô cơ khác): a) 1,5,7,8-tetrahiđroquinolin-2,6-đion từ đimetyl butanđioat, metyl propinoat. b) Hợp chất X từ buta-1,3-đien, đimetyl but-2-inđioat. 2. Clarvukerin A là một hiđrocacbon được phân lập từ loài san hô Clavularia koellikeri. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: i

1. NaBH4, MeOH " „ ------2. PBr3, Et20 3. PhS0 2Na, DMF

(C18H22 O3S)

1. Sia2BH, THF 2. H20 2, NaOH Sia : Me2CHCH(Me)-

- 8

1. NaBH4, MeOH 2. Na, Hg, MeOH Clavukerin A

Vẽ thức cấu tạo của các chất từ 6 đến 12. Câu 3 1. Levofloxac acin là một loại thuốc kháng sinh thuộc nhóm floquinolon. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: O OH

<5? F

Ồ NO,

KOH, K2C 03, PhMe

HC1, H20 EtOH, 60°c

HBr AcOH, 5°c

15 (Cn H 10NO5F2Br)

CO'Suùờaệ'tắànắ/công*Mônỷ cô cổấu/cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ NaOH H ,0

16 ( c 9h 7 n o 4f 2)

140 - 145°c Poliphotphoric este

H2, Pd/C EtOH

EtOCH=C(COOMe) 2

145°c

(C9Hn N 0 2F2)

HC1, H20 20 ” AcOH

—N 21

DMSO,

DEAD. PPh,

100°c

p" 'N Levofloxai

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 13 đến 21. 2. Chất 28 có tên là metyl (7R,3R)-2,2-đimetyl-3-(2-metylprop-1-en-1-yl) Hợp chất này là nguyên liệu quan trọng trong tổng hợp các loại thuốc bảo đối với con người. a) Vẽ cấu trúc của 28 và đồng phân đối quang của nó. b) Hợp chất 28 được tổng hợp từ a-pinene theo sơ đồ sau: w

1. O3, MeOH 2. Zn, H2O2

an-1-cacboxylat. có độc tính thấp

1. mCPBA, CHCI3 2. CH2N2, Et20

a-Pinene PCC CH2C12

25 (CioHig02)

CHCI3

(C 10H17 O2B1 7

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 22 đến 28. Câu 4: 1. Thực hiện phản ứng thoái phân Edman với peptit 29 (mạch hở, chỉ chứa Gly và Ala) nhiều lần, thu được 30, 31, 32, 33, 34. Khối lượng mol của những hợp chất trên được cho như bảng sau: Hợp chất 29 31 32 33 34 402 331 274 217 160 89 Khối lượng mol (g/mol) Xác định cấu trúc của các chất từ 2. Khi cho hợp chất 35 (C7 H 12O6 ) tác với HIO 4 dư, thu được hỗn hợp sản phẩm có chứa chất 36. Thủy phân 36 trong môi trường ax ược axit D-glyxeric [D-HOCH2 CH(OH)COOH] và glioxal )àn toàn 35 bằng Me 2 SO4/OH-, thu được 37. Cho 37 tác dụng (OHC-CHO). Mặt khác, met )ng dung dịch HCl loãng, thu được hỗn hợp gồm các chất là với O3 , sau đó xử lí sản phẩ metyl (S)-2-metoxi-3-oxopropanoat và metyl (R)-2-hiđroxi-3-metoxipropanoat. Xác định cấu trúc của 35, 36, 37. Biết rằng, tron; tử 35 chứa một nửa số nguyên tử cacbon bất đối có cấu hình R. Câu 5: 1. Đề nghị cơ c ho các chuyển hóa sau:

'&ÜU cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

„ \ '

COOEt

1. DIBAL, PhMe 2. H20 3. c ĩo 3, H2S0 4 4. HCHO, H+

'Pr

p r c y w MeCN

2. Brasiliquinone B là một hợp chất thuộc loại benzantraquinon có k khối u ung thư. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: XHO MeO

1.(CH2SH)2 ,B F 3-OEt2 3 8 1. H2, Ni - Raney 2. BuLi, CuBr, THF 3. CH2=CHCOOEt

H2, Pd/C

Zn - Hg

Y, SnCl4

MeOH, HC1

■

HC1

■

CH2C12 2 2

■

12 O2 )

CuSCf.5H,Ol° ^

ức chế sự phát triển của

rA c20 , BF3-OEt2 2. AcONa, MeOH

44 ■■

(CF3C 0)20

CH2C12,0°c

(C22H260 4)

2’

(C 13H 140 3 )

45 (C22H2403)

CrOo AcOH, 0°c »H O OH% Brasiliquinone B

OMe

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 38 đến 46. 3. Sativene là sesquiterpene được phân lập từ độc tố của Helminthosporium sativum (một loại nấm gây bệnh trên các cây ngũ cốc). Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: 0 ,N ^ 47

eOH

1. ‘PrMgBr, Et2Q 2. H2 S 0 4 50%

NO,

H2SO4 , EtOH

(C14H220 )

1. TsCl, Py 2. MeSOCH2Na, DMSO

^N H N H 2

1. MeLi, EtzO 2. H20 1 3. SOCl2, Py Sativene

a) Hãy chỉ ra những đơn vị isopren (tuân theo quy tắc isoprenoit) của sativene. b) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 47 đến 52. -HẾT-

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 10 Câu 1: 1. Cho hai hợp chất sau:

PPh2 PPhn

(I) (D Theo quy tắc Huckel, I ’ là hệ thơm (phẳn: electron n là 4). Do đó, I bền hơn II. b) Cấu trúc các đồng phân quang học của III:

(II)

(IF)

n là 6) và II’ là hệ phản thơm (phẳng, số

c) Cấu trúc của các chất từ

2. Thủy phân hoàn toàn peptit 7, thu được Arg, Gly, Leu, Pro3. Khi thực hiện phản ứng thoái phân Edman với 7 hoặc thủy phân 7 với enzyme carboxypetidase thì đều nhận diện được Pro. Nếu thủy phân không hoàn toàn 7 thì thu được Gly-Pro-Arg, Pro-Leu-Gly, Arg-Pro. Xác định thứ tự liên kết của các amino axit trong 7. Hướng dẫn giải ự liên kết của các amino axit trong 7: Pro-Leu-Gly-Pro-Arg-Pro. L

(V)

Cho 1-(but-1-en-1-yl)piroliđin phản ứng với đietyl metylenmalonat trong MeCN, rồi sau đó axit hóa bằngrdung dịch AcOH, thu được 8 (C 12H 2 0 O5). Cho 8 phản ứng với CH 2 =CHP+Ph3Br- có mặt NaH trong THF, thu được 9 (C 14H 2 2 O4 ). Đun 9 với KCN trong hỗn hợp DMSO/H 2 O, thu được 10. Thủy phân 10 trong dung dịch KOH rồi axit hóa, thu được 11. Cho 11 phản ứng với MeOH có mặt BF3 , thu

'&ÜU cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

được 12. Xử lý 12 với mCPBA trong CH2 Cl2 , thu được 13. Đun 13 với 2-(inđol-3-yl)etan-1-amin trong EtOH ở 220oC, thu được 14. Cho 14 phản ứng với TsCl trong Py rồi đun với AlCh trong PhMe ở 100oC, thu được 15. Khử 15 bằng L iA lH trong THF, thu được V. Vẽ công thức cấu tạo của 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Hướng dẫn giải Et

COOEt

OHC / ^ v / ^C O O Et

COOMe

13 2. Hợp chất 8-epi-xanthatin có khả năng kháng sốt rét và được tổng hi 12

MeOOC

1. TsCl. Et3N 2. DIBAL, PhMe

1. CBr4, PPh3, 2,6-lui

16 2. BuLi, THF (V11H14U4 S)

Ci2H 14 0 3 S) o

1. Me(MeO)NH*HCl, Me2AlCl, CH2C12 y__ Ỵ 2. TBSOTf, 2,6-lutidine

1. KCN, DMSO 20, Bu2BOTf DffiAL, CH2C12' (C ¿ p s ì / p Ì n e C PhMe

1. MeMgBr, THF 2. KHMDS, THF Cl— {

24 ( c 28h 5 1 s o 4 s ì 2f 3)

(C29H54O3SÌ2)

CH2=RuLn, CH2C12

2,6-Lutidine

T f=C F 3S 0 2TIPS: 'Pr3 Si— TBS: fBuMe2S i-

CH2=RuLn: Grubbs catalyst o

a) Vẽ cấu trúc của các chất từ b) Đề nghị cơ chế phản ứ thích hóa học lập thể).

đoạn chuyển hóa 24 thành 8-epi-xanthatin (không cần giải Hướng dẫn giải

'&ÜU cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ọ

OHC

TIPS

'5 reaction. Chú ý: Giai đoạn chuyển hóa 16 thành 17 là C< Câu 3: 1. Đềề nghị sơ đồ tổng hợp VI và VII từ các chất đầu cho cho trước (chỉ được dùng thêm các chất vô cơ và iung môi hữu cơ): các dung

b) ^

'L i

N oL m JU È ì

MeC(OEt) 3

PhSeBr

LDA

DBU (VII)

Hướng dẫn giải

ỷ

-V

'& ữu cou (ủeờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ ^'C O O M e

/ \ PrCHO / \ NH n» Ó N\ __ / PhMe, t \ __ /

^ "

COOMe

MeCN, t°

no 2

PhH, t°

NO,

L1AIH4 THF

(VI)

OTBS HO

Ị

1. Me2CuLi, Et20 2. HC1, MeOH *"

/ — OH

HIO4 PhH

OEt OH

Oỳ MeC(OEt) 3 H+

HÌ y

120 °c

COOH

PhMe

(John - Claisen rearrangement) o o

1. CH2=CHCH=CHLÌ THF_____________ ; 2. H20

(VII)

2. Mitomycin là một nhóm hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đa dạng, đặc biệt là khả năng chống ung thư. Sau đây là sơ đồ tổng hợp mitomycin K:

cou (ủeờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ OMe

MeO^ / L

/CHO NO,

OMe

T H

78°c

OMe

MeOH

h v

PDC > 28 PhSCH2N3

MeOH (C 16 H 19N 0 6) CH^

PhH

Li' LiBH(¿Bu) 3 THF

Ni - Raney Me2CO

N ^/

N-U-N

\ ís N Bu3SnH 31 DMAP,CH 2C12 AIBN, PhH ’ 2 2 (C27H28N 60 6 S2) ’ (C ^ H ^ O s S )/" ^

(C23H26N 20 5 S)

TMSCH2Li 3 5 (NH4 )2Ce(N 0 3) 6 3 6 PPTS THF MeCN, H20 c h 2c i 2 ( c 17 h 22n 2o 5) PPTS = Pyridinium p-toluenesulfonate 34

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 25 đến Sổ. Hướng dẫn giải OMe OH

OMe ỌMe

SPh

o 31

/ —]

N—

Cố*(ùcờnytắànắ/cố/uydắổỉtỷ cổ tfiàwcắàu cửa dè ẩtởd/ êièiỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ OMe OH

OMe OH

ÒMe HO

Chú ý: Giai đoạn chuyển hóa 30 thành 32 là Barton - M cC om bede deoxygenation. 3. Monosaccarit 3? (C6 H 10O6 ) không quang hoạt, có phản ứng với thiuốc thử Fehling COOH nhưng không phản ứng với nước Br 2 . Khử 3? bằng NaBH 4 tạo thành 3SS và S9 có cùng HO— H công thức phân tử là C6H 12 O6 . Khi bị oxi hóa bởi HIO 4 dư, 1 mol 3S hoặc 1 mol 39 HOH đều tạo thành 6 mol HCOOH. Nếu cho 3S hoặc 39 phản ứng với Ac2 O dư thì đều tạo H O - H HOH thành các sản phẩm có cùng công thức phân tử là C 18H2 4 O 12 . Mặt khác, khi bị oxi hóa COOH mạnh bởi HNO 3 thì 3? tạo thành axit D-iđaric và axit L-iđaric. (Axit D -iđ aric) a) Xác định cấu trúc của 3?, 3S, 39. b) Hãy đề nghị cơ chế phản ứng để giải thích vì sao 3? phản ứng được với thuốc thử Feling. Hướng dẫn giải a) Chất 3? có k = 2 bị khử bởi NaBH 4 tạo ra chất 3S và 39 đều có k= 1. Vậy, trong phân tử 3? chứa một nhóm cacbonyl và một vòng từ năm cạnh trở lên. 3S và 39 đều phản ứng với 6 mol Ac2 O nên đều có 6 nhóm -GH. 1 mol chất 3S và 1 mol 39 đều phản ứng với HIO 4 tạo ra 6 mol nên cấu tạo của 3?, 3S, 39 là: OH NaBH4

~<s>

..... Từ cấu trúcc củ củaa các đồngg phân axit iđraic iđraic sẽ xác định được cấu trúc của 3?, 3S, 39 như sau:

CốU(ùcờnytắànắ/cố/uyMônỷ cổ tfiàwc à u cãà dè ẩtởd/ êièiỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ COOH

COOH

Câu 4: X. Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sau:

MeO^ /OMe

. x°Me+— * .

•>aA o bì

Ỵị P h '^ \

..............

HCHO, Me2NH HCl, EtOH

Ph Y

|7 n ^ ^ r t / Pb

# ^

Ọ NC,

NH,

HNO3 đặc 20

’ COOMe

[ướng dẫn giải H

-V

m èu Cố*(ùcờnytắànắ/cố/uydắổỉtỷ cổ tfiàwcắàu cửa dè ẩtởd/ êièiỷ

Gùúnùêll: o a) A r " " ^

Hóa Học Hữu Cơ ỏOH A r<^

M e ọ i .O M e -MeCr

o " Ar'/ ^ 0 H

-MeOH* A r ^ V i

Me 2NH* Ar

Cố*(ùcờnytắàrtẮcốnydắổỉtỷ cổ tfiàwcắàu cửa dè ắíờỉ/ êiểhg/

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

HNO3

COOMe

'— COOMe

^C O O M e

l . Khi đun 3,4-đi-í-butylthiophen 1,1-đioxit (40) với 2 eq 4-phenyl-1,2,4-triazolin-3,5-đion (41) trong toluen, thu được 4 l (C28 H 30 N 6 O4 ). Thủy phân 4 l trong dung dịch KOH/MeOH rồi axit hóa, thu được 4S (C8H7N3O2) và 44 (C12 H 20 N 2 ). a) Vẽ công thức cấu tạo của 40, 41, 42, 43, 44. b) Đề nghị cơ chế phản ứng của các giai đoạn tạo ra 4 l và tạo ra 4S, 44. Hướng dẫn giải n /n.. ^-Bu' OH

„ Ẳ

'Bu

'°

N il N

rBu

N^\ I N -P h N; OH

ọ

N rN *Bu

Jị

N 'A I

'Bu

[4 + 2]

N -P h

N; 0

íf

Ọ «Bu r > N

Bvỉ Ñ

HOOC

-OH

-Y

N [I +

Cố*(ùcờnytắànắ/cố/uydắổỉtỷ cổ tfiàwcắàu cửa dè ẩtởd/ êièiỷ

, N -P h OH

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

3. Vẽ cấu trúc của 45, 46, 47, 48, 49 trong sơ đồ chuyển hóa sau: COOH

Boc2° DMAP, MeCN

45 -DCC _> 46 DMAP

DMAP

NH, \^ ,C O O H

BnOH H+

CF3COOH

NH,

Hướng dẫn giải

Ỹ^COOH

Í« A

NHBoc

\Í^.C O O B n

N ÎSJ COOH H

nh2

Câu 5: 1. Dữ kiện phổ NMR của hợp chất 50 (M = 158) được cho như sau: Phô 1 H-NMR Phô 13 C-NMR Phô IR Vmax (cm - 1 ) ÔH (ppm) ► ÔC (ppm) 10.01 (1H, s), 4.30 (3H, s), 2.24 (2H, t), 1745, 1730 202, 178, 63, 48, 34, 22, 15, 15 1.80 (2H, t), 1.21 (6h, s) a) Hãy biện luận để xác định cấu trúc của 50. b) Quy kết các tín hiệu trên phổ 1H-NMR và 13Ccho các proton và nguyên tử cacbon trong phân tử 50 sao cho phù hợp (không cần giải thích Hướn Phổ IR và 13C-NMR cho biết 50 có 8 ngu on và hai nhóm >C=O. Phổ 1H-NMR cho biết 50 có 1 nhóm -CH O , óm -O CH 3 . Mặt khác, dựa vào sự ghép giữa các proton sẽ xác định được cấu trúc của 50 như sau: Of e Proton a b c d e f g

2. Dysiherbair hợp theo sơ đồ sau:

ỖH (ppm) 10.01

1.21 1.80 2.24 4.30

b CHO

Nguyên tử cacbon a b c d e f g

ỖC (ppm) 202 48 15 22 34 178 63

'&Ü* co ' (ùeờn*tắànắ/cống*Monỷ cố cổấu/cắàtoO à dà ắùờ/ ũểnỷ

Gùúnùêll: Q

MeO

Hóa Học Hữu Cơ l.E t 2A l-C = C -T M S Et20 Pd(PPh3) 2Cl2, Cui 2. TBAF, THF _ _ CH2=CHBr, EtoNH o ’ ( c 6h 8o 3) 2 ^

Zn - Cu - Ag MeOH, H20 ’ 2

VO(acac) 2 54 TBHP, CH2C12 1 ’ 2 2 acac = acetylacetonate TBHP = 'B uO O J^ 1. TBSffl, ]

Pd2 (dba)3' CHCI3 CH2=CHCH2Br 1. LDA, THF 55 . „1. :— <► 56 PPh,, CH,Ch, _ _ Ag 20 , PhMe 2. HCHO, THF 3’ 2 2 ( c 8h 12 o 4) 82 ’

WCnCOfloO

dba = dibenzylideneacetone

1 . P P I 13, D

1. MsCl (2 eq), Et3N 2. NaN 3 (1 eq), DMF

I P E A

THF, H20 2. Boc20 , DMAP Et3N, CH2C12

Cu(OTf) 2 THF, DME

MeOOC

NHCbz

MeO^ „ _ >

_ _

S 0 3-Py,Et3N CH2C12, DMSO

e O

„

COOMe

o 63 ___________ » 64 (H2N)2C=NH, CH2C12

l.^jaOH 40%

HOOC.

NH9

_________

Ho, EtOH 2 RhLn HOOC L = ligand

Dysiherbaine

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 51 đến 65. MeOOCv

MeOOC

MeOOCv OH

54 OH MeOOC MeOOC

MeOOC

HOOC

NHCbz

MeOOC

CốU(ùcờnytắànắ/cốnyd/Ỉổfiỹycổ tfiàwcắàtuO à dè &ùờ/ũèiỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 10 Câu 1: 1. Cho hai hợp chất sau:

PPh2 PPhn

(I) (II) (III) a) Hãy gọi tên theo IUPAC và so sánh (có giải thích) độ bền của I và II. b) Vẽ cấu trúc các đồng phân quang học của III. c) Cho IV phản ứng với TMSCl có mặt BuLi, thu được 1 (C7H 16 S2 S 1 phản ứng với HCHO, có mặt BuLi, thu được 2 (C 5H 8 S2 ). Oxi hóa 2 bằng PhMe2 COOH với xúc ti i(OPr')4 trong DET, thu u được 4, 5 có cùng công được 3 (C5H 8 O2 S2). Cho 3 phản ứng với xiclohexanon có mặt N a thức phân tử là C 11H 18O3 S2 . Mặt khác, cho 3 phản ứng với buta-1, ng PhMe, thu được 6. Vẽ cấu trúc của các chất từ 1, 2, 3, 4, 5, 6. 2. Thủy phân hoàn toàn peptit 7, thu được Arg, Gly, Leu, Pro3. Khi thực hiện phản ứng thoái phân Edman với 7 hoặc thủy phân 7 với enzyme carboxypeti' nhận diện được Pro. Nếu thủy phân không hoàn toàn 7 thì thu được Gly-Pro-Arg, Pro-L g-Pro. Xác định thứ tự liên kết của các amino axit trong 7. Câu 2: 1. Cho 1-(but-1-en-1-yl)piroliđin phản ứng với điety lenmalonat trong MeCN, rồi sau đó axit hóa bằng dung dịch AcOH, thu rợc 8 (C 12H 2 0 O5 ). (V) Cho 8 phản ứng với CH2 =CHP+Ph3Br- có mặt % aHtTong THF, thu được 9 (C 14H 2 2 O4). Đun 9 với KCN trong hỗn hợp DMSO/H 2 O, thu được 10. Thủy phân 10 trong dung dịch ản ứng với M KOH rồi axit hóa, thu được 11. Cho 11 phản MeOH có mặt BF 3 , thu được 12. Xử lý 12 với mCPBA trong CH2 Ch, thu được 13. Đun 13 với 2-(inđol-3-yl)etan-1-amin trong EtOH ở 220oC, thu được 14. Cho 14 phản ứng với TsCl trong Py rồi đun với AICI3 trong PhMe ở 100oC, thu được 15. Khử 15 bằng L iA lH trong THF, thu được V. Vẽ công thức cấu tạo của 8, 9, 10, 11, , 13, 14, 15. 2. Hợp chất 8-epi-xanthaiin có khả íng sốt rét và được tổng hợp theo sơ đồ sau:

MeOOC""''

2. DIBAL,

1. CBr4, PPh3, 2,6-lutidine " 2. BuLi, THF 1H 14O4S)

17 (C12H 140 3S)

TIPSOTf THF

1. Me(MeO)NH-HCl,

24 (C29H54O3 SÌ2)

2,6-Lutidine

T f=C F 3 S 0 2TIPS: 'Pr3Si— TBS: rBuMe2 S i-

CH2=RuLn: Grubbs catalyst

'O rẽ cấu trúc của các chất từ 16 đến 24. b) Đề nghị cơ chế phản ứng của giai đoạn chuyển hóa 24 thành 8-epi-xanthatin (không cần giải thích hóa học lập thể).

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Câu 3: 1. Đề nghị sơ đồ tổng hợp VI và VII từ các chất đầu cho trước (chỉ được dùng thêm các chất vô cơ và các dung môi hữu cơ):

H i/

^ - ^ .C H O

^"CO O M e

<^N 02

AcOH

c ư v

H OTBS

Mel

Me2CuLi

MeC(OEt) 3

PhSeBr

LDA

DBU

2. Mitomycin là một nhóm hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đa dạn chống ung thư. Sau đây là sơ đồ tổng hợp mitomycin K: MeCL

ặc biệt là khả năng

OMe /L ,CHO

29 (C23H24N 4 0 6S)

LĨBHCBu) 3

n^/ ( c 23h 26n 2o 5 s)

Ni - Raney Me2CO

OMe

TMSCH2Li 3 5 (NH4)2( THF *" V vieC N , H20 CH2C12 (C17H22N2O5) PPTS = Pyridinium p-toluenesulfonate

N—

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 25 đến 36. 3. Monosaccarit 37 (CóHioOô) không quang hoạt, có phản ứng với thuốc thử Fehling COOH nhưng không phản ứng với nước Bĩ 2 . Khử 37 bằng NaBH 4 tạo thành 38 và 39 có cùng HO H công thức phân tử là C6H 12 O6 . Khi bị oxi hóa bởi HIO 4 dư, 1 mol 38 hoặc 1 mol 39 H OH đều tạo thành 6 mol HCOOH. Nếu cho 38 hoặc 39 phản ứng với Ac2 O dư thìđều tạo HO H thành các sản phẩm có cùng công thức phân tử là C 18H2 4 O 12 . Mặt khác, khi bịoxi hóa H OH COOH mạnh bởi HNO 3 thì 37 tạo thành axit D-iđaĩic và axit L-iđaric. (Axit D -iđ aric) a) Xác định cấu trúc của 37, 38, 39. b) Hãy đề nghị cơ chế phản ứng để giải thích vì sao 37 phản ứng được với thuốc thử Feling. Câu 4: 1. Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sau: o NC

COOMe

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

2. Khi đun 3,4-đi-t-butylthiophen 1,1-đioxit (40) với 2 eq 4-phenyl-1,2,4-triazolin-3,5-đion (41) trong toluen, thu được 42 (C28 H 30N 6 O4 ). Thủy phân 42 trong dung dịch KOH/MeOH rồi axit hóa, thu được 43 (C 8H 7N 3 O2 ) và 44 (C 12H 20 N 2 ). a) Vẽ công thức cấu tạo của 40, 41, 42, 43, 44. b) Đề nghị cơ chế phản ứng của các giai đoạn tạo ra 42 và tạo ra 43, 44. 3. Vẽ cấu trúc của 45, 46, 47, 48, 49 trong sơ đồ chuyển hóa sau: COOH

Boc2° DMAP, MeCN

NH,

45 DCC DMAP

COOH BnOH H+ NH,

46 47

Câu 5: 1. Dữ kiện phổ NMR của hợp chất 50 (M = 158) được cho như sau: Phô 1 H-NMR Phô IR Vmax (cm - 1 ) ÔH (ppm) 10.01 (1H, s), 4.30 (3H, s), 2.24 (2H, t), 1745, 1730 1.80 (2H, t), 1.21 (6h, s)

Phô 13 C-NMR ÔC (ppm) 202, 178, 63, 48, 34, 22, 15, 15

c proton và nguyên tử cacbon trong b) Quy kết các tín hiệu trên phổ 1H-NMR và 13C-NMR phân tử 50 sao cho phù hợp (không cần giải thích). idea herbacea. Hợp chất này được tổng 2. Dysiherbaine là hợp chất được phân lập từ loài bọt bi hợp theo sơ đồ sau: 1. Et^Al—C—C—TMS o Zn - Cu - Ag EtiO VO(acac) 2 52 „ > 53 54 M eO ^X Tl 2. TBAF, THF TBHP, CH2C12 ’ MeOH, H20 0 (C6H80 3) (c 8h 12o 4) acac = acetylacetonate TBHP = 'BuOOH CH2=CHCH; Pd2 (dba)3' CHCI3 55 PPh3,CH2 Ch2 (CíH-2G4) A g p .t,

CH2=RuLn 57

dba = dibenzylideneacetone

1. MsCl (2 eq), Et3N

1. PPh3 HF, H20 , DMAP ’t3N, CH2 C12

Cu(OTf) 2 THF, DME

5 8

1. TBSC1, Et3N DMAP, CH2C12 2. Osơ4, NMO Me2CO, H20

1. Mel, NaH, DMF 2. TBAF, THF

MeOOC

NHCbz COOMe

_ _ _ (H2N)2C=NH, CH2C12

1. NaOH 40% Ho, EtOH MeOH -- ► 65 64— RhLn 2.HC1 L = ligand

HOOC HOOC Dysiherbaine

; thức cấu tạo của các chất từ 51 đến 65. -HẾT-—

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 11 Câu 1: 1. Cho các hợp chất sau: H

c Ị p c ịp H

HO H

H III

I Độ bền của các hợp chất giảm dần theo thứ Vì I không có tương tác Gauche, II có 3 tưi b) IV bị raxemic hóa trong môi trường bazơ

auche và III có 6 tương tác Gauche. cơ chế phản ứng sau:

-n 2u

c) Cng thức cấu tạo của 1, 2, 3

2. Để x ác định cấu trúc của sản phẩm chính trong phản ứng cộng nucleophin vào hợp chất cacbonyl, người ta có thể dùng mô hình Felkin - Anh. Hợp chất cacbonyl bền nhất khi tồn tại ở cấu dạng như hình dưới. Tác nhân nuleophin sẽ tấn công theo hướng ít bị án ngữ không gian nhất và hợp với nhóm

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

cacbonyl thành góc 107o (góc Burgi - Dunitz) để tạo ra sản phẩm chính. L: nhóm the có kích thước lớn M: nhóm thế có kích thước trung bình S: nhóm thế có kích thước nhỏ

„

¿ ¡ z z z z Z .

á L

Vẽ câu trúc của 6 và 7 (đêu là các sản phẩm chính) trong các sơ đồ chuyển hóa sau: ,OMe

NBn2

1. OLi 2. H20

CHO

, THF (c 23h 31 n o 3)

->2+ có thể tạo phức vòng càng với các nguyên tử oxi. Biết rằng, ion Zn2+ Hướng dẫn giải

?2°\

a ) Bn2N ("Ụ) OMe

H^-COOBn

Zn2 +

3. Tiến hành phản ứng giữa xiclohexanon và 2-(metoximetylen)malonat có mặt NaNH 2 , thu được 8 (C 12H 16 O5). Trong môi trường bazơ mạnh, 8 bị chuyển hóa thành 9 (C 11H 12O4 ). Đun nóng 9 với 1,1-đimetoxieten, thu được chất 10. Nếu tiếp tục đun nóng chất 10 sẽ tạo ra khí cacbonic, metanol và metyl 3-metoxi-5,6,7,8-tetrahiđronaphtalen-2-cacboxylat. Vẽ công thức cấu tạo của 8, 9, 10. Hướng dẫn giải J

/ \

OMe

COOMe

12 Câu 2: 1. Tơ capron thưc các sơ đồ tổng hợ

được dùng để dệt vải may mặc. Từ cumen và các chât vô cơ khác, hãy đê nghị tơ trên. Hướng dẫn giải o

NOH n h 2o h

h 2s o 4

t°,p

V i

(Beckmann rearrangement)

oliuretan, 13) có tính đàn hồi tốt, khả năng chống mài mòn và có độ bền cao hơn so với và cao su thông thường. Cho sơ đồ tổng hợp nhựa PU như sau: Anilin

HCHO H+

.................. (Ci3H 14N2)

COCl2 CH9CI9

HO(CH2)2OH 12 N DABCO (C15 H 10N 2O2)

DABCO

■ộ

Vẽ công thức cấu tạo của 11, 12, 13.

'&ÜU cou Suờoệ'tắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cảà dè ổuời/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải

H,N

— C -N —

7 — CH2—

/)—N - C - 0 - C H 2 -C H 2 - 0 —

3. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau: b) Eto"

a ) THPƠ

s-c rHướng dẫn giải

238^1

2. HC1, t°

4. Xiclohexan-1,2,3,4,5,6-hexaol (hay wyo-inositol) được sử dụng để điều trị bệnh đa nang buồng trứng ở phụ nữ, góp phần làm tăng khả năng thụ thai. Trên phổ 1H-NMR (tần số máy đo 600 MHz và dung môi là D 2 O), chỉ có 4 tín hiệu như sau: ^ o ^ QO o H 1-1 ỊO o V 5 T 5 lõ f 00 M w> (N kO o o ằÕ nõ àO àO 0 0 0 N -4 -ỳ có Icô cò cô cô có rò cộ íp cộ *' s. I ^ c< l

r-l Cì

C Õw

r-t

CH-OH

LO 4.1

2.0

4.0

3.9

3.8

3.7

3.6

2.0

3.5

3.4

3.3

3.2

a) Hãy cho biết hình dạng mũi và hằng số ghép (kí hiệu là J, đơn vị là Hz) của các tín hiệu trên.

'& ữu cou (ủeờnytắànắ/ cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

b) Dựa vào các thông tin trong phổ 1H-NM, hãy biện luận cấu trúc của myo-inositol. c) Hãy quy kết độ dịch chuyển hóa học (ỗH, đơn vị là ppm) của các tín hiệu trong phổ 1H-NMR cho các proton trong phân tử myo-inositol (không cần giải thích). Biết rằng, hằng số ghép của hai proton ở các vị trí axial (a) và equatorial (e) như sau: H Jan = 8 - 14 H z

/ aỂ = 0 - 7 H z Jee = 0 - 5 H z

Proton Hình dạng mũi Hằng số ghép (J, Hz)

Ha triplet

Hướng dẫn giải Hb doublet - doublet

Hc doublet - doublet^

Hd triplet

9,6

10,2 và 3,0

9,6 và 9,6

3,0

chỉ xuất hiện 4 tín Trong phân tử của myo-inositol có 6 nhóm >CH-OH nhưng trê| hiệu nên có các cặp proton giống nhau (2 Hb và 2 Hc). Dựa vào “hiệu ứng mái nhà” và các hằng số ghép thì thấy Ha ghép ở vị trí aa, Hb ghép với Hc ở vị trí aa, Hb ghép với Hd ở vị trí ae. Vây Ha, Hb, Hc ở trí ic (axiaỉ) và Hd ở vị trí xích đạo (equatorial). Từ đó, xác định được cấu trúc của myo-inosit sau: OH OH 'OH Hr

Câu 3: 1. Cho sơ đồ tổng hợp các a-amino axit 17 vàì 18 như sau: sa COOMe o

Họ H,0 15 16 Pd ” H+ (c 14h 16n 2o 2) (c 14h 14n 2o 2)

”CH2C12

17 + 18

5, 16, 17, 18. Hướng dẫn giải

Vẽ công thức cấu tạo của c

H ^ Nx^COOH

XOOH

Ph"

NH, Ph 15

Ph 16

2. Khii thủ thủy phân theve evetin-B (C42 H 6 4 O 18, là một loại glicozit trợ tim, kí:í hiệu 19) trong môi trường axit, thu được D-glucozơ, 20 (C7H 14 O5 ) ' và 21 (C23 H 3 6 O5). Biết 20 thuộc loại ơ-metyl-L-anđozơ HO với cấu hình tuyệt đối của C3 khác với cấu hình tuyệt đối của các khác và có khả năng tạo thành osazon khi phản yên tử cacbon cac OMe phenylhydrazin. Khi cho 19 phản ứng với lượng dư với phe Ï2 O, sau đó thủy phân với enzyme ^-glicosidase, thu được 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucozơ; 2,3,4-tri-ơ-metyl-D-glucozơ và 22. Nếu thủy phân 22 với enzyme a-glicosidase thu được 23 (C8H 16 O5 ) và VI. Mặt khác, oxi hóa 23 bằng HIO 4 , thu được etanal và (2^,3^)-2,3-đimetoxibutanđial.

'&ÜU cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố tfiàwcắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

a) Vẽ công thức Fischer của các chất 20 và 23. Biết rằng, 23 là dẫn xuất của 20. b) Vẽ cấu trúc của 19, 21, 22 (hợp phần saccarit vẽ ở cấu dạng ghế). Hướng dẫn giải a) Oxi hóa 23 bằng HIO 4 , thu được etanal và (2^,3Ẩ')-2,3-đimetoxibutanđial nên có cấu trúc là: CHO MeO- -H HO

-OMe -H

HO-

-H

H-

CHO H-

OMe

+ CH3CHO

CH 23

20 thuộc loại ơ-metyl-L-anđozơ với cấu hình tuyệt đối của C3 khác với nguyên tử cacbon khác và có khả năng tạo thành osazon khi phản ứng với Ị hai nhóm -O H ở các vị trí Cl và C2 . Mặt khác, 20 thuộc loại ơ-metyJpH|nc của C3 khác với cấu hình tuyệt đối của các nguyên tử cacbon khác nên cấu tr HOHHO HO-

ìu hình tuyệt đối của các lenylhydrazin nên 20 còn zơ với cấu hình tuyệt đối c của 20 là:

<S) »

PhNHNH2

(SI

b) Dựa vào các sản phẩm của hai quá trình me được thevetin-B có dạng /?-D-glucozơ-(1 ^ 6)Thủy phân 22 với enzyme a-glicosidase t Vậy cấu trúc của 19, 21, 22 là: HO—■

IP O H

3. Cây hồi (Illicium verum) là cây thường xanh có ở vùng Đông Bắc Việt Nam. Quả hồi được dùng trong y học cổ truyền, ngoài ra còn được dùng làm gia vị tạo nên hương vị đặc trưng của món phở. a) Từ quả hồi, người ta phân lập được axit 24 (C7H 10O 5 ). Cho sơ đồ chuyển hóa của 24 như sau: V

o ^

MeOH HIO4 25 26 H+ (c 7 h 10o 7) ( c 8h 12 o 7)

H20 H+

28 + OHC-CHO + OHCCH(OH)CH2COCOOH

Vẽ ccông thức cấu tạo của 24, 25, 26, 27, 28. Biết 24 chỉ có một nguyên tử hiđro ở nối đôi C=C. b) Anethole (thành phần chính của tinh dầu hồi) là một tiền chất rẻ tiền cho việc tổng hợp các hợp chất dị vòng được dùng làm thuốc. Vẽ công thức cấu tạo của 29 và 30 trong sơ đồ chuyển hóa sau:

cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cửa dè ẩtởd/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ OMe

OMe

NaNQ2 AcOH

LH N 0 3,H 2S 0 4 3

2. Na2 S2 0 4

1 . NaNOi, HC1,5°c _ _ - 29 _ ; „ 2; , „ - 30 (C10H 12N 4O3) 2. SnCl2, HC1, 0°c

Ó Anethole

ì Ó

PhCHO HSCH2COOH, t°

Hướng dẫn giải (K

,COOH OH Ov -OMe

HOOC ÒH

HOOC MeO

ốc điều trị chứng nghiện thuốc lá. Cho sơ đổ tổng hợp

4. Varenicline được dùng để sản varenicline như sau: e

Br DMF

fBuONa

„ LiAlH, 35 -

MeOH

CHoCl, 2

1. Na2C 0 3, h; 2. HC1, EtpAc

SẦt

Pd(OAc)2, 'BuONa P(C6H 1 1 )3 ,(CH 2OMe) 2

HNO, TfOH, CH2C12 (C 13H 12NOF3) ’ 2 2

H2> Pd(OH) 2 33 (CiaIVÍOaNa) MeOH, H2SQ4

H2, Pd(OH), 38 — ’ . 2 > 39 MeOH

(CHO), " . „ ► 40 THF, H20

NH’HC1 Varenicline

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 30 đến 40. Hướng dẫn giải NaO

VOMe

COOMe /

Br „COOMe

u 31

^ n h

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Ơ I K , :X )Q K , : « 37

C Ơ M

Câu 4: 1. Reboxetine là một loại thuốc chống suy nhược được tổng hợp theo sơ đồ sau: EtCK

EtCL

EtOv

Đề nghị các tác nhân phản ứng từ 41 đến 47. Hướng dẫn 41: o-Etoxiphenol/NaOH 42: MsCl/Et3 44: 1) NaN/DM F và 2) H 2 , Pd/C 46: í-BuOK, í-BuOH 2. Cho sơ đồ tổng hợp azulen (56) như sau:

43: NaOH/DMF 45: ClCH2COCl/Et3N 47: LiAlH4, THF

(C11Hlg0 2) 1.SOC1, l.t° T . » 52 —— 2. NaN3 2. H

a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 48 đến 56. b) Từ benzen, các chất hữu cơ (chứa không quá 2 nguyên tử cacbon trong phân tử) và các chất vô cơ khác, hãy đề nghị sơ đồ tổng c) Azulen còn có thể được tổng hợp theo phương pháp sau: Cho 1-clo-2,4-đinitrobenzen phản ứng với piriđin, thu được muối 57. Xử lí 57 với Me2NH, thu được muối 58 (mạch hở). Cho 58 tác dụng với xiclopenta-1,3-đien có mặt MeONa ở 125oC, thu được azulen. - Vẽ công thức cấu tạo của 57 và 58. - Đề nghị cơ chế phản ứng của các chuyển hóa 57 thành azulen. Hướng dẫn giải ^ / ^ J ^ J ^ 'C O O H 49

CCT" CƠ 0-3 < 53

'&ÜU cou dudo* tắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cửa dè ổuời/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

+ cr Sơ đồ tổng hợp VII: 'c i 1. Mg/THF

MeCl A1C1,

2. Etilen oxit 3. H20/H +

Cơ chế phản ứng của các chuyển hóa 57 thành azulen: Me2NH ^

NMe2

no2

NM&

*p~\ :NMe2

N° 2

N 02

NMe 2 -Me2NH

3. Để phân lập các hợp chất tự nhiên từ thực vật, người ta có thể sử dụng phương pháp sắc kí cột (Column Chromatography). Từ một phân đoạn X (giả sử chỉ chứa 58, 59, 60, 61) của rễ cây me rừng (Phyllanthus emblica Linn.), một nhà khoa học thực hiện các bước sau: - Nhồi silica gel pha thường (N orm iLPjase - NP) vào cột thủy tinh với kích thước thích hợp. - Cho hệ dung môi CHCI3 - ^ ẽ ơ H (tỉ lệ thể tích 9 : 1) chảy qua cột thủy tinh vài lần. - Hòa tan hết X trong lượng vừa đủ hệ dung môi trên rồi đổ từ từ vào cột thủy tinh. - Sau khi dung dịch của X hấp thụ hết vào silica gel, cho tiếp hệ dung môi trên chảy chậm liên tục qua cột và hứng dung dịch chảy ra khỏi cột trong các bình tam giác được đánh số thứ tự thì sẽ thu được 58, 59, 60, 61 với độ tinh khiết nhất định. OH CHCI3 - MeOH (9 : 1) 'hân đoạn X Silica gel NP

I. / Si i . Si. i O i o 0 0 0 1 I

i .Si. 7 I

Silica gel NP

COOH

Hơ

'&ÜU cou dudo* tắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cửa dè ổuời/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ OH

\J Ị,^ \ OH

H < > v ^ .° ' OH

« aJT f

a) Dựa vào sự tương tác giữa các hợp chất trên với silica gel NP, hãy giải thích trình tự giải li ra khỏi ỉ)i cột của các chất 58, 59, 60, 61. b) Nếu thay hệ dung môi CHCỈ3 - MeOH ở trên bằng MeOH thì có thể t|£ h dưỢc^ ác chất ra khỏi phân đoạn X được không? Giải thích. Hướng dẫn giải ỏi cột trước, sau đó đến a) Khi sắc kí cột bằng silica gel NP, chất kém phân cực được giải phân cực). các chất phân cực hơn (vì trong cấu trúc của hạt silica gel NP có các Các chất 60 và 61 có thêm phần saccarit nên phân cực hơn các chất 8 và 59. Chất 61 có thêm nhóm -O H nên phân cực hơn chất 60. Chất 59 có nhóm -COOH nên phân cực hơn chất 58. Vậy trình tự giải li ra khỏi cột của các chất lần lượt là: 58 ^ 59 ^ 60 ^ 61. : ? 59 ^ b) MeOH là một dung môi rất phân cực nên sẽ thay chỗ các chất hữu hữ cơ khác trên bề mặt hạt silica ư đồng thời nên không thể tách riêng gel NP. Do đó, các chất hữu cơ sẽ được giải li ra khỏi được các chất ra khỏi phân đoạn X. 4. Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sai Li

CO'Suùờaệ'tắànắ/công*Mônỷ cô cổấu/cắàtocửa dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Câu 5: 1. Các hợp chất ancaloit Daphniphyllum được tìm thấy trong nhiều loại cây thân thảo. Chúng có nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý như chống ung thư, chống oxi hóa, kháng khuẩn, ... Sau đây là sơ đồ tổng hợp metyl homosecodaphniphyllat:

64 ( c 33h 5 1 n o 3)

68 (C29H41 NO) COOMe ỉ 4, 80°c

Pd/C

H2SO4

H2S0

Metyl homosecodaphnỉphyllate

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 62 đến 71.

Cốft (ủeờn*tắànắ/cống*Mônỷ cố cổấu/cắàtoO à dà ắùờ/ ũểnỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải „OBn

OBn

,OBn

2. Levobupivacaine (79) là một loại thuốc gây mê cục bộ. Hợp chất này được tổng hợp từ L-lysin theo sơ đồ sau: '& ữ * c o tt (ủeờn* tắ à n ắ / cô n * M ô n ỷ c ô (ử à (/ c ắ à íi' c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ũ ể n ỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

1. CuC0 3 .Cu(0H ) 2 h 2o , t° L -L ysin 2. N aN 02, H2 S 0 4 2M 1. K2C 0 3, MeOH 2. TsCl, Et3N ' "

CbzCl 72 NaHC03, THF (c 6h 13 n o 3)

-73-

NaNO, AcONa, AcOH

2 ,6 -đimetylanilin 74 DCC, CH2ạ 2 ( c 16 h 21 n o 6)

BuBr K2C 03, EtOH

Vẽ cấu trúc của các chất từ 72 đến 79.

TsO

76 3. (+)-Artemisinin được phân lập từ cây Artemisia annua ,. (Qinghao, Compositae) là một loại thuốc kháng kí sinh trùng sốt rét chủng Plasmodium. Quá trình tổng hợp artemisinin được thực hiện qua các giai đoạn sau: a) Thực hiện phản ứng nhiệt phân 2-carene, thu ?)-(+)-trans-isolimonene 80 (C 10H 16). Xử lí 80 với đixiclohexylboran trong THF rồi oxi hóa trong kiềm, thu được ancol 81 (là hỗn hợp của các đồng phân dia). Oxi hóa 81 bằng CrO thu được axit không no 82. b) Tiến hành phản ứng giữa 82 với dung dịch lứa KI và I2 trong dung dịch nước của NaHCO3, thu được hai đồng phân dia là 83 và 84 (chỉ khác nhau về lập thể ở C3 ). c) Cho 84 tham gia phản ứng gốc nội phân tử với xeton 85 bằng cách đun hồi lưu trong toluen, có sử dụng lượng vừa đủ tris(trimetylsilyl)silan (TTMSS) và AIBN làm chất xúc tác, thu được lacton VIII (là hỗn hợp của các đồng phân dia chỉ khác nhau về lập thể ở C7 ), MeCO(CH 2 )2 Si(SiMe3 ) 3 và 85 (C 10H 16 O2). d) Cho VIII phản ứng với có mặt BF3 •OEt2 trong CH2 O 2 ở 0oC, thu được hai đồng phân dia là 86 và 87. Trong đó, chính 87 có nhóm thioxetal và nhóm metyl kế cận nằm ở hai phía đối diện của vòng sáu cạnh. e) Thủy phân 88 trong kiềm rồi axit hóa, sau đó phản ứng với CH2N 2 trong Et2 O, thu được 89. Oxi hóa hóa 89 CH2 O 2 , thu được xetoeste 90 có hai nguyên tử hiđro kế bên nhóm cacbonyl (mới m ở vị trí cis so với nhau. f) Cho 90 phi i Ph 3P(Cl)CH 2 OCH3 và KHMDS, thu được 91. Gỡ bỏ nhóm bảo vệ thioxetal trong 91 bằn à CaCO3, thu được 92. Cuối cùng, chiếu sáng 92 với O2 và sau đó thủy phân trong dung dịch 4 , thu được (+)-artemisinin.

2-Carene

(+ )-A r te m is in in

Vẽ cấu trúc của các chất từ 80 đến 92.

co ' (ûcdnÿtắànắ/ cống*Monỷ cố cổấu/ cắàtoO à dà ẩtờ ũểnỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải

4. DNJ thuộc loại hợp chất đường imino được dùn này được tổng hợp theo sơ đồ sau: HỌ _ M e, c o

T f,0

"" „ v' ° OH

NaN 3 Jt DMF

DIBAL „ nnm THF, -78°c V

>-9 8

E tO ítr

H20 „„ - » 99 H+

H2 Pd/C DNJ

Vẽ cấu trúc của các chất từ 93 đến 100. Hướng dẫn giải

-Vo'

-V0'

-y°*

°:ự > °

OH^

OTf

ÓH

94 _

^ O

n3 9 8

„ O

x tQ -

^ O

nh2

9 9

^ N ^ OH 100

-HẾT-

'& ữ* co ' (ủeờn*tắànắ/cống*Monỷ cố cổấu/cắàtoO à dà ắùờ/ ũểnỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 11 Câu 1: 1. Cho các hợp chất sau: H

HO H I

H II

III

a) Vẽ cấu dạng ghế của I, II, III và so sánh (có giải thích) độ bền của chúr ng để giải thích hiện b) Hợp chất IV bị raxemic hóa trong môi trường bazơ. Đề xuất cơ chế tượng trên. c) Đun phenol với dung dịch H 2 SO4 đặc, thu được 1. Cho 1 phản ứng với axetyl clorua có mặt AICI3 , thu được 2. Đun 2 với nước ở 200oC, thu được 3. Cho 3tác dụng vớibenzoylclorua trong piriđin, tạo ra 4. Trong môi trường kiềm, 4 chuyển hóa thành 5. Khicómặt H 2 SO4 , 5 sẽ tự đóng vòng để tạo ra V. Vẽ công thức cấu tạo của 1, 2, 3, 4, 5. ucleophin vào hợp chất cacbonyl, 2. Để xác định cấu trúc của sản phẩm chính trong phản ứng người ta có thể dùng mô hình Felkin - Anh. Hợp chất nhất khi tồn tại ở cấu dạng như hình dưới. Tác nhân nuleophin sẽ tấn công theo hướng ít không gian nhất và hợp với nhóm cacbonyl thành góc 107o (góc Burgi - Dunitz) để tạo ra chính. L: nhóm thễ%^a5JHhước lớn M: n h ó ể ^ Ị ^ ^ É th thước trung bình S: n h Ề ^ tì^ ^ k íc h thước nhỏ

L—( r j TNg

Vẽ cấu trúc của 6 và 7 (đều là các sản phẩm chính) trong các sơ đồ chuyển hóa sau: NBn2 '

CHO

, THF— % „ 1. OLi 2. H20

r1.Zn(BH4)2,EtOH 2. H2ơ

^ C 23h 31n o 3)

Biết rằng, ion Zn2+ có thể tạo hức vòng càng với các nguyên tử oxi. 3. Tiến hành phản ứng giữa non và đimetyl 2-(metoximetylen)malonat có mặt NaNH 2 , thu ơ mạnh, 8 bị chuyển hóa thành 9 (C 11H 12O4 ). Đun nóng 9 với được 8 (C 12H 16 O5 ). Trong môi 1,1-đimetoxieten, thu đư chất 10. Nếu tiếp tục đun nóng chất 10 sẽ tạo ra khí cacbonic, metanol và metyl 3-metoxi-5,6,7,8-te onaphtalen-2-cacboxylat. Vẽ công thức cấu tạo của 8, 9, 10. Câu 2: 1. Tơ capron thường được dùng để dệt vải may mặc. Từ cumen và các chất vô cơ khác, hãy đề nghị các sơ đồ tổng hợp loại tơ trên. 2. Nhựa PU (poliuretan, 13) có tính đàn hồi tốt, khả năng chống mài mòn và có độ bền cao hơn so với các loại nhựa và cao su thông thường. Cho sơ đồ tổng hợp nhựa PU như sau: A n \

HCHQ

(C13 H 14N2)

COCl2 CH2C12

^ HO(CH2)2OH 12 DABCO (C15 H 10N2O2)

DABCO

►

g thức cấu tạo của 11, 12, 13. ị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau:

Ọ THP(/

b) Eto HN--V

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

-N-

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

4. Xiclohexan-1,2,3,4,5,6-hexaol (hay myo-inositol) được sử dụng để điều trị bệnh đa nang buồng trứng ở phụ nữ, góp phần làm tăng khả năng thụ thai. Trên phổ 1H-NMR (tần số máy đo 600 MHz và dung môi là D 2 O), chỉ có 4 tín hiệu như sau: 0 3 *2 co 00 o 1-H kO o ^ 05 ỉô TP 00 M w> ^kO o o ằÕ nõ àO àO N 0 Ò -4 *4 ìó cô cò cô cô có rò cộ ÇÔ cộ »I* S. I ^ W

r-l Cì

C Õw

r-t

\ /

CH-OH

H 2.0

2.0

4.1

4.0

3.9

3.8

3.7

3.6

3.5

3.4

3.3

3.2

a) Hãy cho biết hình dạng mũi và hằng số ghép (kí hiệu là J, đơn vị là Hz) của các tín hiệu trên. b) Dựa vào các thông tin trong phổ 1H-NM, hãy biện luận cấu trúc của myo-inositol. c) Hãy quy kết độ dịch chuyển hóa học (ỗH, đơn vị là ppm) của các tín hiệu trong phổ 1H-NMR cho các proton trong phân tử myo-inositol (không cần giải thích Biết rằng, hằng số ghép của hai proton ở các vị trí axial (a) và equatorial (e) như sau: H ^ " Z ,=

Câu 3: 1. Cho sơ đồ tổng hợp các a-amin NH3 c h 2c i 2

8 -1 4 H z

và 18 như sau:

15 (Cil

( c 14h 14n 2 o 2)

Họ - ► Pd

( c 14h 16n 2o 2)

h 2o

H+

17 + 18

Vẽ công thức cấu tạo của các chất 14, 15, 16, 17, 18. 2. Khi thủy phân thevetin-B (C42 H 6 4 O 18, là một loại glicozit trợ tim, kí hiệu 19) trong môi trường axit, thu được D-glucozơ, 20 (C7H 14 O 5) và 21 (C23 H 3 6 O5 ). Biết 20 thuộc loại O-metyl-L-anđozơ HO với cấu hình tuyệt đối của C3 khác với cấu hình tuyệt đối của các nguyên tử cacbon khác và có khả năng tạo thành osazon khi phản OMe ứng với phenylhydrazin. Khi cho 19 phản ứng với lượng dư MeI/Ag2 O, sau đó thủy phân với enzyme ^-glicosidase, thu được 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucozơ; 2,3,4-tri-ơ-metyl-D-glucozơ và 22. Nếu thủy phân 22 với enzyme a-glicosidase thu được 23 (C8H 16 O5 ) và VI. Mặt khác, oxi hóa 23 bằng HIO 4 , thu được etanal và (2^,3^)-2,3-đimetoxibutanđial. a) Vẽ công thức Fischer của các chất 20 và 23. Biết rằng, 23 là dẫn xuất của 20. b) Vẽ cấu trúc của 19, 21, 22 (hợp phần saccarit vẽ ở cấu dạng ghế). 3. Cây hồi (Illicium verum) là cây thường xanh có ở vùng Đông Bắc Việt Nam. Quảhồi được dùng trong y học cổ truyền, ngoài ra còn được dùng làm gia vị tạo nên hương vị đặc trưng của món phở.

'&ÜU cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố tfiàwcắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

a) Từ quả hồi, người ta phân lập được axit 24 (C7H 10O 5 ). Cho sơ đồ chuyển hóa của 24 như sau: 24

1. 0 ,

MeOH HIO4 26 » 27 25 2. Me2S _ ~ _ H+ ( c 8h 12 o 7) 2 (C7 H 10O7)

H ,0

_____ ___ „ _______ » 28 + OHC-CHO + OHCCH(OH)CH2COCOOH

Vẽ công thức cấu tạo của 24, 25, 26, 27, 28. Biết 24 chỉ có một nguyên tử hiđro ở nối đôi C=C. b) Anethole (thành phần chính của tinh dầu hồi) là một tiền chất rẻ tiền cho việc tổng hç chất dị vòng được dùng làm thuốc. Vẽ công thức cấu tạo của 29 và SG trong sơ đồ chuyển h ;au:

Đề nghị các tác nhân phản ứng từ 41 đến 47.

CốU(ùcờnytắànắ/cố/uyMônỷ cổ tfiàwc à u cãà dè ẩtởd/ êièiỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

2. Cho sơ đồ tổng hợp azulen (56) như sau: HCHO HC1 ’ 1. SOCl2 2. NaN 3

KCN 48 DMSO (C10Hn Cl)

l.t° 2. H20

N aN 0 2 AcOH

H2Q H+

54 (Ci0H 18 O)

KHSO4

Họ RO ,

51 (Cn H 180 2)

a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 48 đến 56. b) Từ benzen, các chất hữu cơ (chứa không quá 2 nguyên tử cacbon trong phâ:n tử) và các chất vô cơ khác, hãy đề nghị sơ đồ tổng hợp VII. c) Azulen còn có thể được tổng hợp theo phương pháp sau: Cho 1-clo-2,4-đinitrobenzen phản ứng với piriđin, thu được muốii 57 57. Xử lí 557 với Me2NH, thu được muối 58 (mạch hở). Cho 58 tác dụng với xiclopenta-1,3-đien có mặt MeONía ở 125oC, thu được azulen. - Vẽ công thức cấu tạo của 57 và 58. - Đề nghị cơ chế phản ứng của các chuyển hóa 57 thành azulen. 3. Để phân lập các hợp chất tự nhiên từ thực vật, người ta có thể sử dụng phương pháp sắc kí cột (Column Chromatography). Từ một phân đoạn X (giả sử chỉ chứa 58, 59, 60, 61) của rễ cây me rừng (Phyllanthus emblica Linn.), một nhà khoa học thực hiện các bước sau y tinh với kích thước thích hợp. - Nhồi silica gel pha thường (Normal Phase - NP) vài - Cho hệ dung môi CHCh - MeOH (tỉ lệ thể tích 9 ua cột thủy tinh vài lần. - Hòa tan hết X trong lượng vừa đủ hệ dung môi trê: i đổ từ từ vào cột thủy tinh. - Sau khi dung dịch của X hấp thụ hết vào silic cho tiếp hệ dung môi trên chảy chậm liên tục qua cột và hứng dung dịch chảy ra khỏi cột tro tam giác được đánh số thứ tự thì sẽ thu được 58, 59, 60, 61 với độ tinh khiết nhất định. Silica gel NP Silica gel NP

'COOH

COOH

a) Dựa vào sự tương tác giữa các hợp chất trên với silica gel NP, hãy giải thích trình tự giải li ra khỏi cột của các chất 58, 59, 60, 61. b ) Nếu thay hệ dung môi CHCl3 - MeOH ở trên bằng MeOH thì có thể tách được các chất ra khỏi phân đoạn X được không? Giải thích.

cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

4. Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sau:

..................

64 ( c 33h 5 1 n o 3)

68 (C29H41 NO) COOMe Metyl homosecodaphniphyllate

Vẽ công thức cấu tạo của các c 2. Levobupivacaine (79) là một loại sơ đồ sau: 1.

gây mê cục bộ. Hợp chất này được tổng hợp từ L-lysin theo

CuC0 3 .Cu(0H ) 2 72

L -L ysin

9^ ( C

CbzCl

6Hi3N0 3) NaHC0 3’ TH pr

1. K2C 0 3, M e O » H2, Pd/C 2. TsCl, Et3N ^ j W " r K2C 03, EtOH

[77]

2 ,6 -đimetylanilin 74 DCC, CH2C12 AcONa’ AcOH ( c 16 h 21 n o 6)

NaNQ 2

78 (C14H20N2O)

BuBr Et,N

Vẽ cấu trúc của các chất từ 72 đến 79. 3. (+)-Artemisinin được phân lập từ cây Artemisia annua L. (Qinghao, Compositae) là một loại thuốc kháng kí sinh trùng sốt rét chủng Plasmodium. Quá trình tổng hợp artemisinin được thực hiện qua các giai đoạn sau ĩc hiện phản ứng nhiệt phân 2-carene, thu được (7^)-(+)-trans-isolimonene 80 (C 10H 16). Xử lí 80 với đixiclohexylboran trong THF rồi oxi hóa bởi H 2 O2 trong kiềm, thu được ancol 81 (là hỗn hợp của các đồng phân dia). Oxi hóa 81 bằng CrO3 /H 2 SO4 , thu được axit không no 82. b) Tiến hành phản ứng giữa 82 với dung dịch chứa KI và I2 trong dung dịch nước của NaHCO3, thu được hai đồng phân dia là 83 và 84 (chỉ khác nhau về lập thể ở C3 ).

CO'Suùờaệ'tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocứà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

c) Cho 84 tham gia phản ứng gốc nội phân tử với xeton 85 bằng cách đun hồi lưu trong toluen, có sử dụng lượng vừa đủ tris(trimetylsilyl)silan (TTMSS) và AIBN làm chất xúc tác, thu được lacton VIII (là hỗn hợp của các đồng phân dia chỉ khác nhau về lập thể ở C7 ), MeCO(CH 2 )2 Si(SiMe3 ) 3 và 85 (C 10H 16 O2). d) Cho VIII phản ứng với etanđithiol có mặt BF3 •OEt2 trong CH2 O 2 ở 0oC, thu đư phân dia là 86 và 87. Trong đó, sản phẩm chính 87 có nhóm thioxetal và nhóm metyl phía đối diện của vòng sáu cạnh. e) Thủy phân 88 trong kiềm rồi axit hóa, sau đó phản ứng với CH2N 2 trong Et2 O hóa hóa 89 bằng PCC trong CH2 O 2 , thu được xetoeste 9G có hai nguyên cacbonyl (mới tạo thành) nằm ở vị trí cis so với nhau. f) Cho 9G phản ứng với Ph 3P(Cl)CH 2 OCH3 và KHMDS, thu được 91. trong 91 bằng HgCh và CaCO3, thu được 92. Cuối cùng, chiếu sáng 92 trong dung dịch HClO 4 , thu được (+)-artemisinin. o

2-Carene

Vẽ cấu trúc của các chất từ 8G đến 92. 4. DNJ thuộc loại hợp chất đường imino được dùn: này được tổng hợp theo sơ đồ sau: HỌ

CốU(ùcờnytắàrtẮcốnydắổỉtỷ cổ (ửàãcắààucãà dè ắíờỉ/ êièiỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 12 Câu 1: 1. Antraxen là một hiđrocacbon được tách ra từ nhựa than đá. Dung dịch của antraxen trong benzen có khả năng phát quang màu xanh. a) Vẽ tất cả các công thức cộng hưởng của antraxen. b) Độ dài của các liên kết (theo Â) trong phân tử antraxen là 1,43; 1,43; 1,43; 1,40; 1,37. Hãy g các giá trị trên (có giải thích) vào các liên kết trong phân tử antraxen. c) Dựa vào quy tắc Hucken, hãy cho biết antraxen là hiđrocacbon thơm, phản thơm hay khô thơm? Giải thích. Hướng dẫn giải a) Các công thức cộng hưởng của antraxen:

S Í

b) Liên kết C 1 - C6, C2 - C3 và C5 - C6 ở dạng liên kết đôi^ ng 1 công thức cộng hưởng nên đều có độ dài là 1,43 Â. Liên kết C6 - C7 ở dạng liên kết đôi trong 2 công thức g nên có độ dài là 1,40 Â. ởng nên có độ dài là 1,37 Â. Liên kết C 1 - C2 ở dạng liên kết đôi trong 3 công thứ{ c) Antraxen là hợp chất thơm vì chứa hệ thống và số electron K liên hợp là 14 (thỏa mãn 4n + 2, với n = 3). 2. Cho các hợp chất sau:

Ọ

ẲA

.. X

I n III IV V VI a) Hãy cho biết các hợp chất it từ I đến V t<ồn tại chủ yếu ở dạng xeton hay enol? Giải thích. b) Chiếu sáng xiclocta-1,3, 5,7-tetraen trong tr PhH, thu được 1. Đun 1 với 2(C6 H 4 O2 ) trong PhH, thu được 3. Tiếp tục chiếu sáng 3, thu được VI . Vẽ công thức cấu tạo của 1, 2, 3. Hướng dẫn giải a) Các hợp chất tồnn tại chủ yếu ở dạng enol: I và II. Các hợp chất tồn ại tạichủ chủyếu ở yếu ở dạng xeton: III, IV và V. Dạng enol của I bền vì đđược giải tỏa điện tích trên 5 nguyên tử và có liên kết hiđro nộiphân tử. H o (:oỵ Ôh o

{< / giải tỏa điện tích trên năm nguyên tử. Dạng enol N củ của IIT vìì được đ OEt

—

OEt

V 0 cM r v

,:0

n"O

HO'

+y o

HO "O

Dạng enol của III không bền vì không thể tạo nối đôi ở đầu cầu (quy tắc Bredt). S4“ OH

cott (ủeờn* tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàtocãà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

Dạng enol của IV không bền vì nhóm Í-Bu cồng kềnh không thể nằm cùng mặt phẳng với vòng sáu cạnh.

Dạng enol của V không bền vì vòng 4 cạnh chứa nối đôi có sức căng rất lớn.

o=o =o

HO-

b) Công thức cấu tạo của 1, 2, 3:

o 1

3. Cho sơ đồ chuyển hóa và phổ MS, IR, NMR của các sản phẩm 4 và 5 như sau: o HOOC COOH " cr h 2so 4

Ấ

1H-NMR 13c -n m r Sh (ppm, CDCI3 ) Sc (ppm, CDCI3 ) (cm-1) ^ 1.82 (6H, s) 22; 23; 28; 105; 169 [M+] = 170 1773; 1754 4 1.97 (4H, s) 2.55 (2H, m) 21; 47; 48; 121; 127; 130; 138; 170; 172 3.71 (1H, t, J = 6.0 Hz) 3.92 (2H, m) [M+] = 205 1670; 1720 5 7.21 (2H, d, J = 8.0 Hz) 7.35 (1H, t, J = 8.0 Hz) 7.62 (2H, d, J = 8.0 Hz) Chú thích: s = singlet (mũi đơn), d = doublet (mũi đôi), t = triplet (mũi ba), m = multiplet (mũi đa). a) Dựa vào các dữ kiện phổ, hãy biện luận công thức cấu tạo của 4 và 5. \y/ b) Đề nghị cơ chế phản ứng tạo thành 4 và 5. o o Hướng dẫn giải Q o Phổ IR cho thấy 4 có hai nhóm >C=O. Mặt khác, phổ 1H-NMR và phổ 13C-NMR cho thấy phân tử 4 cóMntí^ ốLxứng, chỉ có 2 nhóm -CH 3 và 2 nhóm >CH 2 , có nguyên tử Ph cacbon liên kết với nguyên tử oxi (ỗC = 105 ppm). Kết hợp với sơ đồ chuyển hóa trên, xác định được 4 ccó công thức cấu tạo như hình bên. Phổ IR cho thấ thấy 5 có hai nhóm >C=O. Mặt khác, phổ 1H-NMR và phổ 13C-NMR cho thấy 5 có vòng be benzen (ỖH= 7.21 - 7.62 ppm; ỗC = 121 - 138 ppm), có >CH-CH 2-CH 2-. HOOC Kết hợp với sơ đồ ìồ chuyển hóa trên, xác định được 5 có công thức cấu tạo như hình bên. Phổ Hợp c h a T ^ ^ '- ^ ^

MS (m/z)

cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

4. Leuhistin là một chất ức chế enzyme aminopeptidase. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: ClCHO

COOEt SnCl2, CH2C12

1. EtONa, EtOH 2. Tf2 0, py. CH2C12

(PhC0)20 „ _ - NaH, PhH

(UgrljgUj)

NaNNH4C1, MeOH

N H EtONa, EtOH

NaBH4, MeOH CF3COOH, CI

HCOOH, EtOH ^ NaOH Pd/C H20

Vẽ công thức cấu tạo của các chất 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Biết rằng, 9 có Hướng dẫn giải OBz EtOOC COOEt

COOEt

Câu 2: hemann (1859 - 1943) phát 1. Ninhydrin được nhà hóa học người Đức hiện lần đầu tiên vào năm 1910. Ông thấy nyhindrin tiếp xúc với da sẽ chuyển sang màu tím Ruhemann (Ruhemann\ 'le). Để tổng hợp nihydrin, người ta thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa đimi phtalat với etyl axetat trong môi trường của NaH, tạo ra 13. Đun nóng 13 với h HCl, thu được 14. Cho 14 phản ứng với TsN3 khi có mặt Et3N, thu đư 5 (C9H 4N 2 O2 ). Cuối cùng, thực hiện phản ứng giữa 15 và íBuOCl trong dun: c của MeCN sẽ thu được ninhydrin. a) Vẽ công thức cấu tạo củ 13, 14, 15. b) Biết rằng, chỉ một trong cbonyl của ninhydrin tồn tại chủ yếu ở dạng hiđrat. Vẽ công ninhydrin. thức cấu tạo dạng hiđrat c) Trong mồ hôi của ười thải ra một lượng nhỏ các amino axit. Chúng tập trung nhiều ở những vân đạo của cá tay. Ninhydrin có thể phản ứng với nhóm -N H 2 trong các amino axitnày để tạo ra hỗn hợp ất có màu tím đặc trưng (theo sơ đồ chuyển hóa ở dưới) phục vụ cho kĩ thuật điều tra hình sự vớ: ục đích phát hiện ra các dấu vân tay.

nghị cơ chế phản ứng của các chuyển hóa trên. Hướng dẫn giải a) Công thức cấu tạo của các chất 13, 14, 15:

cott (ủeờn*tắànắ/công*Mônỷ cô cổấu/cắàtocãà dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Guta uie<t:

Hoa Hoc Him Cff

COOEt

O 9

b) Hai nhom xeton ke ben vong benzen se ben hon vi co su lien hgp voi vong benzen. Mat khac, nhom xeton a giua chiu hieu ung -C cua hai nhom xeton con lai nen de bi hidrat hoa^ o o

c) Co che phan ung cua cac chuyen hoa ninhydrin: O

-RCHO

_ O

2. Tu re cay cam thao (Glycyrrhiza uralensis), nguoi ta phan lap duoc glycyrrhizin (C42 H 6 2 O 16, 16) co do ngot l ap khoang 50 - 150 lan so voi saccarozo. Hop chat nay la nguyen nhan chinh gay ra cac ho at tinh sinh hoc cua re cay cam thao. Be trung hoa 1 mol 16 can 3 mol NaOH. Khi thuy phan 16 trong dung dich axit, thu duoc 17 (C6H 10 O7 ) va axit glycyrrhizinic voi ti le mol tuong ung la 2 : 1. Mat khac, metyl hoa hoan toan 17 voi luong du MeI/Ag 2 O roi HO thuy phan trong dung dich axit, thu duoc 18 (C31 H 48 O4 ), 19 (C 10H 18 O7 ) va 20 (C9 H 16 O7 ). Cho so do chuyen hoa cua 20 nhu sau: L1AIH4

H2 Raney

(CgHigOs)

NaI0 4 ■

c h 2c i 2

(C6H10O4 )

H9 Ni - Raney

Axit glycyrrhizinic

24 ( c 6h 14o 4)

L1AIH4 , THF Mel COOH 25 HOOC Ag20 ( c 8h 14o 6) OH Axit D-tactaric OH

cong thuc Fischer cua 22, 23, 24, 25. Biet phan tu 22 khong co tinh doi xung. tyl hoa hoan toan 19 va 20 voi luong du MeI/Ag2 O thi deu thu duoc hon hop gom cac cua 26 (C 11H 2 0 O7 ). Be xac dinh chinh xac cau truc cua 20, nguoi ta thuc hien so do chuyen H ,0 27 HC1 (C10H20O6)

H, NaI0 4 28 29 Ni - Raney CH9CI9 (c 9h 18o 6) * (C9H20O6) 2 2

(c8H16o5)

H, Ni - Raney

* (c8Hlgo5)

c a u d u d n jf' tdan& cO up M O n^ c o dO w cdobu c u a d e ¿ cd i k e n y

GiÓ&IWK:

Hóa Học Hữu Cơ

Vẽ cấu trúc của 26, 27, 28, 29, 30, 31. Biết trong các hợp chất trên thì chỉ có 31 không có tính quang hoạt. c) Vẽ cấu trúc của 16, 17, 18, 19, 20. Biết 17, 19, 20 có thể tồn tại ở dạng hỗn hợp các đồng phân anomer và trong phân tử 16 chỉ chứa các liên kết ^-glycozit. Hướng dẫn giải .o HO-

HOOC

H oX -

HOOC HO HO OH MeOOC

MeOOC

M eO ^

M eO^V"

MeO

M eoX

M e o \ « ---- ^ V OH

COOMe MeO-

-H

H-

OMe COOMe 25

.OH M eO ^V ^^°\ OMe 28

HMeOH-

(S)‘

OMe H

(R)

OMe CH2OH 31

3. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất đầu cho trước: o ^

b> H 0A - r - ^ O H ------ -

o ho ' ẴỴ

HO—% . . .

W H<O ' /

. . .

y "OMe OH

H O "/ HO

V"OH OMe

d) OH

cou (ủcờnỷ tắànắ/ cố/uyMonỷ cố cổấu/ cắàti cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải OH *

1. mCPBA, CH2C12

2 . ---- —MgBr THF 3. NaHC03, H20

b) H °

™ -W

BnCT V

H2,Pd

k ./A ,

PbC0 3

1 H o H+ 2.' Cr03, H2 SO4 » BnCT VI

'O ' 'O '

MeOH

Me2CO H O -i ^ / °\ PhCHO c) HO" ( ) 'OMe ‘ ~T„ ► \ __ / TsOH HO

Ọ .^ \

l.TBSq^EfcjN, DMAP ' „ - X " , ---- ► 2. M ^ £ J ^ C H 2C12

1 \ OMe

9; T

?oe \

/ HO' <

Na, NH3 Et20 , EtOH

rf II

H2, P h M B ^ (Phtf)3RhCl

HO—y

H20 TÎT * h+

V H

OMe ¥

TBAF ' THF

_P_^\ TBSO-

Y IL

°\

/ ' 1'OH

' " WOMe

1. B 2H6, THF 2. NaOH, H20 2 OH

Câu 3: 1. Đun 32 (C6H 6 O3 ) với NaHSO 3 , thu được 33 (C6H 5 Ơ 5NaS) là chất không màu, tan trong nước và tạo được hợp chất màu tím khi tác dụng với dung dịch FeCl3 . Phổ 13C-NMR của 33 cho thấy có 4 tín hiệu ở 105; 106; 144 và 157 ppm. Cho 32 tác dụng với Mel dư trong môi trường kiềm, thu được 34. Chất 34 cũng được tạo thành khi thực hiện phản ứng trime hóa đimetylxeten với xúc tác bazơ. Mặt khác, cho 32 tác dụng với Mel dư có mặt NaHCO 3 , thu được 35. Phổ 1H-NMR của 34 cho thấy chỉ có một tín hiệu ở dạng mũi đơn, còn 35 có hai tín hiệu ở dạng mũi đơn với tỉ lệ cường độ tích phân là 1 : 3. Thực hiện phản ứng giữa 32 tác dụng với hiđroxiamin, thu được 36 (C6 H 9N 3 O3 ). Khử 36 bằng H 2 với xúc tác Ni - Raneyrth u được 37 (C6H 9N 3 ). Chất 37 kém tan trong nước nhưng tan tốt trong dung dịch HCl, nếu đun nóng dung dịch này sẽ thu được 32. Vẽ công thức cấu tạo của 32, 33, 34, 35, 36, 37. Hướng dẫn giải

c o u (ùcờ ny tắ à rtẮ cO fuy M on ỷ c ố d à t/ cắààu c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ũ ể n ỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ OH

m è*

Cố*Suờểiỷ tắànắ/cố/uyMônỷ cổ tfiàwcắà* cãà dè ổuời/ ũểnỷ

S 0 3Na

GiÓ&IWK:

Hóa Học Hữu Cơ

j£ M

ỵGoH

ÒH

3. a-Noscapine được phân lập từ cây Papaver somniferum có được dùng để chữa ho, ung thư, đột quỵ. Cho sơ đồ tổng ng hợp a-n a-noscapine như sau: 0

« W ^ M e

l.B uLi , n MeONa, DMF THF ' Cui, 60 - 70°c 2 . 1, , ™

40 TT

h 2°, H+

ỌMe

4 3 ^ 4 4 HCl

Na.B tĨ4 > 4

CF3 COOH

5 ^

AcONa

1. H2NCH2CH(OMe) 2 2. NaBH4, MeOH

(Cl.HuOs) MeO

o "

46 (C12H 14N 0 3I) a-Noscapine

M eó

'& ÜUcou (ủcờnỷ tắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàti cửa dè ẩtởd/êiểhỷ

OMe

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 38 đến 46. Hướng dẫn giải OMe OMe OMe I OMe

UiVie

OMe

Câu 4: 1. Khi cho hiđrocacbon 47 (M = 136) phản ứng với O3 rồi xử lí sản phâm với với H 2 O2 , chỉ thu được 48 (C 5H 8 O3 ) nhưng nếu xử lí sản phâm với Me2 S thì chỉ thu được 49 (C5H 8 O2 ) có phản ứng iđofom. Trong môi trường bazơ, 49 chuyển hóa thành 50 (C5H 6 O). Phổ !H-NMR của 50 cho thấy có 4 tín hiệu với cường độ tích phân là 1 : 1 : 2 : 2. a) Xác định công thức cấu tạo của 47, 48, 49, 50. b) Người ta có thể tổng hợp pentalenen từ 47 theo sơ đồ 47

1. 9-BBN 2. H20 2/Na0H

NaH „ BF3-Et20 „ Mi -------- ►55 ----— —— ---- ►56 THF HCOOH

0 2/PdCl2 54 CuCl (C13H20O) H 1 B

9-BBN

Pentalenen

Vẽ công thức cấu tạo của 51, 52, 53, 54, 55, 56. Hướng dẫn giải a) Ozon phân 47 (M = 136), thu đượly s (C5H 8 O3) và 49 (C5H 8 O2 ) nên 48 có nhóm -COOH và 49 có nhóm -CHO. Mặt khác, 49 cópnản ứng iđofom và có thể ngưng tụ tạo thành 50 trong môi trường bazơ nên công thức cấu tạo của 49 có thể là: o

hoặc Phổ 1H-NMR của : cấu tạo của 47,

OH-

ỉ có bốn tín hiệu với cường độ tích phân là 1 : 1 : 2 : 2 nên công thức o Ọ COOH

CHO 49

ức cấu tạo của 51, 52, 53, 54, 55, 56:

CO'Suùờaệ'tắànắ/công*Mônỷ cô cổấu/cắàtocửa dè ắíờỉ/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ HO

56 / vẻ 1. Trong tự nhiên, có nhiều loại bọ rùa (Coccinellidae) đã được tìm thấy. Bên — dễ thương của chúng thì đây là những loại bọ có ích khi chúng có khả năng ttiêu diệt các loại sâu hại. Khi bị làm phiền hoặc quấy rối, chúng sẽ tiết ra một loại chất lỏng có Coccinelline tên là coccinelline. Hợp chất này có thể được tổng hợp như sau: Cho đimetyl malonat tác dụng với acrolein có mặt MeONa, thu được s? Đun s? trong dung dịch s8 phản ứng với etylen glicol có NaOH, sau đó este hóa bằng MeOH (xúc tác axit), thu được s để tạo ra 60 (C 15H 2 4 O7 ). Đun 60 mặt axit, thu được s9. Khi có mặt NaH, s9 tự ngưng tụ với AcONH 4 rồi sau đó khử bằng với dung dịch kiềm rồi axit hóa, thu được el. Cho e l NaBH 3 CN, thu được e i (C 13H 25NO 4 ). Gỡ bỏ nhóm bảo vệ tro 61 ở pH = 1 và sau đó điều chỉnh tới t rồi đun nóng nhẹ, thu được 63. Cho pH = 5 để thực hiện phản ứng cộng với đimetyl 3-oxopentai es phản ứng với Ph 3P=CH 2 , thu được e4. Hiđro hóa e4 với xúc tác Pd/C thu được 6s. Cuối cùng, oxi hóa 6s bằng mCPBA, sẽ thu được coccinelline. Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ s? đến 6s. Hướng dẫn giải COOMe

Cố* SuỜ oệ' tắ à n ắ / cống* d/Ỉổfiỹy c ổ tfiàw cắ à * O à d è ắùỜ / ũ è iỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

Câu 5: 1. Đun hồi lưu trifloaxetanđehit với BnNH 2 trong toluen, thu được 66 (C9 H 8NF 3 ). Phản ứng giữa 66 với etyl điazoaxetat trong BF 3 •OEt2 , thu được 67 (C 13H 14NO 2 F3 ). Khử 67 bằng LiAlH LiAlH44 trong THF, tạo thành 68. Cho 68 tác dụng với H 2 có mặt xúc tác Pd(OH)2 trong CH22Q 2 , thu được 69 (C 4 H 6NOF 3 ). Ch, (c4h6NOF3). Đun hồi lưu 69 với 2 eq TsCl trong hỗn hợp CH2 O 2 MAP, tạo ta 70. Cho 70 tác dụng với phenol có mặt K2 CO3 trong DMF, thu được 71 (C 17 Chất 75 (là một dẫn xuất của 71) có thể được tổ eo sơ đồ sau: COOEt

BnNH, AcOH/CHC13

SO C 12

CH2C12 (C ,3H,4>

LiHMDS 75 n 2/ t h f (Cn H 12NF3)

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 66 đến 75. Hướng dẫn giải !” OTs

COOEt

rcidine và platynecine là hai đồng phân lập thể của nhau. Hai hợp chất này được tổng hợp c sơ đồ sau: h 2n -

^""COÆt - c o 2e , ______ ^ 76am om K2CO3

EtONa

H20 H+

HO-

(CyHuNOa)

-OBn TsOH, t°

'&Ü* co ' (ùeờn*tắànắ/cống*Monỷ cố cổấu/cắàtoO à dà ắùờ/ ũểnỷ

[80]

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

81 NaBĨĨ4> 82 BnBr EtOH

COC1 Et3N, t°

86 (C16H 18C1N03)

BnO

DMF

NaH ( C ^ N O ,) 1^

1. Ni - Raney 2. H2, Pd/C (C28h 31 n o 2s) 2’

mCPBA t CH2C12

H2 ,Pd(OAc) 2 t MeOH

LỈA1H4 1 THF f ynecine

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 76 đến 88. Hướng dẫn giải _____ Etơ2C

COoEt

H N.

________ _______

v EtO oCL^N. C 02Et ^

C 02Et

COzEt

C 02Et

82 O

BnO

87 88 ào ung thư. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau:

3. Macrosphelide A là một chất ức OPMB

1,'Bucoa

COOH

PMB = p-MeOC6H4 CH2-

2. MeNHOMe 1. 'BuLi, THÈ'

M EM Q|

2- H^

(c 19h 26o 6) k >c o 3

H20 H+

, Br 93 ( c 18h 26o 7)

94 K2C° 3

OPMB DDQ

ỳ ĩ S p C , 93, DMAP

CHaCtHaO"

c J ||^ D D Q , CH2a 2, H20 a

NT 90

(CmÍỉo Ois)

/J\^C O O H DCC, DMAP

PhSH

10 0

(C35H52ơi4) CH2a 2,H 20

(C W )i3 )

f/ X

o eF 3CQQH^

DDQ

C1 Et3N,DMAP

Macrosphelide A

ức cấu tạo của các chất từ 89 đến 100. Hướng dẫn giải

Cốft (ủeờn*tắànắ/cống*Mônỷ cố cổấu/cắàtoO à dà ắùờ/ ũểnỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

PMBO

m è * C ố i dường* tắ à n ắ / cố/up dÁổfiỹy c ổ tfiàw c ắ à ti O à d è ắ ùờ / ũ è iỷ

GiÓ&IWK:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 12 Câu 1: 1. Antraxen là một hiđrocacbon được tách ra từ nhựa than đá. Dung dịch của antraxen trong benzen có khả năng phát quang màu xanh. a) Vẽ tất cả các công thức cộng hưởng của antraxen. b) Độ dài của các liên kết (theo Â) trong phân tử antraxen là 1,43; 1,43; 1,43; các giá trị trên (có giải thích) vào các liên kết trong phân tử antraxen. c) Dựa vào quy tắc Hucken, hãy cho biết antraxen là hiđrocacbon thơm, phản thơm hay khô thơm? Giải thích. 2. Cho các hợp chất sau:

o n

III

IV4

a) Hãy cho biết các hợp chất từ I đến V tồn tại chủ yếu ở b) Chiếu sáng xiclocta-1,3,5,7-tetraen trong PhH, thu đ được 3. Tiếp tục chiếu sáng 3, thu được VI. Vẽ công thi 3. Cho sơ đồ chuyển hóa và phổ MS, IR, NMR của cá HOOC

COOH

n hay enol? Giải thích. un 1 với 2 (C6H 4 O2 ) trong PhH, thu o của 1, 2, 3. 4 và 5 như sau:

° PhNH2

Ấ

1H-NMR 13c -n m r Hợp ỖH (ppm, CDCI3 ) Sc (ppm, CDCI3 ) 1.82 (6H, s) 22; 23; 28; 105; 169 [M+] = 170 1773; 1754 4 1.97 (4H, s) 21; 47; 48; 121; 127; 2.55 (2H, m) 3.71 (1H, t, J = 6.0 Hz) 130; 138; 170; 172 3.92 (2H, m) [M+] = 205 1670; 1720 5 7.21 (2H, d, J = 8.0 Hz) 7.35 (1H, t, J = 8.0 Hz) 7.62 (2H, d J = 8.0 Hz) 4 Chú thích: s = singlet (mũi đơn), d = coublet (mũi đôi), t = triplet (mũi ba), m = multiplet (mũi đa). a) Dựa vào các dữ kiện phổ, hãy biện luận công thức cấu tạo của 4 và 5. b) Đề nghị cơ chế phản ứng tạo thành 4 và 5. 4. Leuhistin là một chất ức chế enzyme aminopeptidase. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau: Phổ

MS (m/z)

IR ^ m-1)

Ẳ s

IZĨÌ

N /^C O O Et

(PhC0)20

SnCl2, CH2C12

. NaH, PhH

NaNo

H EtONa, EtOH

NaBH4, MeOH CF3COOH, CH2C12 HOOC OH / ^ N

HCOOH, EtOH NaOH ' 11 ---------—------►l i ■ Pd/C H20 '

nh2 Leuhistin

Vẽ công thức cấu tạo của các chất 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Biết rằng, 9 có nhóm -O H bậc ba.

c o i (ủcờnỷ tắànắ/ công*Mônỷ cô cổấu/ cắàti cãà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Câu 2: 1. Ninhydrin được nhà hóa học người Đức Siegfried Ruhemann (1859 - 1943) phát hiện lần đầu tiên vào năm 1910. Ông thấy rằng khi nyhindrin tiếp xúc với da sẽ chuyển sang màu tím Ruhemann (Ruhemann’s Purple). Để tổng hợp nihydrin, người ta thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa đimetyl phtalat với etyl axetat trong môi trường của NaH, tạo ra 13. Đun nóng 13 với dung dịch HCl, thu được 14. Cho 146 phản ứng với TsN3 khi có mặt Et3N, thu được chất 15 (C9H 4N 2 O2 ). Cuối cùng, thực hiện ph ứng giữa 15 và íBuOCl trong dung dịch nước của MeCN sẽ thu được ninhydrin. a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất 13, 14, 15. b) Biết rằng, chỉ một trong ba nhóm cacbonyl của ninhydrin tồn tại chủ yếu ở dạng hiđrat. Vẽ công thức cấu tạo dạng hiđrat của ninhydrin. c) Trong mồ hôi của con người thải ra một lượng nhỏ các amino axit. Chúng tập trung nhiều ở những vân đạo của các ngón tay. Ninhydrin có thể phản ứng với nhóm -NH2 trong các amino axit này để tạo ra hỗn hợp gồm ba chất có màu tím đặc trưng (theo sơ đồ chuyển hóa ở dưới) phục vụ cho kĩ thuật điều tra hình sự với mục đích phát hiện ra các dấu vân tay. i

Đề nghị cơ chế phản ứng của các chuyển hóa trên. 2. Từ rễ cây cam thảo (Glycyrrhiza uralensis), người ta phân lập được glycyrrhizin (C42 H 6 2 O 16, 16) có độ ngọt l ấp khoảng 50 - 150 lần so với saccarozơ. Hợp chất này là nguyên nhân chính gây ra các hoạt tính sinh học của rễ cây cam thảo. Để trung hòa 1 mol 16 cần 3 mol NaOH. Khi thủy phân 16 trong dung dịch axit, thu được 17 (C6H 10 O7 ) và axit glycyrrhizinic với tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 1. Mặt khác, metyl hóa hoàn toàn 17 với lượng dư MeI/Ag 2 O rồi H ơ thủy phân trong dung dịch axit, thu được 18 (C31 H 48 O4 ), 19 (C 10H 18 O7 ) và 20 (C9 H 16 O7 ). Cho sơ đồ chuyển hóa của 20 như sau: LÌAIH4

(CgHjgOg)

■

NaIO/1 CH2C12

(C6H 10O4)

Ni - Raney

Axit glycyrrhizinic

24 (c 6h 14o 4)

L1AIH4 , THF Mel COOH 25 HOOC AgzO ( c 8h 14o 6) OH Axit D-tactaric OH

công thức Fischer của 22, 23, 24, 25. Biết phân tử 22 không có tính đối xứng. tyl hóa hoàn toàn 19 và 20 với lượng dư MeI/Ag2 O thì đều thu được hỗn hợp gồm các a 26 (C 11H 2 0 O7 ). Để xác định chính xác cấu trúc của 20, người ta thực hiện sơ đồ chuyển

THF

H ,0 (C ioH200 6) HC1 27

H, NaI0 4 28 29 Ni - Raney CH2C12 (C9H20O6) (c 9h 18o 6)

H, 30 ► 31 Ni - Raney (C8H 16 0 5) ( c 8h 18o 5)

cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố tfiàwcắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Vẽ cấu trúc của 26, 27, 28, 29, 30, 31. Biết trong các hợp chất trên thì chỉ có 31 không có tính quang hoạt. c) Vẽ cấu trúc của 16, 17, 18, 19, 20. Biết 17, 19, 20 có thể tồn tại ở dạng hỗn hợp các đồng ồng phân anomer và trong phân tử 16 chỉ chứa các liên kết ^-glycozit. 3. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất đầu cho trước:

HO—y

c) HO' / HO

»ạST

OH —

b) HO'

V"OMe

H O "/

y "OH OMe

Câu 3: 1. Đun 32 (C6H 6 O3 ) với NaHSO 3 , thu được 33 (C6H 5 Ü 5NaS) là chất không m;làu, tan trong nước và tạo được hợp chất màu tím khi tác dụng với dung dịch FeCl3. Phổ 13C-NMR của 33 cho thấy có 4 tín hiệu ở 105; 106; 144 và 157 ppm. Cho 32 tác dụng với Mel dư trong môi trường kiềm, thu được 34. Chất 34 cũng được tạo thành khi thực hiện phản ứng trime hóa đimetylxeten với xúc tác bazơ. Mặt khác, cho 32 tác dụng với Mel dư có mặt NaHCÜ3, thu được 35. Phổ 1H-NMR của 34 cho thấy chỉ có một tín hiệu ở dạng mũi đơn, còn 35 có hai tín hiệu ở dạng mũi đơn với tỉ lệ cường độ tích phân là 1 : 3. Thực hiện phản ứng giữa 32 tác dụng với hiđroxiamin, thu được 36 (C6H 9N 3 O3 ). Khử 36 bằng H 2 với xúc tác Ni - Raney, thu được 37 (C6H 9N 3 ). Chất 37 kj m^ an trong nước nhưng tan tốt trong dung dịch HCl, nếu đun nóng dung dịch này sẽ thu được 32. Vẽ công thức cấu tạo của 32, 33, 34, 35, 36, 37. 2. Đề nghị cơ chế các phản ứng cho các chuyể „CHO

rNr^ìi 1

. 2. Mel

o OMe

OMe 3. a-Noscapine được phân lập từ cây Papaver somniferum có được dùng để chữa ho, ung thư, đột quỵ. Cho sơ đồ tổng hợp a-noscapine như sau: „CHO H20 1. H2NCH2 CH(OMe) 2 l.BuLi MeONa, DMF 42 " 3o --J7 40 2. NaBH4, MeOH THF Cui, 60 - 70°c H+ 2. ¿T H F (CiiH140 5) OMe MeO

43 H2°

HCl

NaBĨĨ4_

CF3COOH

45 - Ĩ2.

AcONa

(C12H14N03I) MeO

OMe

a-Noscapine

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 38 đến 46.

cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố tfiàwcắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

Câu 4: 1. Khi cho hiđrocacbon 47 (M = 136) phản ứng với O3 rồi xử lí sản phẩm với với H 2 O2 , chỉ thu được 48 (C 5H 8 O3 ) nhưng nếu xử lí sản phẩm với Me2 S thì chỉ thu được 49 (C5H 8 O2 ) có phản ứng iđofom. Trong môi trường bazơ, 49 chuyển hóa thành 50 (C5H 6 O). Phổ 1H-NMR của 50 cho thấy có 4 tín hiệu với cường độ tích phân là 1 : 1 : 2 : 2. a) Xác định công thức cấu tạo của 47, 48, 49, 50. b) Người ta có thể tổng hợp pentalenen từ 47 theo sơ đồ sau: 47

L 9-BBN 2. H20 2/Na0H

Pentalem

Vẽ công thức cấu tạo của 51, 52, 53, 54, 55, 56. 2. Trong tự nhiên, có nhiều loại bọ rùa (Coccinellidae) đã được tìm thấy. Bên cạnh vẻ dễ thương của chúng thì đây là những loại bọ có ích khi chúng có khả năng tiêu diệt các loại sâu hại. Khi bị làm phiền hoặc quấy rối, chúng sẽ tiết ra một loại chất lỏng có Coccinelline tên là coccinelline. Hợp chất này có thể được tổng hợp sau thu được 57. Đun 57 trong dung dịch Cho đimetyl malonat tác dụng với acrolein có m c 58. Cho 58 phản ứng với etylen glicol có NaOH, sau đó este hóa bằng MeOH (xúc tác axit), thi nội phân tử để tạo ra 60 (C 15H 2 4 O7 ). Đun 60 mặt axit, thu được 59. Khi có mặt NaH, 59 tự phản ứng với AcONH 4 rồi sau đó khử bằng với dung dịch kiềm rồi axit hóa, thu được 6 bảo vệ trong 62 ở pH = 1 và sau đó điều chỉnh tới N B H 3 CN, thu được 62 (C 13H 25NO 4 ). Gỡ bỏ pH = 5 để thực hiện phản ứng cộng với đimetyl 3 xopentanđioat rồi đun nóng nhẹ, thu được 63. Cho 63 phản ứng với Ph 3P=CH 2 , thu được 64. Hiđro hóa 64 với xúc tác Pd/C thu được 65. Cuối cùng, oxi hóa 65 bằng otCPBA, sẽ thu được coccinelline.Î. Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 57 đến 65. Câu 5: 1. Đun hồi lưu trifloaxetanđehi * BnNH2 trong toluen, thu được 66 (C9 H 8NF 3 ). Phản ứng giữa 66 với etyl điazoaxetat trong BF 3 •OEt2 , Iu được 67 (C 13H 14NO 2 F 3 ). Khử 67 bằng LiAlH 4 trong THF, tạo thành 68. Cho 68 tác dụng với ặt xúc tác Pd(OH)2 trong CH2 Q 2 , thu được 69 (C4 H 6NOF 3 ). Đun hồi lưu 69 với 2 eq TsCl trong hỗn hợp CH2 O 2 , Et3N và DMAP, tạo ta 70. Cho 70 tác dụng với phenol có mặt K2 CO3 trong DMF, thu được 71 (C 17H 16NSO 3F 3 ). Chất 755(là một dẫn xuất của 71) có thể được tổng hợp theo sơ đồ sau: A

V»w

Hln V

XXX

V v/ 11^

’BnNH2 cOH/CHC13

» V/ » V»«.

J X

V/ í

V' »» t

NaBH4 72 EtOH (C 13 H 14N 0 2F3)

»V*AV/ V*V - JLV/ JL V*Vf-xx

SOCl2 CH2C12

XXXJLV^v-vV*V*V V w

LiHMDS 75 N2/THF (Cn H 12NF3)

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 66 đến 75. 2. Turneforcidine và pla platynecine là hai đồng phân lập thể của nhau. Hai hợp chất này được tổng hợp theo các sơ đồ sau:

'&ÜU cou (ùcờnytắànắ/cố/uyMonỷ cố cổấu/cắàu cứà dè ẩtởd/ êiểhỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ ^

^ C 0 2Et

C0 2E t --------

H 2N

K2C03

BnO

aCOOEt

» 7 6 ------------- —

K2 C03

„„ 77

(Ci2 H2 iNo 6)EtOH

N aB H 4 > 8 2 ^

E tO N a

„ » 78

H 20 __ »

H+

„ 79

-OBn

HO-

TsOH, t°

[80]

8 4 . PhSC1

Platynecine

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 7ổ đến SS. S. Macrosphelide A là một chất ức chế tế bào ung thư. Hợp chất này đượ OPMB . ,_____ COOH

hợp theo sơ đồ sau:

2. MeNHOMe 1. L iB H E t3

, **** - 90 2. 89, THF

3. H20/H+ 95

DDQ

L D CC , 9 3 , D M A P

CH2C12, H 2c / ;Ci ” 2206) 2 . D D Q , CH2a 2, H 20

Pd(PPh3) 4

(cX

K2COä- MeOH ( C Ä O . 3 )

CF3COQH

(C35H520 14) CH2a 2 - H2° (c 27 h 44 o 13)

Macrosphelide A

PhSH

Vẽ công thức cấu tạo của cá'

& ã»

CốU(ùcờnytắànắ/cố/uyMônỷ cổ tfiàwc à u cãà dè ẩtởd/ êièiỷ

ĐỀ ÔN THI CHỌ N HSG OLYMPIC HÓA Họ C QUỐC TẾ Ọ

< r

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 13 Câu 1: 1. Cho các hợp chất dị vòng sau:

Imidazole

Oxazole

Thiazole

a) Dựa vào quy tắc Hucken, hãy cho biết các dị vòng trên là hợp chất thơm h vòng trên. b) So sánh (có giải thích) nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và tính bazơ của c) Đề nghị cơ chế phản ứng thủy phân este RCOOR’ trong nước khi có le. idazole và photgen. d) Đề nghị cơ chế phản ứng tạo thành 1,r-cacbonylđiimiđazol (C7H 6 Hướng dẫn giải a) Cả ba dị vòng là hợp chất thơm vì chứa hệ thống vòng phẳng và số electron n liên hợp là 6 (thỏa mãn 4n + 2, với n = 1). b) Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và tính bazơ đều giảm theo thứ Imidazole > Thiazole > Oxa: Giải thích: - Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Imidazole tạo kết hiđro liên phân tử. Thiazole có khối lượng phân tử và độ phân cực lớn hơn oxazole. - Tính bazơ: Nguyên tử O có độ âm điện lớn nhấ giảm mật độ electron trên nguyên tử N nhiều nhất. Do đó, oxazole có tính bazơ yếu nhất. liên hợp của imidazole bền hơn dạng axit liên hợp của thiazole vì điện tích dương được giải tỏa bởi hiệu ứng +C của nguyên tử N (nguyên tử S có kích thước lớn nên hiệu ứng +C yếu hơgahiiti^ ng -I). Do đó, thiazol có tính bazơ yếu hơn imidazole.

Q — Q„ « -NH

2. Cho giản đồ năng lượng của cá' phân tử etilen, buta-1,3-đien,

Ỏ —Ồ -N

-NH

nC=c liên kết và orbital n*c=c phản liên kết trong những uta-1,3-đien và acrolein như sau:

— 2,5

'•5-

B CHO 0

—

■ ft -8,5

-ff

L,3-đien

l-Metoxibuta-l,3-đien

-10,5-ff g - g

Etilen

CHO

-10,9-ff

Acrolein

Bt rằng, chênh lệch mức năng lượng giữa các HOMO và LUMO các thấp thì tương tác càng mạnh ^à phản ứng càng dễ xảy ra. Mặt khác, các orbital phải có cùng tính đối xứng thì mới có thể tương tác với nhau. a) Hãy cho biết sự ảnh hưởng của các nhóm đẩy electron và các nhóm hút electron đến năng lượng của HOMO và LUMO? C O ' S u ờ ểiỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ổ u ờ i/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

b) Thực hiện phản ứng Diels - Alder với hai hỗn hợp sau: - Hỗn hợp A: buta-1,3-đien và etilen. - Hỗn hợp B: 1-metoxibuta-1,3-đien và acrolein. Dự đoán nhiệt độ và thời gian thực hiện phản ứng với hai hỗn hợp trên. Từ đó, hãy nhận xét phản ứng Diels - Alder sẽ xảy ra tốt khi các chất phản ứng có cấu trúc như thế nào? c) Phản ứng của hỗn hợp B có thể tạo ra hai sản phẩm như sau: OMe

OMe

(I)

(II)

í '

Hãy cho biết trong hai chất I và II thì chất nào sản phẩm chính? Giải thích Hướng dẫn giải óm hút electron làm a) Nhóm đẩy electron làm tăng năng lượng của HOMO và của L giảm năng lượng của HOMO và LUMO. b) Phản ứng giữa buta-1,3-đien và etilen: AE = 1,5 - (-9,1) = 10,6 e Phản ứng giữa 1-metoxibuta-1,3-đien và acrolein: AE = 0 - (-8,5) = 5 eV Vậy phản ứng của hỗn hợp B xảy ra dễ dàng hơn so với hỗn h Do đó, nhiệt độ phản ứng của B sẽ thấp hơn (khoảng 100oC) của A (khoảng 165oC, và thời gian phản ứng của B sẽ ngắn hơn (khoảng 2 giờ) của A (0,5 giờ). các nhóm đẩy electron và Phản ứng Diels - Alder sẽ xảy ra tốt hơn khi diene có gắn thêm t dienophile có gắn thêm các nhóm hút electron. c) Nếu 1-metoxibuta-1,3-đien là HOMO và acrolein rolein là LUMO thì sẽ tạo ra X và sự chênh lệch năng lượng giữa HOMO và LUMO là 8,5 eV. Nếu 1-metoxibuta-1,3-đien là LUMO và acrolein thì sẽ tạo ra Y và sự chênh lệch năng rolein là HOMO HO lượng giữa HOMO và LUMO là 13,4 eV. Sự chênh lệch năng lượng giữa HOMO và LUMO càng thấp thì tương tác càng mạnh và phản ứng càng dễ xảy ra. Do đó, 1-metoxibuta-1,3-đien là HOMO và acrolein là LUMO. Mặt khác, tương tác giữa các orbital có kích thước tương đồng nhau sẽ tốt hơn (như hình vẽ dưới). Vậy I là sản phẩm chính và II là sản phẩm phụ. OMe AE = 2,5 - (-10,9) = 13,4 eV

LUMO Me

CHO

AE = 0 - (-8,5) = 8,5 eV - large

HOMO MeO small - large LUMO

AE = 0 - (-8,5) = 8,5 eV large - small CHO

CHO v“ '

iữa dạng enol của xiclohexanon với ICl xảy ra tương đối nhanh. Để xác định hàm lượng đclohexanon, người ta tiến hành thí nghiệm sau: )a tan 10 gam xiclohexanon trong MeOH và sau đó thêm 2 mmol NaHCO 3 . ìêm tiếp 1 ml dung dịch ICl 2M (dung môi MeOH) và sau đó trộn đều hỗn hợp. Thêm lượng dư dung dịch Nai vào hỗn hợp sau phản ứng.

C ốU (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M ô n ỷ c ổ tfià w c ắ à u c ã à d è ẩ tở d / ê iè iỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

- Tiến hành chuẩn độ lượng 13 sinh ra thì cần vừa đủ 1,594 ml dung dịch Na 2 S2 Ơ3 1M. a) Tính phần trăm hàm lượng xiclohexanon đã bị enol hóa (Cho: C = 12; H = 1; O = 16). b) Nêu vai trò của NaHCO3. Có thể thay NaHCƠ3 bằng Na2CƠ3 được không? Giải thích. Hướng dẫn giải .o O H

-HC1 I-C 1

ICl + 2II3

n ICl dư

I- + Cl

2 S 2O 3

= 2 •1 5 9 4 = ° ’7 9 7 m m ơ l ^

n enol

---- > S4 O6 3 + 313 = 2 - ° ’797 = 1,203 mmol

1,203 n xiclohexanon = 10 « ° ’102 mol ^ %enol = -.100% « 1,1 79% 98 0,102.1000 Peton - enol sẽ chuyển dịch c) NaHCƠ 3 có vai trò là trung hòa axit HCl tạo thành. Khi đó cânn bang xe theo chiều tạo ra enol và phản ứng sẽ xảy ra nhanh hơn. Nếu thay NaHCO3 thành Na2CƠ3 thì sẽ xảy ra quá trình t (do Na2CƠ3 có tính bazơ mạnh hơn NaHCO3) nên phương pháp trên sẽ không thực hiện I Câu 2: 1. Đun hợp chất III ở 220oC trong benzen, thu đượ (C 12H 18O2 ) đơn vòng. Vẽ công thức cấu tạo và đề nghị cơ chế phản ứng COONa Hướng dẫn giải OTs (III)

t°

ợc phân lập từ rễ cây me rừng (Phyllanthus Emblica Linn.).

2. Glochodiol là một chất bột màu Cấu trúc của glochodiol như sau:

J H1

>!Ỉ!

Jaa = 8 - 14 Hz Joe = 0 - 7 Hz Jee = 0 - 5 U z

Từ dữ kiện phổ ‘H-NMR (tần số của máy đo là 500 MHz) của hai proton Hi và H 3 : a) Hãy cho biết hình dạng mũi tín hiệu của hai proton trên. Vì sao chúng lại có hình dạng như vậy? b) Tính các hằng số ghép (J, đơn vị Hz) của hai tín hiệu trên. c) Xác định cấu trúc chính xác và vẽ cấu dạng bền nhất của glochodiol. Hướng dẫn giải C2 nằm kế các nguyên tử cacbon bất đối nên hai proton của C 2 không tương đương nhau. Do đó* Kúng sẽ tách các tín hiệu của các proton Hi và H 3 thành hình dạng mũi đôi - đôi. P?0tOn Hi có dạng mũi đôi - đôi với các hằng số ghép là: J i = 500(3.280 - 3.259) = 10,5 Hz hoặc J i = 500(3.271 - 3.249) = i l Hz

J 2 = 5 0 0 (3 . 2 8 0 - 3 .2 7 1 ) = 4,5 Hz hoặc J 2 = 500(3.259 - 3.249)= 5 Hz Proton H 3 có dạng mũi đôi - đôi với các hằng số ghép là: '& Ü U c o u (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

J i = 500(2.997 - 2.990) = 3,5 Hz J 2 = 500(2.990 - 2.984) = 3,0 Hz Proton Hi cộng hưởng ở ỗH 3.27 dưới dạng mũi đôi - đôi có hằng số ghép J = 10.5, 5.0 Hz nên proton này ở vị trí trục hay nhóm -O H gắn trên Ci ở vị trí xích đạo. f Proton H 3 cộng hưởng ở ỗH 2.99 dưới dạng mũi đôi - đôi có hằng số ghép J = 3.5Â 0HZrnên proton này ở vị trí xích đạo hay nhóm -O H gắn trên C3 ở vị trí trục. Vậy cấu trúc của glochOdipl là:

HO'

3. Vẽ công thức cấu tạo của 2, 3, 4, 5 trong sơ đồ chuyển hóa sau: CHO CH2=CHCOOEt C1

Ả

(c 14h 14o 2) (C12H13C103) H2S04 ►K2C03, DMF

(C12HnN02)

Biết 4 là dẫn xuất của naphtalen và 5 là dẫn xuất ơ quinolin. Hướng dẫ OH OAc „COOEt ^COOEt COOEt

COOEt

Chú ý: Giai đoạn tạo ra 2 là Baylis —HịỊmah reaction. 4. Ingenol là một hợp chất thiên nhiên có khả năng ức chế sự phát triển khối u của bệnh ung thư máu và kháng virus HIV. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau:

'& Ü U c o u (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố tfià w c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

1. HC1, H20 , THF

2nd Grubbs PhMe, t°

1. 12 , PPI13, imidazole

OPMB SeOi, íBuOOH CH2C12, AcOH, H20

2 2

VO(acac)2 'BuOOH, PhH

’

(c 28h 36o4) 12 "

(C2gH340 6)

1. DMP, CH2C12 2. RhCl-,, EtOH, H20

'BuOH, THF

____

«r34o5)

1. TMSOTf, Et3 N, CH2C12 1. Me2C(OMe)2, r TỊ „ TT 7 7 7777 ^ 13 " 2. NaBH4, MeOH

1. MsCl, Et3 N, CH2 C12 (NH4)6Mo7 0 24, H2 O2 15 2. PhSH, Li2C 0 3, D M f’ EtOH, H20

Se02, Si0 2 THF

(C29H360 6S)

Ingenol HO Hơ

(c2gH34o 4)

PhH

acac: acetylacetonate PPTS: pyridini!m/j-toluenesulfonate ■Martin periodinane : 6h 4c h 2-

x—OH

Vẽ cấu trúc của các chất từ 6 đến 18. Hướng dẫ

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ử a d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

"/ C 0

y ỵ \

V ĩ

OPM B

Câu 3: 1. Nuciferine được phân lập từ cây hoa sen (Nelumbo nucífera). Hợp chất này thường được dùng để chữa trị bệnh hạ đường huyết và được tổng hợp qua các giai đoạn sau: Giai đoạn 1: :4 ,AcOH

L 1A IH 4

19 ' _

THF

( C 10H n N O 4)

M eO

( C 10H 15N O 2)

MeOCOCl — 21 THF _ _ _ ( C 12H 15N 0 4)

Giai đoạn 2: M eN O ,

C O N H 4, A c O H

BF3-Et2Q D C M , C H C 1, ’ 3

NaBH4

_ _

(C8H6N 0 2Br)

C H 2C1 2

AIBN

1. NaOH, EtOH ------- 24 23 . „ _ 2 . H 2S 0 4 _ ___ (C8H8N 0 2Br) 2 4 (C8H7 OBr) _

R ll c n H * 26 " ( C a j H j a N O ^ r ) B u 3S n H (C 20H 21N O 4)

Nuciferine

c o u d u d o * tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ử a d è ổ u ờ i/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 19 đến 2ổ. b) Cho nuciferine phản ứng với lượng dư MeI/Ag 2 O rồi nung nóng, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 27 và 28 đều có công thức phân tử là C20H 23NO 2 . Mặt khác, cho nuciferine phản ứng với CHCh có mặt NaOH, tạo ra 29 (C20H 21NO 3) có phản ứng với thuốc thử Tollens. Vẽ công thức cấu tạo của 27, 28, 29. Hướng dẫn giải

CHO

+ N, COOH

C ốU (ù cờ n y tắ à rtẮ c ố n y d ắ ổ ỉtỷ c ố (ử à ã cắààu c ã à d è ắ íờ ỉ/ ê iể n ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải

COOH

3. Neopupukean-4-on là chất trung gian trong quá trình tổng hợp một số hợp chất thiên nhiên. Hợp chất này được tổng hợp từ carvone theo sơ đồ sau: '& ữ u c o u (ủ eờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

1. NaOH 10%, MeOH

1. (COCl)2, PhH

Câu 4: metyl)fufural (36). Đun 36 trong dung 1. Đun fructozơ với dung dịch H 2 SO4 98%, thu đượ dịch axit loãng, thu được axit levulinic (37) và axit fo Cho các dữ kiện phổ NMR (đo trong dung môi D 2 O) của 37 như sau: Hz 2,80 (t, J = 8,0 Hz). Phổ 1H-NMR (Sh, ppm): 2,15 (s); 2,52 (t; J = 8,0 Hz); Phổ 13C-NMR (Sc, ppm): 27,8; 29,1; 37,7; 177,4; 213,8. a) Vẽ công thức cấu tạo của 36 và 37. b) Đề nghị cơ chế phản ứng chuyển hóa 36 thành 37. - thức ■ cấu tạo của - các - ch- <ttừ 38 đếr -- trong sơ đồ chuyển hóa sau: ến 45 c)■-Vẽ công . . ... EtOH Axit levunilic

HT*£H2)2'

PhN=C=S

(c7h 14n 2o 3) NaOH

(C14H17N30 2S)

ClCH2COOEt k 2co 3

(C14H19N30 3S)

H2NNH2

(C16H21N50 3S)

ích) khả năng phản ứng với 45 của các hợp chất sau: /laminobenzanđehit, ^-nitrobenzanđehit, benzanđehit e) Thực hiện phản ứng giữa axit levulinic với benzanđehit có mặt piperiđin và axit axetic, thu được 46 (C 12H 12O3 ). Đun 46 với hiđrazin, thu được 47 (C 12H 12N 2 O). Tiến hành phản ứng tách hiđro bằng cách cho 47 tác dụng với OT-O2N-C 6H 4 -SO3Na, tạo ra 48. Vẽ công thức cấu tạo của 46, 47, 48. Hướng dẫn giải a) Công ông thức cấu tạo của 23 và axit levulinic: Ọ d) Hãy so sánh (có

COOH ♦

3 6

3 7

b) Cơ chế phản ứng chuyển hóa 36 thành 37:

310 isử 'CH O&

CHO OH

OH 0

c o tt Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ã à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

-HCOOH -H+

c) Công thức cấu tạo của các chất từ SS đến 45: Ọ

NHNH

COOEt 38 (X

CL Đ

ữ

NH NHNH,

Ptí 43

d) Mật độ điện tích dương trên nguyên tử C trong nhó càng cao thì càng dễ phản ứng với nhóm -NHNH 2 . Vì nhóm -N O 2 có hiệu ứng -C và nhi e2 có hiệu ứng +C nên khả năng phản ứng của các anđehit với 31 tăng dần theo thứ tự sau: p -đimetylaminobenzanđehit < Benzanđehit < p -Nitrobenzanđehit e) Công thức cấu tạo của 46, 47, 48: N-N H Ph

COOH

A Ph— ' ^

Ph-

2. Aigialomycin D được phân lập từ nấm Aigialus parvus. Nhiều nghiên cứu cho thấy hợp chất này có khả năng chống kí sinh trùng sốt rét. Aigialomycin D được tổng hợp từ D-ribozơ theo sơ đồ sau: H O ^v,

Ph,P=CHCOOMe — -----= r= -------- ► 52

Aỉgialomycin D

Vẽ cấu trúc của các chất từ 49 đến 62. c o i (ûcdnÿ tắ à n ắ / cCOnỹM ôn ỷ c ố (ửàu/ c ắ ẩ ti c ó à d

& ùờ ũ ể n ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải I

MeOOC

MOMO

Chú ý: Chuyển hóa 61 thành^ 2 làRamberg - Backlund reaction. 3. Nardoaristolone B là một hợp chất thiên nhiên có nhiều hoạt tính sinh học thú vị. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau

63 (CgH14o )

íBuLi, THF

LDA, TMSC1 Li2C 03, LiBr PhSeCHoCHO _ „ „ — *- 64 Br,, THF - DMF, 100°c ” LDA, EtoO 2 (CgH12o ) 2

►657 " » 66

CH2 =CHCH2MgBr PCC 2ndGrubbs Mn(0Ac) 3 .2H20 ------ — 1 „ ------- 6 8 _ > 69— — »- 70 ,1 ' 1 — - 7 1 'BuOOH, EtOAc CH2C12 c h 2c i 2

Nardoaristolone B

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 63 đến 71. '& Ü U c o u d u d a * td à n Ẳ cOfuy M o n ỷ c ố d à t/ cắàtu c ứ a d è ổuời/ ũ ể n ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải

Chú ý: Bước 2 trong quá trình chuyển hóa chất đầu thành 63 là retro-aldol condensation. Câu 5: 1. Đun axit xiclohepta-2,4,6-trien-1-cacboxylic với SOCI2 trong PhH, thu được 72. Cho 72 phản ứng với CH2N 2 trong Et2 O ở 0oC, thu được 73. Đun 73 với CuSO 4 khan trong hexane, thu được 74. Cho 74 phản ứng với CH2N 2 trong Et2 O ở 0oC, thu được 75 và 76 (chỉ 75 có phản ứng với thuốc thử Tollens). Khử 76 bằng NaBH 4 trong EtOH, thu được 77. Cho 77 phản ứng với Ac2 O trong Py ở, thu được 78. Đun 78 trong Et2 O ở 345oC, thu được hiđrocacbon đa vòng 79 (C 11H 12) và 9,10-đihiđronaphtalen. a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 72 đến 79. b) Ở 120oC, phổ 1H-NMR của 79 cho thấy chỉ có duy nhất 1một tín hiệu ở dạng mũi đơn (singlet). Giải ải thích hiện tượng trên. c) Với sự phát triển của các xúc tác cơ - kim,4mptf ốhợp chất đa vòng khác được tổng hợp theo các sơ đồ sau: 74

LÌAIH4

NaH, Bu4N+r

Et2Ơ

= ^ C Ẽ ỹ ìr THF, DMF TMSCHN2, BuLi MeOH, Si02, THF, Et20

1. LiHMDS, PhNTf2 2. Bu3SnH, LiCl, Pd(PPh3)4

[AuL2]+SbF6-

CE^Q^23°C Biết 82 là dẫn xuấ

4. Vẽ công thức cấu tạo của 80, 81, 82, 83, 84, 85 và đề nghị cơ chế

phản ứng của ba giai đoạn chu.ìyển hóa có dùng xúc tác [AuL2]+SbF6. Hướng dẫn giải CHO

74 (Barbaralone)

AcO

76 (Bullvalone)

79 (Bullvalene)

Ở 120oC, trong phân tử 79 xảy ra sự chuyển vị Cope ([3,3]-sigmatropic) khiến cho 10 nguyên tử cacbon và 10 proton trong 79 trở nên giống nhau (đương lượng). Do đó, phổ 1H-NMR của 8 cho thấy chỉ có duy nhất một tín hiệu ở dạng mũi đơn (singlet). Chú ý: Bullvalene là “fluxional molecule” (phân tử không có tính cứng). c o u t& tdoệ' tắ à n ắ / c ố u y M o n ỷ c ố cổấu/ cắàtu O à d à ắ ùờ / ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ 9 10

3Æ

9 10 ,

9 10

* ( 3/Ị4 [3,3]

t3’3]

lL\ ^ / 5<C1-C7) \ ~ ^ ỵ 5 -(Crcg) 7

+(C3-C5)

+(C3-C10)

' -(C7-C8) 9 10

rTHF

MeOH, THF

2. NaN3, PhCH3 2. MeOH 3’ 3 Vc 18 18h 22 22n22o 3' 3 3. MeOH

nh2

H uperzine A

C ố i (û cd n ÿ tắ à n ắ / cố /u p d /Ỉổ fiỹy c ổ tfià w c ắ à ti O à d è ắ ù ờ / ũ è iỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 86 đến 99. b) Bằng thực nghiệm, người ta thấy rằng các giai đoạn chuyển hóa 96 thành 98 không thể thay đổi trình tự của các tác nhân phản ứng. Nếu thủy phân 96 trong dung dịch NaOH có mặt MeOH trong THF thì sẽ thu được một sản phẩm không mong muốn là axit 100 (C 15H 17NO 5) có hai nhóm cacboxyl không n0 tvi nhem \7Ct \Tr\r\CT Q r*ar\V\ trAnrr r\hari fif r»r\rìCT+Vn'm r»ân ton r*na 1nn

1 “

“T •""" n ^ O H

“

Sr -""" n

C™

OMe

COOMe HO

MeOOC

OMe

MeOOC

OMe

91 HO OMe

OMe o

COOMe

COOMe 96

NHCOOMe 99

N ^_/O M e H20

OMe OH“

100

HOOC o

COOMe

-o '

OMe

3. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất cho trước (được dùng thêm các chất hữu cơ cung cấp không quá 1 nguyên tử cacbon vào phản ứng, dung môi hữu cơ và các chất vô cơ khác):

'& Ü * c o ' dư ờng* tắ à n ắ / cống* M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à to O à d à ắ ù ờ / ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

o TMS

b) MeO—V

y— CHO +

c o i (Ể ư ờ ỉip tắ à n ắ / cO n p dÁO nỹy CÓ tfià w c ắ à ti O à d è ắ ù ờ / ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ 1. Me2CuLi, Et20

OMe b) n

c) f

OMe ch 3no 2

1 .0 3

2. Zn, H20

ohc

B o c 20

__ Boc „ NaOH N

MeCN, DMAP

'& ỉè * C ố i (û cd n ÿ tắ à n ắ / c ố a ỹ d /fô fiÿ y c ố tfià w c ắ à ti O à d è ắ ù ờ / ũ è iỷ

TFA CH2C12

lổ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 13 Câu 1: 1. Cho các hợp chất dị vòng sau: H .N.

-N Imidazole

-N Oxazole

a) Dựa vào quy tắc Hucken, hãy cho biết các dị vòng trên là hợp chất thơm hay b) So sánh (có giải thích) nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và tính bazơ của I

n thơm? trên. ết trong những

2. Cho giản đồ năng lượng của các orbital TCC=C liên kết và orbital n*=c phân tử etilen, buta-1,3-đien, 1-metoxibuta-1,3-đien và acrolein như sau: Năng lượng (eV) MeO MeO

---- 1,0

Q_j>CHO P MeO

- f f -9,1 MeO

-MButa-l,3-đien

l-Metoxibuta-1,3

Etilen

Acrolein

Biết rằng, chênh lệch mức năng lượng giữa IOMO và LUMO các thấp thì tương tác càng mạnh và phản ứng càng dế xảy ra. Mặt khác, các orbital phải có cùng tính đối xứng thì mớicó thểtương tác với nhau. a) Hãy cho biết sự ảnh hưởng của các nhóm đẩy electron và các nhóm hút electron đến năng lượng của HOMO và LUMO? b) Thực hiện phản ứng Diels^ A y pl^ tfi hai hỗn hợp sau: - Hỗn hợp A: buta-1,3-đien và etilen. - Hỗn hợp B: 1-metoxibuta-1,3-đien và acrolein. Dự đoán nhiệt độ và thời gian thực hiện phản ứng với hai hỗn hợp trên. Từ đó, hãy nhận xét phản ứng Diels - Alder sẽ xảy 4a^pt khi các chất phản ứng có cấu trúc như thế nào? c) Phản ứng của hỗn hợp B có thể tạo ra hai sản phẩm như sau: XH O

OMe /CHO

OMe

CHO (I)

(II)

Hãy cho biết trong hai chất I và II thì chất nào sản phẩm chính? Giải thích. 3. Phản ứng giữa dạng enol của xiclohexanon với ICl xảy ra tương đối nhanh. Để xác định hàm lượng enol của ủa xiclohexanon, người ta tiến hành thí nghiệm sau: 10 gam xiclohexanon trong MeOH và sau đó thêm 2 mmol NaHCO3. - Thêm tiếp 1 ml dung dịch ICl 2M (dung môi MeOH) và sau đó trộn đều hỗn hợp. - Thêm lượng dư dung dịch Nai vào hỗn hợp sau phản ứng. ^ ^Tiến hành chuẩn độ lượng I 33 sinh ra thì cần vừa đủ 1,594 ml dung dịch Na2S2O3 1M. a) Tính phần trăm hàm lượng xiclohexanon đã bị enol hóa (Cho: C = 12; H = 1; O = 16).

C O ' S u ờ ểiỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ổ u ờ i/ ê iể h ỷ

Guta uie<t:

Hoa Hoc Him Cff

b) Neu vai tro cua N H C O 3 . Co the thay NaHCO 3 bang Na 2 CO3 duac khong? Giai thich. Cau 2: 1. Dun hap chat III a 220oC trong benzen, thu duac lacton 1 (C 12H 18O2 ) dan vong. Ve cong thuc cau tao va de nghi ca che phan ung xay ra. 2. Glochodiol la mot chat bot mau trang duac phan lap tu re cay me rung (Phyllanthus Emblica Linn.). Cau truc cua glochodiol nhu sau:

>8- 14 Hz J„7= 0 - 7 Hz HO

Tu du kien pho 1H-NMR (tan so cua may do la 500 MHz) cua hai va H 3 : a) Hay cho biet hinh dang mui tin hieu cua hai proton tren. Vi sao chung lai co hinh dang nhu vay? b) Tinh cac hang so ghep (J, dan vi Hz) cua hai tin hieu tren. c) Xac dinh cau truc chinh xac va ve cau dang ben nhat cua glochodiol. 3. Ve cong thuc cau tao cua 2, 3, 4, 5 trong sa do chuyen hoa CHO

(Ci4H140 2)

CH2=CHCOOEt

(C12H 13 C10:

-N (C 12Hn N 02)

Biet 4 la dan xuat cua naphtalen va 5 la dan xuat cua quinolin. 4. Ingenol la mot hap chat thien nhien co kha nang uc che su phat trien khoi u cua benh ung thu mau va khang virus HIV. Hap chat nay duac tong hap theo sa do sau:

1.12, PPh3, imidazole 2. 'BuOK, THF, DMSO

CH2C12, AcOH, H ^

' 2. RhCU, EtOH, H20 i£28H360 4) 3 2

" (C28H3 404)

0 2, P(OMe)3, 'BuOK 'BuOH, THF

1. Me2C(OMe)2, PPTS 2. DDQ, CH2C12, H20

(C2gH340 5)

►

(C 2 3H 320 5 )

(C29H36 0 6S)

PhH

17 (c 29h 36 o 6s>

1. Na(Hg), MeOH Na2HP0 4 2. HC1, H2 0 , THF

acac: acetylacetonate PPTS: pyridinium p-toluenesulfonate DMP: Dess - Martin periodinane PMB: /7-MeOC6H4CH2-

c a u d u d n jf' tdan & cO u p M O n^ c o dO w cdobu c u a d e ¿ c d i k e n y

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Vẽ cấu trúc của các chất từ 6 đến 18. Câu 3: 1. Nuciferine được phân lập từ cây hoa sen (Nelumbo nuciýera). Hợp chất này thường được dùng để chữa trị bệnh hạ đường huyết và được tổng hợp qua các giai đoạn sau: Giai đoạn 1: MeO^ ^ .CHO XTri MeNO, _ LiAlH_4 19 — ___ z ► 20 AcONH4, AcOH ~ _ ly THF 4 (C10HnNO4) (C10H15NO2) MeO

Giai đoạn 2: CHO

MeNOọ A cONH4, A cOH

NaBH4

_ _

(C8H6N02Br)

CH2C12 2

“

(C8HgN02Br)

2. H2d

(C8H7 OBr)

Giai đoạn 3:

21+ 24

BF3‘Et2° 1 DCM, CHC1, ’

AIBN Rll cnH*

^ 26

3 (C20H22NO4Br) Bu3SnIỈ (C20H21NO.

Nuciferine

a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 19 đến 26. b) Cho nuciferine phản ứng với lượng dư MeI/Ag 2 O rồi nung nóng, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 27 và 28 đều có công thức phân tử là C20H 23NO 2 . Mặt khác, cho nuciferine phản ứng với CHCl3 có mặt NaOH, tạo ra 29 (C20H 21NO 3) có phản ứng với thuốc thử Tollens. Vẽ công thức cấu tạo của 27, 28, 29. 2. Đề nghị cơ chế cho những chuyển hóa sau: CHO b)

Br KCN, t° EtOH, H20

+ N, COOH

NO, 3. Neopupukean chất này được tổng

ất trung gian trong quá trình tổng hợp một số hợp chất thiên nhiên. Hợp carvone theo sơ đồ sau: BuLi

t CH2=CMeCOOMe

I,C12 2

1. NaOH 10%, MeOH t . 2. HC13N (Vl5lrl22'J3) 30

1. (COCl)2, PhH 2. CH2N2, Et20

►

(C15H20N2 O2)

1. Bu3SnH, AIBN 1. NaH, THF 1. H2) Pt/C, EtOH PhMe, t° 34 11:1 » 35 2. HC1, 2. (CH2OH)2, PTSA, PhH 2 . cs2, THF H20 ‘ (C O2) 2 2 V 15 15H20 20 2' 3 . L1AIH4 , THF 3. Meĩ, THF Neopupukean-4-on C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Vẽ công thức cấu tạo của SG, SX, S2, SS, S4, S5. Câu 4: X. Đun fructozơ với dung dịch H 2 SO4 98%, thu được 5-(hiđroximetyl)fufural (Sổ). Đun Sổ trong dung dịch axit loãng, thu được axit levulinic (S?) và axit fomic. Cho các dữ kiện phổ NMR (đo trong dung môi D 2 O) của S? như sau: - Phổ 1H-NMR (Sh, ppm): 2,15 (s); 2,52 (t; J = 8,0 Hz); 2,80 (t, J = 8,0 Hz). - Phổ 13C-NMR (Sc, ppm): 27,8; 29,1; 37,7; 177,4; 213,8. a) Vẽ công thức cấu tạo của Sổ và S?. b) Đề nghị cơ chế phản ứng chuyển hóa Sổ thành S?. c) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ SS đến 45 trong sơ đồ chuyển hóa Axit levunilic

NaOH

EtOH h 2 so 4

[42]

HO(CH2)2OH h 2n n h 2 39 TsOH *

(C14H17N30 2 S)

(c7h 14n 2o 3)

ClCH2COOEt K2CO3

(C16H21N50 3S)

d) Hãy so sánh (có giải thích) khả năng phản ứng với 45 củ ác hợp chất sau: ^-đimetylaminobenzanđehit, ^-nitrobe benzanđehit e) Thực hiện phản ứng giữa axit levulinic với benzanđ ặt piperiđin và axit axetic, thu được Tiến hành phản ứng tách hiđro bằng 4ổ (C 12H 12O3 ). Đun 4ổ với hiđrazin, thu được 4? (C 12H 12N 2 g thức cấu tạo của 4ổ, 4?, 4S. cách cho 4? tác dụng với OT-O2N-C 6H 4 -SO3Na, tạo ra 48. 2. Aigialomycin D được phân lập từ nấm Aigialus iều nghiên cứu cho thấy hợp chất này có ợc tổng hợp từ D-ribozơ theo sơ đồ sau: khả năng chống kí sinh trùng sốt rét. Aigialomy OH Ph3P=CHCOOMe MeOH, Me2CO H O ^°\ ' 52 THF (C8H120 3) HO OH D-Ribozơ 56

MOMC1 57 NaH, DMF ’

CCI4 , KOH 'BuOH, CH2C12

»H

(V)

Aỉgialomycin D

Vẽ cấu trúc của các chất từ 49 đến ổ2. S. Nardoaristolone B là một hợp chất thiên nhiên có nhiều hoạt tính sinh học thú vị. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau:

C ốU (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M ô n ỷ c ổ tfià w c à u c ã à d è ẩ tở d / ê iè iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

1. LDA, Mel, THF

2. HC120%, t° ’

MsCl, Et3N CH2C12 ’

67 (C 10H 14O)

Me2 CHSPh2 BF4 íBuLi, THF

63 ~ (C8H 140 )

LDA, TMSC1 Br2, THF 2’

CH2 =CHCH2MgBr

Li2 C 03, LiBr

" ' DMF, 100°c

PhSeCH2CHO

”

(C8H 12u ;

PCC CH2C12

Nardoaristolone B

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 63 đến 71. Câu 5: ợc 72. Cho 72 phản ứng 1. Đun axit xiclohepta-2,4,6-trien-1-cacboxylic với SOCh trong P với CH2N 2 trong Et2 O ở 0oC, thu được 73. Đun 73 với CuSO 4 khan xane, thu được 74. Cho 74 phản ứng với CH2N 2 trong Et2 O ở 0oC, thu được 75 và 76 (chỉ 75 có ứng với thuốc thử Tollens). Khử 76 bằng NaBH 4 trong EtOH, thu được 77. Cho 77 phản với Ac2 O trong Py ở, thu được 78. Đun 78 trong Et2 O ở 345oC, thu được hiđrocacbon đa vòn; 2 ) và 9,10-đihiđronaphtalen. a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 72 đến 79. ột tín hiệu ở dạng mũi đơn (singlet). b) Ở 120oC, phổ 'H-NMR của 79 cho thấy chỉ có d Giải thích hiện tượng trên. chất đa vòng khác được tổng hợp theo các c) Với sự phát triển của các xúc tác cơ - kim, sơ đồ sau:

TMSCHN2,BuLi MeOH, Si02, THF, Et20 *

1. LiHMDS, PhNTf2 2. Bu3 SnH, LiCl, Pd(PPh3) 4 *

[AuL2 ]+SbF6~^

CH2C12, 23°c 74. Vẽ công thức cấu tạo của 80, 81, 82, 83, 84, 85 và đề nghị cơ chế

Biết 82 là dẫn xuất phản ứng của ba gia

uyển hóa có dùng xúc tác [AuL2]+SbFg.

2. Huperzine A được tổng hợp

huốc được dùng để chữa trị bệnh giảm trí nhớ Alzheimer. Hợp chất này

87 (c 9h 13n o 3) NaH

lDMSO

MeOH (Ci2HisNo 5) THF

MeOH, THF

Pd/C

1. MsCl, Et3N CH2=CMeCHO 95 HN=C(NMe2) 2 (c H NO } 2. AcONa, AcOH

(c 9h u n o 3) 94

LiAlH4 THF

PhLi HCHO

Mel Ag2CƠ3

1. SOCl2, PhCH3 1. Me 3 SiI, CHCI3 99 2. NaN3, PỈ1CH3 2. MeOH (C18H22N2O3) 3. MeOH

NH2 Huperzine A

c o t Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à tt c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ Sổ đến 99. b) Bằng thực nghiệm, người ta thấy rằng các giai đoạn chuyển hóa 9ổ thành 98 không thể thay đổi trình tự của các tác nhân phản ứng. Nếu thủy phân 9ổ trong dung dịch NaOH có mặt MeOH trong THF thì sẽ thu được một sản phẩm không mong muốn là axit 100 (Cl5Hl7NO5) có hai nhóm cacboxyl không nằm kề nhau và vòng 8 cạnh trong phân tử. Vẽ công thức cấu tạo của 100. s. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất cho trước (được dùng thêm cung cấp không quá l nguyên tử cacbon vào phản ứng, dung môi hữu cơ và các chất vô cơ k

C ố * (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y d ắ ổ ỉtỷ c ổ tfià w c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iè iỷ

GiÓ& IWK:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 14 Câu 1: 1. So sánh (có giải thích) lực axit của 2,6-đimetyl-4-nitrophenol (X) và 3,5-đimetyl-4-nitrophenol (Y). Hướng dẫn giải

pKa = 7,22

pKa = 8,25

So sánh: Lực axit của (X) mạnh hơn (Y). Giải thích: Trong phân tử (Y), hai nhóm metyl gây hiệu ứng khiông gian lam cho nhóm -N O 2 không còn đồng phẳng với mặt phẳng vòng benzen. Do đó, nhóm ng gây hiệu ứng -C mà chỉ gây hiệu ứng -I. ới 2. Đun xiclopenta-1,3-đien với CH2 =CHNƠ2 , thu được 1. Cho 1 phản : dung dịch NaOH rồi sau xi hóa 3 băng mCPBA, thu thi đó axit hóa, thu được 2 (C7H 8 O). Hiđro hóa 2 với xúc tác Pd/C, tạo ra 3. Oxi được 4. Thủy phân 4 trong dung dịch H 2 SO4 loãng, thu được 5. Vẽ côngg thức cấu tạo của 1, 2, 3, 4, 5. Hướng dẫn

COOH

HO no2

Chú ý: Giai đoạn chuyển hóa 1 thành 2 là . 3. Trong các hệ liên hợp, tính đối xứng của các orbital n liên kết và n* phản liên kết đều có quy luật. Sau đây là ví dụ cho các phân tử etilen và buta-1,3-đien: N ă n g lư ợ n g

115ỈHHHị — -5ÍHHH?

N ă n g lư ợ n g

** 8 8 * 8

ọ

ÖC3

41 lĩ

Etilen

" ff

8888

"H"

Buta-l,3-đien

a) Dựa vào hai giản đồ trên, hãy vẽ giản đồ năng lượng của các orbital K liên kết và n* phản liên kết ng phân tử hexa-1,3,5-trien. trong he b) Biết rằng, trong phản ứng nhiệt hóa, phân tử ở trạng thái cơ bản và trong phản ứng quang hóa, phânn tử ở trạng thái kích thích. Các orbitan có tính đối xứng giống nhau thì có thể xen phủ với nhau. Trên cơ sở đó, hiìãy vẽ cấu trúc của các chất 6, 7, 8 trong các sơ đồ chuyển hóa sau: u H ■OAc <

r,4Z,6£)-Octa-2,4,6-trien F

(C8H12) mạch vòng

7 (C8H12) mạch hở

(c 6H 7o 2D)

MeO

c o i (ủ cờ n ỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à ti c ã à d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

mạch hở

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ Hướng dẫn giải

N ă n g lư ợ n g

HM-H

"6 n*5

8 - 8 - 8 8 -8 - 8 -

H MH 8H n 8 88 8-888 *

*, 71^

—

n3 n2

8 8 8 888

Tt! D

H OMe

OAc OMe

AcO MeCT

OMe

4. Cho sơ đồ tổng hợp dẫn xuất của isoquinolin bằng phản ứng Ugi và phản ứng Heck như sau: COOH XHO MeO íBu—N -C

)

rd(OAc)2, PCy3, DMA, 60°c . .-methyldicyclohexylamine

(C23H26N2O3)

Vẽ công thức cấu tạo của 9 và 10 và đề nghị cơ chế phản ứng của chuyển hóa tạo ra 9. Hướng dẫn giải NHBu

=N B uf H+ x = /

N H

(Ugi reaction)

'& ữ u c o u (ủ eờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

GìÓẠ uiêỉt:

Hóa Học Hữu Cơ

Câu 2: 1. Pelletierine (16) hay 1-(piperiđin-2-yl)propan-2-on là một alcalo it được phân lập từ vỏ cây lựu và được dùng làm thuốc chống giun sán. Pelletierine được tổng hợp theo sơ đồ sau: o , n,,, ^ , CbzCl, CH2C12 _ 1 ) (COCl)2, DMSO, Et3N 8-azabixiclo[3.2.1]octan-6-ol -----— ------ ► 11 —{— —— - —— —- —*- 12 K2 C 0 3 2) mCPBA, CH2C12 1) SOCl2> CH2 C12 2) MeNHOMe, CH2C12

l)M eM gBr,THF 2) H20

1) Et3 SiH, BF3 OEt2 ' ______—---------------■ 2) H20 , H+

H2, Pd/C MeOH

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 11 đến 16. Hướng dẫn giải Cbz I N

Cbz 1 N OH

'—o Q

- ỌI

HOOC

I OMe

Cbz

I Cbz# ^

r \

” Ì15

Cbz 16

2. Để xác định hàm lượng glucozơ và fructozơ trong một loại nước ép trái cây, người ta cho lần lượt 10 ml nước ép vào hai bình tam giác (kí hiệu là A và B) và tiến hành các thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: - Thêm lần lượt 50,00 ml dung dịch CuSO4 0,04M, dungS ich^ ali - natri tatrat và dung dịch NaOH (dư) vào bình A, sau đó đun nóng bình. - Thêm tiếp dung dịch KI (dư) và dung dịch H 2 SO4 loãng (dư) vào bình. - Chuẩn độ lượng I- tạo thành thì cần dùng hết%2[p6 mr dung dịch Na 2 S2 O3 0,05M. Thí nghiệm 2: - Thêm lần lượt 10 ml dung dịch KIO 3 0,015M; dung dịch KI (dư) và dung dịch H 2 SO4 loãng (dư) vào bình B. - Khi hỗn hợp dung dịch trong bình chuyển sang màu nâu thì thêm vào bình một lượng dư dung dịch NaOH loãng. - Chuẩn độ lượng I- tạo thành t h ^ ầ n aùng hết 5,10 ml dung dịch Na2S2O3 0,05M. a) Viết các phương trình phản ứng (ở dạng ion rút gọn) xảy ra. b) Tính hàm lượng (theo gam/lít) của glucozơ và fructozơ trong loại nướcép trái cây trên. Biết fructozơ không chuyển hóa thành glucozơ trong các điều kiện phản ứng của thí nghiệm2. Hướng dẫn giải: a) Các phương trình p ứng xảy ra: 2O6 + 2Cu2+ + 5OH-

> C6H12O- + Cu2O + 3H2O

2+ + 4I- ----- > 2CuI + I2 -

IO- + 5I- + 6H + > 3I2 + 3H2O C6H12O6 + I2 + 3OH- ------> C6H12O- + 2I- + 2H2O I

+ I2

> I3

13 + 2S2 O2 " ------> 2S4 O 2 " + 313 iệm 1: n L-U2+aư = 2nT2 = 2 n1^- = n rH n =2 C 6H 12O 6 Thí nghiệm 2: n

2+ = Cu2+ p/ứ ban đầu

„22 3

= 12,06.0,5 = 0,603 mmol

12(50.0,04 - 0,603) = 0,6985 mmol ■>

■>

= 3nIO- = 3.10.0,015 = 0,45 mmol

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

1 _ 1 nT Hlf - nT- - _ nc „ 2- - -5,1.0,05 - 0,1275 mmol dứ I3 2 S20 i - 2 >o2" I2

n Glucozơ - n I 2 p /ứ

- 0,45 - 0,1275 - 0.3225 mmol ^ n Fructozd - 0,6985 - 0,3225 - 0,376 mmol

0,3225.180.10" a-376-180-10-3 -6 ,7 6 8 ■- 5,805 gam/lít, C 10.10-3 °" .’ ~Fractozd 10.10-3 s. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất cho trước (được dùng thêr cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng, dung môi hữu cơ và các chất Glucozd

B(OH) 2 „CHO

+ BnBr +

+ Pd(PPh3) 4

MeO

Bz I

1ST

b) conh2

m è i C ổ i S u ờ ểiỷ tắ à n ắ / c ố /u y M ô n ỷ c ổ tfià w c ắ à ti c ã à d è ổ u ờ i/ ũ ể n ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ 1) BnBr, K2CQ3

HO.

4. Nấm là mi ta đã phân lập

BnO

XHO

1) NaClOo, NaH2P04 „ 2 4

_ BnO.

COOMe

phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng. Từ nấm Coprinopsis atramentaria, người iợp chất coprine (21). Coprine có thể được tổng hợp theo đồ sau:

1) Na, Et20, t° TBAF 1U NaNH, 17 lo ► 19 — NH, (C3H7NO) OEP^TMSCl.E^O <C8H|8o 2S1) THF NHBoc HO.

DCC CH2C12

7 0

H C 1

h 2o

►

(c 8h 14n 2o 4)

COOBu o

rẽ cấu trúc của 17, 18, 19, 20, 21. Biết rằng, 17 có chứa vòng ba cạnh. Hướng dẫn giải '& ữ u c o u (ủ eờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

™

TMSOv OEt HO, OEt v ' v '

HO,

NH2

HCL ys

„

COOH 1

* O

nh2

NHBoc = H _____, HO. .N . — COOBu* "X Ỵ 20

Câu s: l. FR-900482 được phân lập từ xạ khuẩn Streptomyces sandaensis. Nhiều nghiên cứu ch hợp chất nay có khả năng kháng khuẩn va kháng ung thư. Cho sơ đồ tổng hợp FR-900482 n OBn

A MeOOC

^ -

N 02

l.T f 2 0,P y ,C H 2Cl2 2. B v ự O ^ “, DMF

2. KHS0 5 .KHS0 4 .K2S 0 4

Ph3 C+BF42,6-di-í-butylpyridine

TT XT^ T, (C15H 12N 0 4I)

1. Tf20 , Py, CH2C12 2. Ph3P, THF 3. Nils, H20

1) Ph3 P+MeBr_, NaHMDS, THF 2) Pd(PPh3)4, Et3N, MeCN

DIBAL Hexane, CH2C12

OMOM ,OH

1. Sml2, THF, -78°c 4

PhH, 80°c

e 3 NOH20 ^ *

ClCOOMe t Py, CH2C12

1) 0 s 0 4, NMO, MeoCO. H.,0

l.K 2CQ3,MeOH ^ 2. (COCl)2, DMSO CH2CI2 , Et3N

X .

Me2N(CH2)2OH ^ Z. 7 “ 3) TIPSOTf, ‘Pr2NEt

M n02, CH2C12

1) SSBj^THF _ - 2>Pd/C, EtOH

1) n h 3, ‘PrO: CH2 C12

(C29H24N2O11)

ìy răng au:

31 (C,fiHfi2N2OnSi2) 36 62 2 y 2

) TBAF, THF t 34 PhOCOCl, ‘Pr2NEt (C3iH2gN2o i2)

0 C 0 2Ph

2) K2CO«, MeO NH

o X .N . o o o

FR-900432

(Z)

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ l l đến s5. Iướng dẫn giải

è u C ốu (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y d ắ ổ ỉtỷ c ổ tfià w c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iè iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ OBn

OBn

MeOOC

OMOM

MeOOC

N-COOMe

TIPSO

MeOOC

[^NH

OHC

1 LxẨ .

r\ .0

N" /

[^N-COOMe

N-COOMe 34

2. Thủy phân không hoài đođecapeptit 36, thu được ba tetrapeptit 37, 38, 39; trong đó 37, 38 có khối lượng mol bằng hơn khối lượng mol của 39 là 14 g/mol. Sử dụng phương pháp thoái thì thấy chúng đều phản ứng và tạo ra một phenylthiohiđantoin có khối phân Edman cho 3 ần peptit còn lại của 37, 38, 39 không bị thoái phân nếu tiếp tục sử dụng lượng mol là 298 lượt thủy phân với enzyme chimotripsin thì 37 và 39 tạo ra ba mảnh còn 40 phương pháp E ó, có hai mảnh đều có khối lượng mol là 262 g/mol. Mặt khác, thủy phân hoàn tạo ra hai mả toàn 36 bằng axit cơ thì chỉ thu được Pro, Tyr, Phe và amino axit 40 không có trong tự nhiên. Hợp chất 42 (là dẫn xuất của 40) được tổng hợp theo sơ đồ sau: CHO NC.

A .

OMe X

A1,0 2'“'3

____ NaBH^4 r ~ l » ► 42 CoClo

rẽ công thức cấu tạo của 40, 41, 42. [ác định cấu trúc bậc một của 36, 37, 38, 39. Biết rằng, 36 đều không phản ứng được với các enzyme carboxypeptidase và aminopeptidase. Hướng dẫn giải: c o u (ủ eờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ử a d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

Công thức cấu tạo của 40, 41, 42: CN

Ph'

nh2 COOMe

COOMe 40

Công thức cấu tạo của phenylthiohiđantoin là: S

Ph' 'N

Ẳ

R M - 298 ^ R -1 0 7 ^ R là HO-C 6H 4-CH 2- ^ Đầu N của 37, 38, 39 ương pháp này nên Phần peptit còn lại của 37, 38, 39 không bị thoái phân nếu tiếp tục sử mắt xích tiếp theo của 37, 38, 39 đều là Pro (vì không có nhóm -N H 2 ). Vì Mpro = 115, MTyr = 181, Mphe = 165, M e = 179 và 37, 38, 39 đều là các tetrapeptit mà khối lượng mol của peptit được phân tích là 262 g/mol nên peptit này chỉ có thể là một đipeptit. Mặt khác, liên kết peptit sau Pro không bị cắt bởi enzyme chimotripsin nên mảnh này có dạng Pro-T. ^ M -1 1 5 + Mt -1 8 - 262

•M t -1 6 5 :

T là Phe

Khi thủy phân với enzyme chimotripsin thì 37 và 39 ti a khác, 37, 38 có khối lượng mol bằng nhau và lớn hơn k 37: Tyr-Pro-Phe-40 38: Tyr-Pro-40-Phe Vì 36 đều không phản ứng với các enzyme cacbo iđaza mạch vòng như sau: B

T yr-Pro-Phe-E-Tyr-Pro-E-Phe-T yr-Pro-Ph

mảnh còn 38 tạo ra hai peptit. Mặt iol của 39 là 14 g/mol nên: 39: Tyr-Pro-Phe-Phe và aminopeptiđaza nên 36 có dạng

D -Pro-Phe-E-Tyr-Pro-Phe-Phe-T yr-Pro-E-Phe

3. Psilostachyin C là một hợp chất th iên nhiên có c nhiều tiềm năng trong chữa trị một số bệnh ung thư. Hợp ợ chất này được ợ tổng hợp ợ theo sơ „ đồ sau: o MeO 1)2nd Grubbs, CH2 C12 2) H2, Pt02, MeOH

1) Dess - M arti^^ CH2C12

Doa ^ ) Ậ c 20 , AcONa 2) BrCH2COOqt^ LDA, HMPA» .

2) HCHO, NaH THF, 100°c

J n t

o TsOH, THF

1) HC1, h 2Q 2) (TMSO) 2 TMSOTf, CH2C12 Psilostachyin c

S công thức cấu tạo của các chất từ 43 đến 49. Hướng dẫn giải

ỏ 43

OH 44

HO 45

c o u (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

COOEt

trên các bệnh nhân AIDS. Cidofovir được tổng hợp từ L-mannitol theo sơ đồ sau: OH OH Me2CO „ NaI04 _ 1) NaBH4, EtOH OH - - * 50 „ „ „ > 51 ZnCl, ._ . CH2C12 2) BnCl, NaH, THF 7 ^ M i33 c CCI, Et3N (C12H22U6) (c 29h 28o 3) ÕH OH

2/^ V

L-Mannitol

NHọ 1) AcOH 1) NaH, THF ___________________ - 51 H2° , 2) TsOCH2PO(OEt)2 2) MsCl Et,N

56’ Cs2CQ3) THF

H2, MeOH Pd(OH)2/C

MeOH

ọ

m^OH

Cidofovir

OH Vẽ cấu trúc của các chất từ 50 đến 58. Hướng dẫn giải:

, OSí®” .

:HO

MsO

Ph3 C O - ^ A ^ /O B n

? koEth

°" . .

P h g C O ^ A ^ /O B n

9 ^ P (O E t)2 OBn

ọ ÌLOEt £>. /PC ^ OEt

ọ TLOEt £>. /PC ^ OEt

OBn 57

Câu 4: 1. Gilertine là hợp theo sơ đồ

OH 58

alkaloid được phân lập từ Aspidosperma gilbertii. Hợp chất này được tổng

L (COOMe) 2

'Buôn

1) Hf OOEt, NaH, THF )A,THF CH2=CHCH2Br

1) (CH2OH)2, TsOH, THF

2) DABCO, H20, PhMe, t° 2

1) LÍA1H4, Et20 _ TBDPSC1, THF 61 — — —— ------► 62 2) HC1, H20, MeCN Imidazole 2 (c 8h 14o 2)

1) 0s04, NMO PhN2+C r Me2CO, H20 TsOH 64 65 AcONa, THF PhMe 2) Pb(OAc)4, KoCOa ’ (C33h 40n 2o 2sì) (c 33h 37no 2sì) 2 3

C O ' (ủ cờ ỉiỷ tắ à n ắ / cô n * M ôn ỷ c ô d à t/ cắàài c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

1) MeNHOH, ¿PrOH NaBH3 CN, H20 1) Ac2 0 , Py —► 67 2) MeLi, THF 2) TBAF, THF

N CF3 COOH *- 6 8 ■" CH2C12

/T^VNH

Gilbertine

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 59 đến 68. Hướng dẫn giải COOMe

2. Đề nghị cơ chế phản ứng của các chuyển hóa sau:

è * C ố i (û cd n ÿ tắ à n ắ / cố /u p d /Ỉổ fiỹy c ổ tfià w c ắ à ti O à d è ắ ù ờ / ũ è iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ OTES H+

COOBu*

CF3 CH2OH

NHMe

COOMe

Et3N> k 2C 03, PhMe 2) MeOOC PhMe

COOMe MeOOC

Hướng dẫn giải

ỷ

c o i (ủcờ nỷ tắ à n ắ / cống* M on ỷ c ố cổấu/ c ắ à ti O à d à & ùờ/ ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

H+

COOMe

xiclohexan-1,4-đion tác dụng với etylen glicol (tỉ lệ mol là 1 : 1) với xúc tác axit, thu được 69. Cho ổ9 phản ứng với piroliđin, thu được hợp chất enamin ?0. Đun ?0 với acrylamit rồi thủy phân, thu được hỗn hợp X gồm hai đồng phân lactam 71 và 72. Cho X phản ứng với BnCl có mặt KH, thu được m

è * C ố i (û cd n ÿ tắ à n ắ / cống* d ắ ổ n ỷ c ổ tfià w c ắ à ti O à d è ắ ù ờ / ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

hỗn hợp Y gồm 7S và 74. Cho Y phản ứng với DDQ trong benzen thì chỉ thu được 75. Thủy phân 75 trong dung dịch axit, tạo ra 76. Cho 76 phản ứng với H 2 có mặt xúc tác Pd(OH)2/C trong AcOH, thu được 77. Metyl hóa 77 bằng MeI/Ag2CO3 trong CHO 3 , tạo ra 7S. Cuối cùng, cho 7S phản ứng với đimetyl cacbonat có mặt KH, thu được 79 (C 12H 13NO 4 ). Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 69 đến 79.

COOMe ° 77

0 79

4. Cây bạc hà mèo (Nepeta cataría) được dùng để chữa các bệnh đau nửa đầu, khó ngủ, cảm lạnh, hen suyễn. Từ loại cây này, người ta phân lập được nepetalactone. Hợp chất này được tổng hợp trong phòng thí nghiệm theo sơ đồ sau: o HgS04 ,H20 COOEt 1) EtONa 81 LDA » 82 83 MeOH H+,t° (C 10 H 16 O2) t h f 2)^= — ^ (C13

PhCHO

:.J ẽ ' JO o

1) NaBH4, Mi

EtON“ <Cl Ä ,0)2)AC2° ' Py

O3__ ^ Me2S

1) NaOH, H2Q 2) NaI04, CH2C12

CaClo

N epetalactone

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ SG đến SS. Hướng dẫn giải

5. Vindoline là một alcaloid được phân lập từ Catharanthus roseus. Hợp chất này được tổng hợp theo C ố i (Ể ư ờỉi^ tắ à n ắ / cố /u p d /fo o ty c ổ tfià w c ắ à ti O à d è ắ ù ờ / ũ è iỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

sơ đồ sau:

ọ

_ MeCT -

N' Boc

‘BuSONH, o 1) I2, h 2o/thf 2 89 90 Ti(OEt)4, THF LiHMDS, THF '' 2) CH2=CH(CH2)2Br _ ( BF.0^ (C2gH40N2O7S) J^ K 2C03, dm" (C^ °

s ằ ỉ'

1) TFA, CH2C12 92 1) Nai, Me2CO 2) ClCH2COCl 2) AgOTf, THF Et3 N,CH 2Cl2

1) ClCOOMe Na2C03, CH2C12 2) 0s04, NaI04, THF/H20

(C25H30 N2 O5 )

1) MeONa, MeOH 2) 0 2, CeCl3.7H20, PrOH

( c w w

NaBH4, MeOH CeC,7H20

■L)d: 2).

(C26H28N2O7)

^ , O T 2C12

ál

1) MeOTf, CH2C12 HCHO, NaBH3CN MeOH/HCl

99 Ac2Q,Py] 100 2 ,6 -di-í-butylpyridine DMAP 2) NaBH4, MeOH

Vindoline

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 89 đến loo. Hướng

m è u C ốu (ù cờ n y td à n Ẳ c ổ n y d /Ỉổ fiỹy c ổ tfià w c ắ à tu c ứ a d è & ùờ/ ũ è iỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

C ố i SuỜOỆ' tắ à n ắ / cố n g *d /fô n ÿy c ố tfià w c ắ à ti O à d è ắùỜ / ũ ể n ỷ

GiÓ& IWK:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 14 Câu 1: 1. So sánh (có giải thích) lực axit của 2,6-đimetyl-4-nitrophenol (X) và 3,5-đimetyl-4-nitrophen Y au ) .. 2. Đun xiclopenta-1,3-đien với CH2 =CHNO2 , thu được 1. Cho 1 phản ứng với dung dịch đó axit hóa, thu được 2 (C7H 8 O). Hiđro hóa 2 với xúc tác Pd/C, tạo ra 3. Oxi hóa 3 bằng .... A, thu được 4. Thủy phân 4 trong dung dịch H 2 SO4 loãng, thu được 5. Vẽ công thức cấu tạo của 1, : 4, 5. 3. Trong các hệ liên hợp, tính đối xứng của các orbital n liên kết và n* phản liên kết đều o quy luật. Sau đây là ví dụ cho các phân tử etilen và buta-1,3-đien:

Năng lượng Nút " •Ä

7 1 ỈH Ỉ

"ff

Etilen

a-l,3-đien

a) Dựa vào hai giản đồ trên, hãy vẽ giản đồ năng trong phân tử hexa-1,3,5-trien. b) Biết rằng, trong phản ứng nhiệt hóa, phân phân tử ở trạng thái kích thích. Các orbitan có tứ Trên cơ sở đó, hãy vẽ cấu trúc của các chất 6,

(2£’,4Z,6£)-Octa-2,4,6-trien

:ác orbital n liên kết và n* phản liên kết thái cơ bản và trong phản ứng quang hóa, ứng giống nhau thì có thể xen phủ với nhau. các sơ đồ chuyển hóa sau: D, H OAc

7 (C8H12) mạch hở

OMe MeO'

(c6H7o 2D) mạch hở

4. Cho sơ đồ tổng hợp dẫn xuất của isoquinolin bằng phản ứng Ugi và phản ứng Heck như sau: COC XHO /I

íB u - N E ^ >

NH2

Pd(OAc)2, PCy3, DMA, 60°c 10 25°c N-methyldicyclohexylamine (c23h 27n 2o 3d y y y (c23h 26n 2o 3)

Vẽ công thức cấu của 9 và 10 và đề nghị cơ chế phản ứng của chuyển hóa tạo ra 9. :ấu tạo của Câu 2: 1. Pelletierine (16) hay 1-(piperiđin-2-yl)propan-2-on là một alcalo it được phân lập từ vỏ cây lựu và được dùng làm thuốc chống giun sán. Pelletierine được tổng hợp theo sơ đồ sau: , CbzCl,CH2Cl2 _ 1) (COCl)2, DMSO, Et3N 1) Et3SiH, BF3 OEt2 ■2:i]octan-6-ol ---- —^ > 11 ' Z Z r " " —-—- 12 ——^ —--— ------------- =♦13 K2C03 2) mCPBA, CH2C12 2) H20, H+ fc c % c i^ c i2 1) MeMgBr, THF 14 2) M(*HOMe, CH2C12 2) H20

15 H* pd/C> 16 MeOH

công thức cấu tạo của các chất từ 11 đến 16. 2. Để xác định hàm lượng glucozơ và fructozơ trong một loại nước ép trái cây, người ta cho lần lượt 10 ml nước ép vào hai bình tam giác (kí hiệu là A và B) và tiến hành các thí nghiệm sau: c o i (ủ cờ n ỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à ti c ứ à d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Thí nghiệm 1: - Thêm lần lượt 50,00 ml dung dịch CuSO 4 0,04M, dung dịch kali - natri tatrat và dung dịch NaOH (dư) vào bình A, sau đó đun nóng bình. - Thêm tiếp dung dịch KI (dư) và dung dịch H 2 SO4 loãng (dư) vào bình. - Chuẩn độ lượng 13 tạo thành thì cần dùng hết 12,06 ml dung dịch Na 2 S2 O3 0,05M. Thí nghiệm 2: - Thêm lần lượt 10 ml dung dịch KIO 3 0,015M; dung dịch KI (dư) và dung dịch H 2 SO4 loãng (dư) vào bình B. - Khi hỗn hợp dung dịch trong bình chuyển sang màu nâu thì thêm vào bình một lượng dư dung dịch NaOH loãng. - Chuẩn độ lượng 13 tạo thành thì cần dùng hết 5,10 ml dung dịch Na2S2O3 0,05M. a) Viết các phương trình phản ứng (ở dạng ion rút gọn) xảy ra. b) Tính hàm lượng (theo gam/lít) của glucozơ và fructozơ trong loại nước ép trái cây trên. Biết fructozơ không chuyển hóa thành glucozơ trong các điều kiện phản ứng của thí nghiệm 2. 3. Đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau từ những chất cho trước (được dùng thêm các chất hữu cơ cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng, dung môi hữu cơ và các chất vô cơ khác): __ o B(OH) 2 „CHO

ho. N— + PcKPPh^. —J M (PPh% —/■ — MeO' §

+ BnBr + MeO

Sauristolactam

ỉC

Bz 1

N b) conh2 Ibogamine

4. Nấm là một loại thực phẩm chứí ta đã phân lập được hợp chất cop Cl ĩ

ọ ị

1) Na, Et20 , t° 2) TMSC1, Et20

hất dinh dưỡng. Từ nấm Coprinopsis atramentaria, người oprine có thể được tổng hợp theo đồ sau: AF

NaNH2 NH,

)

NHBoc

DCC CH2C12

-?0

HC1~ 21 (c 8h 14n 2o 4)

h 2o

"COOBu*

0 19, 20, 21. Biết rằng, 17 có chứa vòng ba cạnh. Vẽ cấu trúc Câu 3: 1. FR-900482 được phân lập từ xạ khuẩn Streptomyces sandaensis. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hợp chất này có khả năng kháng khuẩn và kháng ung thư. Cho sơ đồ tổng hợp FR-900482 như sau: THF, -78°c h s o 5 .k h s o 4 .k 2s o 4

2o, 0°c 2. Bu4N+N3“, DMF

1. Tf20 , Py, CH2C12 2. Ph3P, THF 3. NH3, H20

OMOM .OH 22 (C15H 12N 0 4I)

PhH,

ClCOOMe Py, CH2C12

80°c

1. Ac2 0 , Py, CH2C12 m 2. 0 s 0 4, Me 3NOH 2C>* CH2 C12, PhH

1. K2C 03, MeOH 2. (COCl)2, DMSO (C26H29N2O10I) CH2Cl2~Et3N

►

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

1) Ph3 P+MeBr- , NaHMDS, THF 2) Pd(PPh3)4, Et3 N, MeCN

1) 0 s 0 4, NMO, Me2CO, H20 2)DIAD,Ph 3 P,THF

^ V 25 26

____ DĨBAỈ: „ > 32 ^ Ỉ L T 7 > 33 Hexane, CH2C12 ( ^ 0 ^ 2 ) : MnG2, ,CH2C12 (CmII

1) NH3, ‘PrOH CH2 C12 Ph3 C+BF435 2 ,6 -di-r-butylpyridine 2) K2C 0 3, MeOH (C29H24N2OU) h Ộo

1) Sml2, THF Me2N(CH2)2OH 2) H2, Pd/C, EtOH 9/ 3) TTPSOTf, Pr2NEt

31 3

1) TBAF, THF______^ 3 4 ^ 2) P h o co ci, ‘Pr2NEt (Caẩt ^ (

OHC FR-900432

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 22 đến 35. 2. Thủy phân không hoàn toàn đođecapeptit 36, thu được ba tetrapeptit 37, 38, 39; trong đó 37, 38 có khối lượng mol bằng nhau và lớn hơn khối lượng mol của 39 là 14 g/mol. Sử dụng phương pháp thoái phân Edman cho 37, 38, 39 thì thấy chúng đều phản ứng và tạo ra một phenylthiohiđantoin có khối lượng mol là 298 g/mol; phần peptit còn lại của 37, 38, 39 không bị thoái phân nếu tiếp tục sử dụng phương pháp Edman. Lần lượt thủy phân với enzyme chimotripsin thì 37 và 39 tạo ra ba mảnh còn 40 tạo ra hai mảnh; trong đó, có hai mảnh đều có khối lượng mol là 262 g/mol. Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 36 bằng axit vô cơ thì chỉ thu được Pro, Tyr, Phe và amino axit 40 không có trong tự nhiên. Hợp chất 42 (là dẫn xuất của 40) được tổng hợp theo sơ đồ CHO

a) Vẽ công thức cấu tạo của 40, 41, 42. b) Xác định cấu trúc bậc một của 36, 37, 38, 39. Biết rằng, 36 đều không phản ứng được với các enzyme carboxypeptidase và aminopeptidase. 3. Psilostachyin C là một hợp chất thiên nhiên có nhiều tiềm năng trong chữa trị một số bệnh ung thư. Hợp chất này được tổng hợp t ồ sau:

Ọ MeO

CH2=CH(CH2 )2CHO) 1) 2nd Grubbs, CH2C12 4 5 .BFyEt^O, CH2C12 2) H2, Pt02, MeOH

1) Dess - Marti CH2C12 2) BrCH2CO LD A ^M PA

H2, p to 2 KOH, MeOH EtOAc 48 2) Ac2 0 , AcONa 2) HCHO, NaH THF, 1 0 0 °c

o TsOH, THF

1) HC1, H20 2) (TMSO) 2 TMSOTf, CH2C12 Psỉlostachyin c

ng thức cấu tạo của các chất từ 43 đến 49. à hợp chất có hoạt tính kháng virus dùng để chữa các bệnh viêm nhiễm do virus gây ra ệnh nhân AIDS. Cidofovir được tổng hợp từ L-mannitol theo sơ đồ sau:

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

OH OH HO

OH ÕH OH

NaI04 50 ZnCh (c 12h 22o 6) CH^

Me2CO

1) NaBH4, EtOH 2) BnCl, NaH, THF

1) HC1, H20 2) Ph3CCl, Et3N ’

53 (Q29H28O4 )

L-Mannitol

1) NaH, THF 2) TsOCH2PO(OEt) 2

1) AcOH 1) Me3SiI h 2o 56, CS2CO3 H2, MeOH CHCI3 54 55— „ „ „ 3» 57 Ì 2 , . : 58 THF 2) MsCl Pd(OH)2/C Et,N

Vẽ cấu trúc của các chất từ 50 đến 58. Câu 4: 1. Gilertine là một indole alkaloid được phân lập từ Aspidosperma hợp theo sơ đồ sau: CH2 (COOMe) 2

„ 1) (CH2 OH)2, TsOH, THF

- 7

„

- ~ r

~ ~

—

-—

ợp chất này được tổng

1) L1AIH4 , Et20 ^ TBDPSCl, THF 61 —-—— -----*■62 MeCN ___ _ . Imidazole (c 8h 14o 2) 1) 0s04, NMO Me2CO, H20 2) Pb(OAc)4, K2C03 PhMe

SnCL CH2CI2

CHO

COOMe COOMe

^ MeOOC COOMe 3. Cho xiclohexan-1,4-đion tác dụng với etylen glicol (tỉ lệ mol là 1 : 1) với xúc tác axit, thu được 69. Cho 69 phản ứng với piroliđin, thu được hợp chất enamin 70. Đun 70 với acrylamit rồi thủy phân, thu được hỗn hợp X gồm hai đồng phân lactam 71 và 72. Cho X phản ứng với BnCl có mặt KH, thu được C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

hỗn hợp Y gồm 73 và 74. Cho Y phản ứng với DDQ trong benzen thì chỉ thu được 75. Thủy phân 75 trong dung dịch axit, tạo ra 76. Cho 76 phản ứng với H 2 có mặt xúc tác Pd(OH)2/C trong AcOH, thu được 77. Metyl hóa 77 bằng MeI/Ag2CO3 trong CHCl3 , tạo ra 78. Cuối cùng, cho 78 phản ứng với đimetyl cacbonat có mặt KH, thu được 79 (C 12H 13NO 4 ). Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 69 đến 79. 4. Cây bạc hà mèo (Nepeta cataria) được dùng để chữa các bệnh đau nửa đầu, khó ngủ, cảm lạnh, hen suyễn. Từ loại cây này, người ta phân lập được nepetalactone. Hợp chất này được tổng hợp trong phòng thí nghiệm theo sơ đồ sau: o -COOEt DEtONa oft HgS04, H 20 ► _81 LDA ► 80 H+,t° (C10H16O2) (C13Hlg0 3) Br PhCHO EtONa

1) NaBH4, MeOH

—► 85

CC1,H20O)2>A^ - P’'

1) o 8 6 1) NaOH, H2Q 2) Me2S ~ 2) NaI04, CH2C12 Nepetalactone

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 80 đến 88. 5. Vindoline là một alcaloid được phân lập từ Catharant sơ đồ sau:

. Hợp chất này được tổng hợp theo

Ọ II

MeO

N Boc

'BuSONH. Ti(OEt)4, THF

Ị )I 2,H 2(YrHF

2) CH2=CH(CH,)2Br (C90H 4A N 9O 7S) 2 2 2 (c 28h 38n 2o 6) 28 40 2 7 Nai, K2C03, DMF 28 38 2 6

1) TFA, CH2C12 1) Nai, Me2CO ' 7^ 2) ClCH2COCl 2) AgOTf, THF Et3N, CH2C12 %Ê25H3W > 5) 1) MeONa, MeOH 2) 0 2, CeCl3 .7H20, PrOH

HCHO, NaBH3C: MeOH/HCl

’C22H22N2O5)

1) ClCOOMe Na2C03, CH2C12 2) 0s04, NaI04, THF/H20

NaBH4, MeOH CeCl3 .7H20

(C22H24N2O5)

1) DBU, THF 2) SOCl2 Py

mCPBA, CH2C12 MeOH

(C26H28N2O7)

►

(c 23h 28n 2o 6)

1) MeOTf, CH2C12 2 ,6 -di-í-butylpyridine 100 2) NaBH4, MeOH ’

Vindoline

MeO Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 89 đến 100. -HẾT-

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 15 Câu 1: 1.1. Butan là một hiđrocacbon được dùng làm nhiên liệu đốt phổ biến. a) Dùng công thức Newman để vẽ các cấu dạng của butan. b) Ở 298K, cho năng lượng tương tác gauche Me •o- Me là 0,9 kcal.m ol1 và nănglưỢflf của các tương tác khác như bảng sau: Tương tác ở dạng che khuất

H ^

Năng lượng (kcal.mol-1) Tính năng lượng chênh lệch ( ÀG° ) giữa các cấu dạng. c) Giả sử ở 298K, butan chỉ tồn tại ở dạng bền nhất và dạng kém bền mỗi cấu dạng trong hỗn hợp khi hệ đạt trạng thái cân bằng. Cho R = 1,98 Hướng dẫn giải a) Các cấu dạng của butan: Me

tính phần trăm của .mol-1.K-1.

H AG?

H Me

MeJ

b) Mức chênh lệch năng lượng ( ÀG°) giữa các c của butan: ÀG° = (1.1,0 + 2.1,4) - 0 = 3,8 kcal.mol-1

ÀG° = 1.0,9 - (1.1,0 + 2.1,4) = -2 ,9 kcal.m° ÀG° = (2.1,0 +1.3,1) -1.0,9 = 4,2 kcal.: c) Cân bằng hóa học như hình bên: ÀG° = (2.1,0 +1.3,1) - 0 = 5,1 kc ^ %A =

_[A] [A] + [B]

0,9998% ^ %B = 0,0002%

7.10 [A]

1.2. Cho các hợp

£=&°(II)

ị/

COOMe OH

COOMe (in )

(IV)

a) So sánh b) Dựa trên c

lích) khả năng tham gia phản ứng Sn 1 của (I) và (II) với MeOH. thuyết FMO, hãy so sánh (có giải thích) lực bazơ của (III) và (IV). Hướng dẫn giải a) Phản ứng Sn 1 xảy ra qua giai đoạn tạo cacbocation (giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng) nên carbocation l càng bền thì phản ứng càng dễ xảy ra. Mặt khác, carbocation phải ở dạng phẳng (vì nguyê ayên tử C lai hóa sp2). Carbocation tạo từ (I) được bền hóa nhờ hiệu ứng +H từ các nhóm metyl và có thể ở dạng phẳng. Trong khi đó, carbocation tạo từ (II) không thể ở dạng phẳng vì hệ thống vòng cứng nhắc. Do đó, (I) dễ tham gia phản ứng Sn 1 với MeOH hơn (II). b) Trong phân tử (III), tương tác ơ(C - N) ^ Ơ * (C - COOMe) làm giảm mật độ electron xung quanh nguyên tử nitơ. '& Ü U c o u (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ứ à d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Trong phân tử (IV), các tương tác ơ(C - C) ^Ơ *(C - COOMe) và ơ(C - H) ^Ơ * (C - COOMe) không ảnh hưởng đến mật độ electron xung quanh nguyên tử nitơ. Do đó, lực bazơ của (III) yếu hơn (IV). ơ(C-N)

ơ*(C-COOMe)

COOMe HN

ơ(C-C) ơ(C-H)

COOMe

(in) pK, = 8,2

l.s. Đun 3,5,5-trimetylxiclohex-3-en-1-on với lượng dư NaNH 2 . Cho tiếp Dmbenzen vào hỗn hợp phản ứng và tiếp tục đun, thu được l (C15H 18 O). Biết rằng, l là ancol bậc b va trong phân tử có hai nhóm metyl gắn trên vòng 4 cạnh. Vẽ công thức cấu tạo của l và đề nghị cơ ì phản ứng tạo ra nó. Hướng dẫn giải

l.4. Đun 1,2,3-triphenylaziridin với đi công thức cấu tạo của 2.

aleat trong benzen, thu được 2 chứa dị vòng piroliđin. Vẽ ướng dẫn giải Ph

I NN Ph

[4 + 2] Ph MeOi

Câu 2: 2.l. Khi đun (JR,£)-3-phenyl-3-metylhepta-1,5-đien trong toluen thì xảy ra sự chuyển vị [3,3], tạo r sản phẩm chính là s. Biết phản ứng trải qua giai đoạn trạng thái chuyển tiếp ở cấu dạng ghế bền nhất. Vẽ cấu trúc của s và đề nghị cơ chế phản ứng tạo ra nó. Hướng dẫn giải [3,3]

(R )

[3,3]

(Z)

C ổ i (ù cờ n ỷ tắ à n ắ / c ố /u y M ô n ỷ c ổ tfià w c ắ à ti c ã à d è ẩ tở d / ê iè iỷ

Gùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

2.2. Strychnine là một chất độc được tìm thấy trong loài thực vật Strychnos. Dưới đây là một phần trong sơ đồ tổng hợp strynine mà R. B. Woodward cùng các cộng sự đã thực hiện vào năm 1954: ,NHNH2 HCHO Me2NH, AcOH

l.M e l 2. NaCN *

I.LÌAIH 4 2. EtOOC-CHO

OMe

Vẽ công thức cấu tạo của các chất 4, 5, 6, 7. Hướng dẫn giải

OMe

V .

'OMe 7

2.3. Vitamin H hay biotin được tìm thấy lần đầu tiên vào năm 1901. Nếu thiếu vitamin H, con người có thể mắc các bệnh viêm da, chán ăn, mệt mỏi, viêm cơ, ...

COOMe XOOMe

Vitamin H

----------^ lập thể trong phân , <X) . . H. ■ định • cấu « hình • tuyệt - đối a) Xác R/S của các tâm tử vitamin b) Vitamin H có thể được tổng hợp như sau: rua trong P Py/DCM, tạo ra 8. Khử 8 bằng Zn trong AcOH, Cho X tác dụng với 2 eq hex-5-inoyl clorua 9 chuyển hóa thành 10 chứa vòng 10 cạnh và có một thu được thiol 9. Trong điều kiện có nối đôi C=C. Khử 10 bằng DIBAL, iu được 11 (C9H 13NO 2 S). Ngưng tụ 11 với BnNHOH trong DCM, tạo ra 12 (C 16H 20N 2 O2 S, ch^a.)C * N+ - O- ). Đun 12 trong toluen thì xảy ra phản ứng đóng vòng 1,3-lưỡng cực nội phân tử, thu được 13. Biết trong phân tử 13 chứa hai dị vòng là 1,2-oxazoliđin và tetrahiđrothiophen có chunglmột c ạn h Khi khử 13 bằng Zn trong dung dịch AcOH thì liên kết N-O bị phá vỡ và tạo ra 14. Cho 14 phản ứng với ClCOOMe có mặt Na2CO3 trong THF, thu được 15. Xử lí 15 với dung dịch Ba(OI )ng đioxan, sau đó với dung dịch axit, thu được 16. Cho 16 tác dụng với 'ho 17 phản ứng với MeOH, thu được 18. Khử 18 bằng NaBH 4 trong lượng dư SOCI2 , thu DMF, tạo ra 19. Cuối cùng, t hủy phân 19 trong dung dịch axit, thu được vitamin H. Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 8 tới 19. Hướng dẫn giải h

1 rò?

HN^

COOMe

CHO

c o u (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố tfià w c ắ à u c ứ à d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

HN COCI

COOMe

COCI

Câu 3: 3.1. Từ tinh dầu của vỏ cây Cinnamomum loureiroi, người ta phân lập được (£)-3-phenylprop-2-enal (kí hiệu là 20). Oxi hóa 20 bằng NaClO 2 , thu được 21. Cho 21 tác dụng với EtOH có mặt axit, tạo ra este 22. Đun 22 với N 2H 4 .H2 O, thu được 23 (C9H 10N 2 O). Cho 23 phản ứng với ^-nitrobenzanđehit trong EtOH, thu được 24 (C 16H 13N 3 O3). Phổ 1H-NMR của các chất 23 và 24 được cho ở bảng sau: Hợp chât Phổ 1H-NMR (ÔH, ppm) 2,61 (1H, d-d); 2,82 (1H, d-d); 4,20 (1H, t) 5,50 (1H, s); 7,36 - 7,49 (5H, m); 23 9,00 (1H, s) 2,63 (1H, d-d); 2,83 (1H, d-d); 3,00 (1H, t); 7,35 - 7,50 (5H, m); 7,59 (2H, d); 24 8,25 (2H, d); 9,58 (1H, s) a) Vẽ công thức cấu tạo của 20, 21, 22, 23 b) Quy kết các tín hiệu trong phổ 1H-NMR cho ác proton trong những phân tử 23 và 24. c) Khi chiếu tia UV vào dung dịch của , thu được 25 (là đồng phân hình học của 21). Đề nghị cơ chế phản ứng của chuyển hóa 21 thà d) Chất 21 kết tinh ở hai dạng a-21 21. Nếu chiếu tia UV vào a-21, thu được axit a-truxillic (2,4-điphenylxiclobutan- 1,3-đic ó tâm đối xứng trong phân tử. Mặt khác, nếu chiếu tia UV henylxiclobutan-1,4-đicacboxylic) có hai nhóm phenyl nằm vào P-21, thu được axit /Mxu cùng phía và hai nhóm cacbox ía đối diện. - Vẽ cấu trúc của axit ruxillic, axit /?-truxinic và tất cả các đồng phân dia của chúng. - Tại sao trong dung dị' ức, 21 không thể đime hóa dưới tác dụng của tia UV? e) Thủy phân ae (C38H 46N 2 O8, kí hiệu là 26), thu được axit 27 (C9H 15NO 3), metanol và 27 bằng PCC, tạo ra 28. Nung nóng 28, thu được xeton 29 (C8H 13NO) không axit a-truxillic. O có tính quangg hoạt. Oxi _ạt. ox___a 29 bằng CrO3 trong H 2 SO4 , thu được #-metylsucxinimit Vẽ công thức cấu tạo của 26, 27, 28, 29. Hướng dẫn giải a) Công ông thức cấu tạo của 20, 21, 22, 23, 24: NO

/- ^ C O O H

í 20

/^ /C O O E t

'& Ü * C O ' S u d o * tắ à n ắ / công* M ô n * c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ổ u ờ i/ ũ ể n *

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

b) Phân tử 23: ÕH (ppm) He H d ^ N 'Y o

2,61

2,82

4,20

5,50

7,36 - 7,49

Ph-

9,00

Ph Hc Hb

ÔH (ppm) no 2

2,63

2,83

3,00

7,35 - 7,50

Ph-

ÍT COOH

P h ^ C00«

d) Cấu trúc của axit a-truxillic và các đồng phân dia của nó: Ph. XOOH Ph. .COOH Ph, HOOC

HOOC

V Hf

^^C O O H Ph'

9,58

8,25

(

Ph Hc Hb

7,59

COOH

HOOC

.COOH

HOOC

Axit a-truxillic Cấu trúc của axit /Mxuxillic và các đồng phân dia của nó: HOOC, .COOH HOOC : ooh HOOC Ph"

ncooh

hooc

cooh

'Ph

Axit /?-truxillỉc COOH

HOOC

nCOOH

P ỉ/ Ph PhN Ph Vì trong dung dịch, các phân tử 21 bị solvat hóa và sắp xếp ngẫu nhiên. e) Công thức cấu tạo của 2ổ, 27, 28, 29: CC COOH COOH ^

„

1 - ^ 0

3.2. Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sau: H N

COOMe

LDA THF

o Ph N=

“° ' 0

HCOOH

m è i C ổ i S u ờ ểiỷ tắ à n ắ / c ố /u y M ô n ỷ c ổ tfià w c ắ à ti c ã à d è ổ u ờ i/ ũ ể n ỷ

Gùúnùêll: MeOOC

Hóa Học Hữu Cơ

o XOOMe

2. HC1, H20 2

(c 8h 10o 3)

RuO, 4

1 2

MeOOC -O

TT _ N (c 8h 8o 3)

„ (C8H90 3I)

THF/HoO 2

(C8H10O3)

CH,Clo 2 2

C ố i (ù c ờ ỉiỷ tắ à n ề c ố n ỷ d ắ ổ ỉtỷ c ổ (ử à ã cắààu c ã à d è ắ íờ ỉ/ ê iè n ỷ

„ „ (C8H 10O4)

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

1. (COCl)2 2. H2, Pd/BaS04

38 (C8H10O3)

Ph3P=CHOMe ^ y

1,111

AcOH

39 Ph3P=CHC2H5 Tiff THF/H2° ( C M l '

COOEt

1. NaOH, H20 ^ PDC """ 41 —-----;---► 2. HCl, »JO CH2C12 3. CH2N2,Et20

Lac =

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 29 đến 42. Hướng dẫn giải COOLac COOLac 29

COOH 34

COOH

Ọ\ Ó

CHO 39 Câu 4: 4.1. Từ benzen, xiclopenta-1,3-đien, anhiđrit maleic, các chất hữu cơ (mạch hở, chứa không quá 2 nguyên tử cacbon trong phân tử) và các chất vô cơ khác, hãy vẽ sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau:

1. LiAlH4 2. PBr3 ' COOH

C ố * (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y d ắ ổ ỉtỷ c ổ tfià w c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iè iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

4.2. Các dẫn xuất este của axit chrysanthemic được dùng làm thuốc trừ sâu nhưng không có độc tính đối với con người và động vật. Axit chrysanthemic có thể được tổng hợp theo sơ đồ sau: 43

44 (1 :2) KOH, PhH

45-

H, Pd/C

(CgH18o 2)

H+ t° 49

PBr3 47— --^ 4 8 -

H+

44 (1 : 1) KOH, PhH

N2CHCOOEt

1 . Mg/THF

& 2.44 3. H2 0/H+

1.KOH 2. H2ơ/H+ o

50 l Ĩ2’ Nl Q H > 5 1 - g g ^ 5 2 2. H20 , H+ H Họ Pd/BaS0 4

t V yrysanthemic

MeONa

5 4 -L ^ 5 5 2. TsNa

rong tự nhiên. nh: a) Biết 43 là một hiđrocacbon ở thể khí và 47 là một ancol có trong Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 43 đến 56. b) Axit chrysanthemic được phân lập từ tự nhiên có cấu hình là (1R,3R). Vẽ cấu trúc và gọi tên theo IUPAC của axit chrysanthemic. c) Tetramethrin (61) là một loại thuốc trừ sâu được tổng 1 :o sơ đồ sau:

o ò

Axit chrysanthemic

------------------------------------------------------------------- ►

Ò Biết trong phân tử 58, chỉ có một liên kết liên kết đôi này không gắn với bất cứ nguyên tử hiđro nào. Vẽ công thức cấu tạo của 57, 58, 59, 60, 61. Iướng dẫn giải OH

COOEt

'COOH (l/?,3i?)-2,2-dimethyl-3-(2-methylprop-1-en-1-yl)cyclopropane-1-carboxylic acid *

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ử a d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

4.S. a-Barbatene là một sesquiterepene được phân lập từ thiên nhiên. Hợp chất này được tổng hợp theo sơ đồ sau:

OTBS

__CH2C12

_ ___ BF,-OEt2 (C25h 38 o 5 sì)

HMPA, THF

2. MMPP, CH2C12 3. Sml2, DMPU, MeOH (C31H52O4 SÌ2)

♦ '2. hv

’P, MeCN

(c 31 h 52 o 6 sì2)

DBU CH2C12 2

“' (c 31 h 52 o 6sì2)

TsOH CHCI3

Hainanolidol

C ố * (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y d ắ ổ ỉtỷ c ổ tfià w c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iè iỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Biết rằng: - PyBOP là tác nhân tạo liên kết peptit. - Catecholboran và Sml2 là các tác nhân khử. - KHSO 5 .KHSO4 .K2 SO4 , Mn(OAc)3/TBHP, VO(acac)2 /TBHP và MMPP là các tác nhân oxi hóa. - Giai đoạn xử lý l l với DBU/CHCl3 có xảy ra sự đóng vòng [5 + 2]. - TPP là chất cản quang. Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 68 đến 84. Hướng dẫn giải EtOOC

EtOOC

Sml2, DMPU MeOH * 0

OTBS

// \__ / 0 82

C ố i (Ể ư ờ ỉiỷ tắ à n ề c ố n ỷ d /fa n y c ố (ử à ã cắààu cã à à d è ắ ù ờ / ũ è iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ OTES

OTES

(II J o j o ^ ^ C )T B S

hcA

(Kornblum - DeLaMare rearrangemet

— 84

5.2. Cho sơ đồ tổng hợp coniceine (kí hiệu 88, là một indolizidine alkaloid) như sau: Cbz

( V

NaH, THF

Etò

85 (C16ỈỈ 17N3 O3 )

MeOH

ĩĩv

(C17 H2 iN 04)

H2, Pd/C Et,N

88 (C8H 15N)

Vẽ công thức cấu tạo của 85, 86, 87, 88. Hướng dẫn giải OMe

^!V 7

5.3. Carbasugar hay pseudo-sugar là nhóm hợp chất có thể được coi là dẫn xuất của carbohydrate, trong đó nguyên tử oxi trong vòng sẽ bị thay thế bởi nhóm metylen. a) Vẽ cấu trúc (dạng ghế) của 5a-carba-/?-D-glucopyranose (kí hiệu là 89). b) Validamine là chất trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp một số thuốc kháng sinh. Biết rằng, validamine có cấu trúc tương tự 89 nhưng^ h o m - OH ở C 1 được thay thế bởi nhóm - N H và nguyên tử C 1 bị đổi cấu hình tuyệt đối. Đề nghị sơ đồ tổng hợp 89, validamine từ furan và axit acrylic (được dùng thêm các chất hữu cơ cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng, dung môi hữu cơ và các chất vô cơ khác). Ìg dẫn giải o

Validamine

5.4. Hóa học về các hiđrocacbon đa vòng luôn được các nhà hóa học quan tâm vì cấu trúc đặc biệt của chúng. Cho sơ đồ tổng hợp [5]-prismane như sau: '& Ü U c o u (ủ cờ n ỷ tắ à n ắ / c ố n ỷ M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à ti O à d à & ùờ/ ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

MeO OMe

è i C ố i S u Ờ oệ' tắ à n ắ / cống* dÁ ổnỹy c ổ tfià w c ắ à ti O à d è ắù Ờ / ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 15 Câu 1: 1.1. Butan là một hiđrocacbon được dùng làm nhiên liệu đốt phổ biến. a) Dùng công thức Newman để vẽ các cấu dạng của butan. b) Ở 298K, cho năng lượng tương tác gauche Me •o- Me là 0,9 kcal.m ol1 và nă ng lượng ợng của các tương tác khác như bảng sau: H ^

Tương tác ở dạng che khuất Năng lượng (kcal.mol-1)

H ^

1,0

Me ^

1,4

3 ,1

Tính năng lượng chênh lệch ( ÀG° ) giữa các cấu dạng. c) Giả sử ở 298K, butan chỉ tồn tại ở dạng bền nhất và dạng kém bền nhất. ] tính phần trăm của lất. Hãy mỗi cấu dạng trong hỗn hợp khi hệ đạt trạng thái cân bằng. Cho R = 1,987 cal.m J .moH . K 1. 1.2. Cho các hợp chất sau:

ÍL

’

(I)

hn^ V

' (II)

ÍCOOMe ,OH

oh, c o o m

”

(III)

—

(IV)

a) So sánh (có giải thích) khả năng tham gia phản ứng Sn 1 của (I) và (II) với MeOH. b) Dựa trên cơ sở thuyết FMO, hãy so sánh (có giải thích) lực bazơ của (III) và (IV). 1.3. Đun 3,5,5-trimetylxiclohex-3-en-1-on với lượng dư NaNH 2 . Cho tiếp brombenzen vào hỗn hợp phản ứng và tiếp tục đun, thu được 1 (C 15H 18O). Biết rằng, 1 là ancol bậc ba va trong phân tử có hai nhóm metyl gắn trên vòng 4 cạnh. Vẽ công thức cấu tạo của 1 và đề nghị cơ chế phản ứng tạo ra nó. 1.4. Đun 1,2,3-triphenylaziridin với đietyl maleat trong benzen, thu được 2 chứa dị vòng piroliđin. Vẽ công thức cấu tạo của 2. Câu 2: 2.1. Khi đun (JR,£)-3-phenyl-3-metylhepta-1,5-đien trong toluen thì xảy ra sự chuyển vị [3,3], tạo ra sản phẩm chính là 3. Biết phản ứng trải qua giai đoạn trạng thái chuyển tiếp ở cấu dạng ghế bền nhất. Vẽ cấu trúc của 3 và đề nghị cơ chế phản ứng tạo ra nó. 2.2. Strychnine là một chất độc được tìm thấy trong loài thực vật Strychnos. Dưới đây là một phần trong sơ đồ tổng hợp strynine mà R. B. Woodward cùng các cộng sự đã thực hiện vào năm 1954: ,NHNH,

PPA

2. NaCN

TsCl

1. L1AIH4 2. EtOOC-CHO

COOEt OMe

OM i

OMe

Vẽ công thức lức cấu tạo của các chất 4, 5, 6, 7. £ 2.3. Vitamin H hay biot biotin được tìm thấy lần đầu tiên vào năm 1901. Nếu thiếu vitamin H, con người có thể mắc các bệnh viêm da, chán ăn, mệt mỏi, viêm cơ, ... o

HA - S

NH, COOMe XOOMe NH,

Vitamin H

(X)

a) Xác định cấu hình tuyệt đối R/S của các tâm lập thể trong phân tử vitamin H. C O ' S u ờ ểiỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ổ u ờ i/ ê iể h ỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ

b) Vitamin H có thể được tổng hợp như sau: Cho X tác dụng với 2 eq hex-5-inoyl clorua trong Py/DCM, tạo ra 8. Khử 8 bằng Zn trong ng AcOH, thu được thiol 9. Trong điều kiện có không khí, 9 chuyển hóa thành 10 chứa vòng 10 cạnh và có một [OH trong nối đôi C=C. Khử 10 bằng DIBAL, thu được 11 (C9H 13NO 2 S). Ngưng tụ 11 với BnNHOI DCM, tạo ra 12 (C 16H 20N 2 O2 S, chứa \c - N +- O- ). Đun 12 trong toluen thì xảy ra

ứng đóng

vòng 1,3-lưỡng cực nội phân tử, thu được 13. Biết trong phân tử 13 chứa hai dị vòng là 1,2-oxazoliđin và tetrahiđrothiophen có chung một cạnh. Khi khử 13 bằng Zn trong dung dịch Ac^ R th ì ì^ n^kết N-O bị phá vỡ và tạo ra 14. Cho 14 phản ứng với ClCOOMe có mặt Na2CO3 trong THF, thu được 15. Xử lí 15 với dung dịch Ba(OH )2 trong đioxan, sau đó với dung dịch axit, thu được 16. Cho 16 tác dụng với lượng dư SOCI2 , thu được 17. Cho 17 phản ứng với MeOH, thu được 18. Khử 18 bằng NaBH 4 trong DMF, tạo ra 19. Cuối cùng, thủy phân 19 trong dung dịch axit, thu được vitamin H. Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 8 tới 19. Câu 3: 3.1. Từ tinh dầu của vỏ cây Cinnamomum loureiroi, người ta phân lập được (£)-3-phenylprop-2-enal (kí hiệu là 20). Oxi hóa 20 bằng NaClO 2 , thu được 21. Cho 21 tác dụng với EtOH có mặt axit, tạo ra este 22. Đun 22 với N 2H 4 .H2 O, thu được 23 (C9H 10N 2 O). Cho 23 phản ứng với ^-nitrobenzanđehit trong EtOH, thu được 24 (C 16H 13N 3 O3). Phổ 1H-NMR của các chất 23 và 24 được cho ở bảng sau: Hợp chất Phổ 1H-N 2,61 (1H, d-d); 2,82 (1H, d-d); 4,20 ,50 (1H, s); 7,36 - 7,49 (5H, m); 23 9,00 (1H, s) 2,63 (1H, d-d); 2,83 (1H, d-d); t); 7,35 - 7,50 (5H, m); 7,59 (2H, d); 24 8,25 (2H, d); 9,58 (1H, s) a) Vẽ công thức cấu tạo của 20, 21, 22, 23,. b) Quy kết các tín hiệu trong phổ 1H-NMR cho các proton trong những phân tử 23 và 24. c) Khi chiếu tia UV vào dung dịch của 21, thu được 25 (là đồng phân hình học của 21). Đề nghị cơ chế phản ứng của chuyển hóa 21 thành d) Chất 21 kết tinh ở hai dạng a-21 và ^-21. Nếu chiếu tia UV vào a-21, thu được axit a-truxillic (2,4-điphenylxiclobutan-1,3-đicacboxylic) có tâm đối xứng trong phân tử. Mặt khác, nếu chiếu tia UV vào P-21, thu được axit /Mxuxinic (2,3-điphenylxiclobutan-1,4-đicacboxylic) có hai nhóm phenyl nằm cùng phía và hai nhóm cacboxyl nằm ở phía đối diện. - Vẽ cấu trúc của axit a-truxillic, axit /?-truxinic và tất cả các đồng phân dia của chúng. - Tại sao trong dung dịch nước, 21 không thể đime hóa dưới tác dụng của tia UV? e) Thủy phân a-truxilline (C38H 46N 2 O8, kí hiệu là 26), thu được axit 27 (C9H 15NO 3), metanol và axit a-truxillic. Oxi hóa 27 bằng PCC, tạo ra 28. Nung nóng 28, thu được xeton 29 (C8H 13NO) không có tính quang hoạt. Oxi hóa 29 bằng CrO3 trong H 2 SO4 , thu được N-metylsucxinimit. Vẽ công thức cấu tạo của 26, 27, 28, 29. 3.2. Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sau:

c o u (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ứ à d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

COOMe

T„ A

LDA

THF

o ^ \^ B r

MeOOC

COOMe

MeOOC / O

MeONa

COOMe

3.3. Từ tinh dầu của hoa nhài, người ta phân lập được metyl jasmonat (42). H hợp theo sơ đồ sau: .COOLac

_ 29

LacOOC 1. NaOH, H20 2. HC1, H20

LiOH t h f / h 2o

NalOa 4 > 34 33 Ru0 4 (c 8h 8o 3) (C8H 10O3)

1- (COCl) 2 2. H2, Pd/BaS0 4

1. NaOH, H20 2. HC1, H20 3. CH2N2 ,E t20

4.2. Các dẫn xuấ đối với con ngườ:

PDC CH2C12

(CgHgQg

mCPBA 2

Ph3 P=CHC2H5 THF

32 (C8H8ơ 2) 37 (C8H 10O4)

COOEt

42. rit maleic, các chất hữu cơ (mạch hở, chứa không quá 2 t vô cơ khác, hãy vẽ sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau:

: chrysanthemic được dùng làm thuốc trừ sâu nhưng không có độc tính ậng vật. Axit chrysanthemic có thể được tổng hợp theo sơ đồ sau:

44(1 : Pd/C

46 _ ■ _

(C8Hlg0 2)

H+ t° 49

PBr3

4 4 -^ 5 0 44 (1 : 1) KOH, PhH

36 (C8H 10O3)

'HF/H2o

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ Câu 4: 4.1. Từ benzen, xiclopenta-1,3-đi' nguyên tử cacbon trong phân tử

38 (C8H 10O3)

KOH DMSO, 175°c

k O

30 (C9H 10O4)

chất trên được tổng

N2CHCOOEt

1. Mg/THF 2.44 3. H2ơ/H+

! l2,’NaOH> 5 1 ^ 5 2 ^

2. H20 , H+ Ho

Pd/BaS0 4

H+

1.KOH 2. H20/H+

Axit chrysanthemic MeONa

54 LHBr ►55 2. TsNa

c o u (ủ eờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Gilío. HÍCH:

Hóa

H ọc H ữu C ơ

a) Biết 43 là một hiđrocacbon ở thể khí và 47 là một ancol có trong tự nhiên. Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 43 đến 5ổ. b) Axit chrysanthemic được phân lập từ tự nhiên có cấu hình là (1R,3R). Vẽ cấu trúc và gọi tên theo IUPAC của axit chrysanthemic. c) Tetramethrin (ổl) là một loại thuốc trừ sâu được tổng hợp theo sơ đồ sau:

o t°

Pd/C

NH3

HCHO

Axit chrysanthi

O Biết trong phân tử 5S, chỉ có một liên kết đôi C=C và liên kết đôi này không bất cứ nguyên tử hiđro nào. Vẽ công thức cấu tạo của 57, 58, 59, 60, ổl. 4.3. a-Barbatene là một sesquiterepene được phân lập từ thiên nhiên. H này được tổng hợp theo sơ đồ sau:

o TsOH.,-.

PhMe

DCM _

ị. OMe

Li, Et2NH

” ^

. : . MsCITPy

(Cl4Hl^ ° S ¿ a 2s ’HMPA (C,4H2oOS)

— • _ ~—►

__ — ►

(C14H220 )DCM (C14H230I) a-B arbatene

Biết trong giai đoạn đầu tiên có xảy ra sự đồng phân hóa tạo ra đien liên hợp khi có mặt xúc tác axit. Vẽ công thức cấu tạo của 62, 63, 64, 65, ổổ, 67. Câu 5: 5.l. Hainanolidol là một hợp chất thiên nhiên được phân lập từ Cephalotaxus fortunei. Hainanolidol được tổng hợp tại trường đại học Wisconsin (Mỹ) theo sơ đồ sau:

ớ

m è i C ổ i (ù cờ n ỷ tắ à n ắ / c ố /u y M ô n ỷ c ổ tfià w c ắ à ti c ã à d è ẩ tở d / ê iè iỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

EtOOC 1. TMSC1, Nai, Ac20 2. KHS0 5 .KHS0 4 .K2S0 4 , NaHC03

1. NaBH4, EtOH 2 . TBSOTf, 2,6-lutỉđin 3. CF3COOH, CH2C12

26 50 5

Furan BuLi, MgBr7

Mn(OAc) 3 TBHP

77 « W

> Â

)

1. LDA, TESC1, THF ~ . 2. 0s04, NMO, THF/H20

(C 14H 20O 4)

(CF3COO)2Hg C H ^H O Bu'Et,N

MeONHMe-HCl PyBOP, Et3N

2.NaC102,

(C20

28 52 5

1. TsNHNH2 2. Catecholboran (C30H55NO7Si2) AcONa 74

1. NaBH4, EtOH 2. VO(acac)2, TBHP, CHoClo 2

78 ( c , 4H 58o 8s y ì r

'▼rv o

OTBS OTBS 1. MeMgBr, THF 2. CUCCOOH, CH2C12 3' K 2 C O 3 , EtOH^^

0 2, hv TPP, MeCN

PhSH 79 ___ BF,-OEt,

¿TESC1, DMAP, Et3N 82 'P, CH2C12 ’ (C31 H52 O4 SÌ2 ) Sml2, DMPU, MeOH

(C25H3s05Si)

83 _ _ CH9CI9 (c 31 h 52 o 6sì2) 2 2

_ __

Hainanolidol

(C31 H5ỉ O ^

Biết rằng: - PyBOP là tác nhân tạo liên kết peptit - Catecholboran và SmĨ2 là các tác - KHSO 5 .KHSO4 .K2 SO4 , Mn(OAc)3/TBHP, VO(acac)2 /TBHP và MMPP là các tác nhân oxi hóa. - Giai đoạn xử lý 11 với DBU/CHCI3 có xảy ra sự đóng vòng [5 + 2]. - TPP là chất cản quang. Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 68 đến 84. 5.2. Cho sơ đồ tổng hợp coniceine (kí hiệu 88, là một indolizidine alkaloid) như sau:

H2, Pd/C MeOH 86 87 Et,N ’ hv (c 16h 17n 3o 3) ’ (c 17h 21n o 4) 85

L 1A IH 4

THF

►

(C8H15N)

Vẽ công thức cấu tạo của 85, 86, 87, 88. 5.3. Carbasugar hay pseudo-sugar là nhóm hợp chất có thể được coi là dẫn xuất của carbohydrate, trong đó nguyên tử oxi trong vòng sẽ bị thay thế bởi nhóm metylen. ác (dạng ghế) của 5a-carba-/?-D-glucopyranose (kí hiệu là 89). line là chất trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp một số thuốc kháng sinh. Biết n damine có cấu trúc tương tự 89 nhưng nhóm -O H ở Ci được thay thế bởi nhóm -N H 2 và tử Ci bị đổi cấu hình tuyệt đối. Đề nghị sơ đồ tổng hợp 89, validamine từ furan và axit acrylic dùng thêm các chất hữu cơ cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng, dung môi hữu cơ và các chất vô cơ khác).

c o i (ủ cờ n ỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à ti c ứ à d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

Gilío. HÍCH:

Hóa Học Hữu Cơ

5.4. Hóa học về các hiđrocacbon đa vòng luôn được các nhà hóa học quan tâm vì cấu trúc đặc biệt của chúng. Cho sơ đồ tổng hợp [5]-prismane như sau: MeO OMe C

l v v

Me2CO

o rfri

t° hv „ *• 90 ------

PhH

1.H2S 04 30% 2 4 — 2. mCPBA, CH2 C12

— ;—

1. Cl2-SMe2, CH2C12 2. Et3N **■ 3. TsCl, Py

M" C0 95

1. Li, NH,, THF „ — --------- *-

'BuLi ----

3^ Nal, HMPA

„n

1.K 0H ,H 20 . _ _ * 96 2. R u 0 2, NaI0 4

1. KOH, H2Q, t° | 2. H2S 0 4 50%

„ 18

► 91

V công thức cấu tạo của các chất từ 90 đến 100. Vẽ

CHON, „ „ 2 * 97 „

m V __________

98 i H 120 2)

1. (COCl) 2 2. 'BuOOH, p f 3’ t°, P h M e J ^ / 5 ] _prỉsmane

r v

-----HẾT-----

C ố * (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y d ắ ổ ỉtỷ c ổ cổấu / c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iè iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 16 Câu 1: 1.1. Khi đun (2JS',3,S)-2-brom-1,1,3-trimetylxidohexan với MeONa trong MeOH, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 1 (C 10H20 O) và 2 (C9H 16). Mặt khác, khi đun (2,S,,3JR)-2-brom-1,1,3-trimetylxidohexan với MeONa trong MeOH, chỉ thu được 3 (C 10H 20 O). - o r a) Vẽ cấu trúc của 1, 2, 3. b) Đề nghị cơ chế phản ứng để giải thích các kết quả trên. Hướng dẫn giải phản ứng SN2 MeO- là một tác nhân vừa có tính nucleophin, vừa có tính bazơ nên có thj ay đổi. Trong cơ hoặc E2. Trong cơ chế phản ứng Sn2, cấu hình tuyệt đối của nguyên tử cacl chế phản ứng E2, các nguyên tử H và Br phải nằm ở vị trí đối trục. SN2 -B r

ọ -5

OMe

MeO

OMe

1.2. Trong điều kiện thích hợp, vi khuẩn sẽ chuy ccarozơ thành axit (,S)-2-hiđroxipropanoic hay còn gọi là axit L-lactic. Axit này có thể tự polime tạo ra 4. Mặt khác, hai phân tử axit trên có thể phản ứng với nhau để tạo ra hỗn hợp raxemic gồm các lacton 5, 6, 7. Vẽ cấu trúc của 4, 5, 6, 7. ướng dẫn giải v 1 ° (R) [(R) o

OH ^ COOH Axit L-lactic

1.3. Hãy so sánh (có giải thích o o p ọ

a các hợp chất sau: ọ H

OEt

(III)

(I)

^ C1 (IV)

n °2

(V)

(VI)

Hướng dẫn giải Tính axit của các chất lất giảm dần theo thứ tự sau: VI > V > II > I > III > IV. Công thức cấu tạo chu ng của các chất: \ S ạ- 0o 00 0 “

V /

A '1 - r ^

Tính axit của các hợp chất được thể hiện ở nguyên tử H gắn trên nguyên tử cacbon nằm giữa nhóm cacbonyl và nhóm X. Tính axit càng mạnh khi cacbanion liên hợp càng bền, nghĩa là điện tích âm càng ỵc giải tỏa nhiều. Cacbanion của IV chỉ có thể giải tỏa điện tích âm trên nhóm cacbonyl nên tính axit yếu nhất. cacbanion của I, II và III đều có thể giải tỏa trên hai nhóm cabonyl. Tuy nhiên, nhóm -O Et tham gia liên hợp với một nhóm cacbonyl nên khả năng giải tỏa điện tích âm kém nhất. Mặt khác, nhóm anđehit giải tỏa điện tích âm tốt hơn nhóm xeton (vì -H không có hiệu ứng +I như -CH 3 ).

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guta died:

Hóa Hoc Him Co

Cacbanion cua V va VI duoc giai toa dien tích am tot boi các nguyen tü oxi (trong nhóm -N O 2) va flo (trong nhóm -C F 3 ). Tuy nhien, nhóm -C F 3 có hieu úng - I manh hon -N O 2 . 1.4. Cho gián dö näng luong các HOMO va LUMO (tuong úng vói các orbital lien ket n va orbital phán lien ket n*) trong nhung phan tü xiclopenta-1,3-dien va anhidrit maleic nhu sau: Näng ltídng

endo

LUMO

HOMO exo

HOMO

O a) Trong phán úng tren, HOMO va LUMO cua phan tü nao se tu _g /ói nhau? Giái thích. b) Biet rang các thuy cung tính doi xúng (cung mau) có the tuong vói nhau. Hay so sánh (có giái thích) ham luong cua các sán phäm endo va exo tao thanh. H uóng dän gi: ) thi phán úng cang de xáy ra. Do a) Su chenh lech näng luong giua các HOMO va L dó, HOMO cua xiclopenta-1,3-dien se tuong tác vói L anhidrit maleic. b) Trang thái chuyen tiep (*) có các tuong tác chí nét lien) tao ra các lien ket mói va các tuong tác phu (mui tén nét dúi). Trong khi dó, tra uyen tiep (**) thi khöng các có tuong tác en sán phäm endo se chiem ham luong nhieu phu nay. Do dó, trang thái chuyen tiep (*) ben hon sán phäm exo. HOMO

HOMO

LUMO

O -

Cau 2: 2.1. Cho so dö töng hop patchoulol oulol tu 6-metylcarvon 6-m nhu sau: DS

LiHMDS)

Mel t J() 1. NaOH/MeOH > n (C W W ™ *

AIBN

THF

17 (C jsH^O )

(C14H22 0)

2. Me,S 2

1. CH2=CHMgBr^ 2. H ,0 2

2. (COCl)2/PhH

MOMC1 ) Pr2NEt

H, Pd/C Patchoulol

a) Ve cong thúc cau tao cua các chät tu 8 den 17. '& U I» c o » < ñed» td a n S c ó » M ó » c ó d /tu cdát» c u / d e á cd l U

í/

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

b) Khi đun hồi lưu 16 với Na trong THF còn tạo ra một sản phẩm khác là 18 (C 17H 30 O3) có 5 nhóm metyl trong phân tử. Vẽ công thức cấu tạo của 18. c) Cho patchoulol phản ứng với axetonitrin có mặt H 2 SO4 , thu được amit 19 (khung cacbon không thay đổi so với patchoulol). Vẽ công thức cấu tạo của 19 và đề nghị cơ chế phản ứng tạo ra nó. Hướng dẫn giải

ắ

OT.i COOMe

COOMe

COOH

HO /

MOMO

(Ritter reac

2.2. Đun benzen với xúc tác thích hợp ở nhiệt độ cao, thu được biphenyl (kí hiệu là 20). Khi cho 20 phản ứng với Ch có mặt xúc tác AlCl3, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 21 (C 12H 9 CI), 22 (C 12H 8CI2 ), 23 (C 12H 7 CI3 ), 24 (C 12H 6 CI4) và 25, 26, 27 (đều có công thức phân tử là C 12H 5 CI5). Biết rằng, 20 ưu tiên thế ở vị trí ortho nhưng khi trong vòng đã có nguyên tử clo thứ nhất thì sẽ ưu tiên thế ở vị trí para (đối với nguyên tử clo). 0 đến 27. a) Vẽ công thức cấu tạo của cá b) Các chất 21, 22, 23, 24 có quang học hay không? Giải thích. Nếu có, hãy vẽ cấu trúc các cặp đồng phân đối quang trên. c) Hãy so sánh (có giải thích raxemic hóa của các chất 25, 26, 27. Hướng dẫn giải ất từ 20 đến 27: Công thức cấu tạo của Cl

ỵ/

b) Các chất 22, 23, 24 đều hệ thống vòng cứng nhắc tạo ra một tâm bất đối với hai nhóm thế khác nhau trên mỗi cacbon (nhìn theo công chức chiếu Newman) nên chúng đều có đồng phân quang học. Trong khi đó, 21 có hệ thống vòng cứng nhắc nhưng lại không có hai nhóm thế khác nhau trên mỗi C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

cacbon (nhìn theo công thức chiếu Newman) nên 21 không có đồng phân quang học. Cl

c) Với hợp chất biphenyl, khả năng raxemic hóa phụ thuộc vào sự quay n giữa hai vòng benzen. Do đó, sự cản trở không gian của các nguyên tử clo sẽ làm giả ng raxemic hóa. Vậy khả năng raxemic hóa của các chất giảm theo thứ tự sau: 25 > 26 > 27. 2.3. Longifolene là một sesquiterpene được tìm thấy trong nhựa thông. Hợp chất này được E. J. Corey và các cộng sự tổng hợp theo sơ đồ sau: o o _

o LÌCIO4 CaC0 3

L1AIH4 THF

MeONa

^ N

(CiiH140 2)

H ,0 32 HC1 ( c 15h 22o 3)

1. N2 H4, NaOH 37 _ _ 1 . ___> 38 2. C r03, AcOH

(CH2 OH) 2 TsOH

Ph.

(C22H3q0 6S)

Et3N, 225°c

MeLi

(CH2SH) 2 * » 36 BF3*Et20

Longifolene

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 28 đến 39. 'ớng dẫn giải o

3.1. Muối kali của penicilline V là một loại thuốc kháng sinh phổ biến được tổng hợp bằng cách cho valin (axit 2-amino-3-metylbutanoic) phản ứng với CICH2 COCI, thu được 40. Đun 40 với Ac2 O ở

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ử a d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

60oC, thu được một dị vòng azlacton 41 (C7H 9NO 2 ). Ở 0oC, 41 được cho tác dụng với H 2 S có mặt MeONa, sau đó xử lí với H 2 O ở 90oC, thu được 42 (C7H 13NO 3 S) mạch hở. Thủy phân 42 trong dung dịch HCl rồi sau đó cho tác dụng với axeton, thu được 43. Cho 43 tác dụng với HCOOH trong Ac2 O, thu được 44 (C9H 15NO 3 S). Thủy phân 44 trong dung dịch HCl, tạo ra 45 (C 5H 12NO 2 SCI). Thực hiện phản ứng giữa 45 và VII có mặt AcONa trong EtOH/H 2 O, thu được 46. Xử lí 46 với N 2H 4 rồi thủy phân trong dung dịch HCl và AcOH, thu được 47 (C 11H 23N 2 O2 SCI). Cho 47 tác dụng với PhOCH 2 COCl trong E1 ' T ■' 1 ' ’ ' ' ■’ ’ i ' 'i HCl trong DCM và sau đó xử lí v cho 49 tác dụng với KOH và sau đ lline V.

a) Xác định cấu hìnl b) Vẽ công thức cấu tạo của các chất tư 4U aen 49. c) Đề nghị cơ chế phản ứng của chuyển hóa 40 thành 41 và 41 thành 42. Hướng dẫn giải

C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ử a d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guta uie<t:

Hoa Hoc Him Cff COOK

o V n^ / Pho^A N <R> i s

,L^;SX

COOH HN

N=(

N H

COOMe

HSHN—Q COOH

OHC

N-^ CIH3N" "COOH

COOH

C1H3N^ S 'BuOOC COOH

3.2. Brasoside la mot hap chat iridoid duoc tong hap theo sa do sau: 50

l-PQCi,

P 3, MeOH ^ CH2 C12

„ TBDPSC1 53 ---------------------- 54 Imidazole, DMF

NaC102 _ “ NaH2 P 04, 'BuOH

1. PhN=0, D-Prolin 2. LiCl, NH4C1, MeOH

l.DIBAL, Et20 L-Prolin --------_ _»•55 _____ >■ 56 2. Dess - Martin DMSO c h 2c i 2

(C17H24O4) Ac20 , Py _____ »• 57 DMAP

5 9 ^ . 6 0 ^^6 1 THF

CH2 C12

Ov ♦ COOH

OH Brasoside

NH L-Prolin

Mes

c a t d u d n jf' tdan & cO u p M O n^ c o dO w cdobu c u a d e ¿ c d i k e n y

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Vẽ cấu trúc của các chất từ 50 đến 61. Hướng dẫn giải HỌ OMes 50

TBDPSO

COOMe

y ^ \^ ,O M e s 54 TBDPSO

H CHO

TBDPSO

OAc

COOH

OAc 59

3.3. Các dẫn xuất dị vòng gắn thêm phần đường (carbohydrate) có khả năng kháng khuẩn và một số tế bào ung thư. Cho sơ đồ tổng hợp 64 (dẫn xuất N-glycoside) và 67 (dẫn xuất C-glycoside) qua các giai đoạn sau: Giai đoạn 1: CN H2N

,NH.

(VIII)

Et3 N, EtOH

nh2

NaOH MeOH*

Giai đoạn 2: VIII ^ Q »

62 (c 26h 22n 4o 5 c i2)

Giai đoạn 3: Ar VIII

NK ,n h 2

(EtO)3CH

A c20 /A c0 H

ầ

AcO^

OAc

67 (C21 H21 N60 6C1)

OAc OAc

O H C "^Y ^Ỵ ^O A c OAc (IX)

OAc ÕAc (X)

ấu trúc của các chất từ 61 đến 67. ị cơ chế phản ứng giữa 61 và Ar-CH=C(CN )2 để tạo ra (VIII). Hướng dẫn giải

'& ữ u c o u (ủ eờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

s h 2n

COOEt n

HO\

N ^ o ^ IsT ^ A r

AcO Ar N

/7 *N N'

LJ 1

JJ N H

64 o O „.OEt

/U J h 2n

H+^ N

NH2

-EtOC(S)NH2

^ 2

Câu 4: 4.1. Từ benzen dung môi hữ

ữu cơ mạch hở (cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng), ác chất vô cơ khác, hãy đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau:

Tramadol

-0 -^ 0 ^ -o o

ỊSỊ^ [2.2.2] Cryptand

" vỹ Hướng dẫn giải

'& ữ u c o u (ủ eờ n y tắ à n ắ / c ố /u y M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à u c ử a d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

Gilío. HÍCH:

Hóa Học Hữu Cơ N02

N02

OMe

MgBr^

cr^ #ö—^

'—o

4.2. Hóa học về các hiđrocacbon đa vòng luôn được các nhà hóa học quan tâm vì cấu trúc đặc biệt của chúng. Cho sơ đồ tổng hợp seco-[6]-prismane 1. NBS, AIBN, CCI44 2. DBU, DMSO

_ _______ 2 .% ,P hH X ^

1. MsCl, Py

ị

(Ci5Hi80 4 Cl4) 3

2. Nai, HMPA 3.B 2 H6,THF

0 Z2, CH - “ 22C12 hv _

70_

_ _

(C 15H 1604C14)

1. hv, Me2CO

; ”

_ _______

_ > 74

(C15H16°2C14)

NaOH, H20 l.N aO I^hM 2. CH2N 2„ ^ g f

NaOH, PhMe 2 .H 2SO4

76 —

HgO, Br2

~ —--------► 77 CH2Br2

Li,'Buôn THF

Seco-[ 6] -prismane

Vẽ công thức cấu tạo của các chất tư 68 đến 77. Hướng dẫn giải

'& ĩè u C ốu (ù cờ n y tắ à n ắ / c ố /u y d ắ ổ ỉtỷ c ổ tfià w c ắ à u c ử a d è ẩ tở d / ê iè iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ MeO OMe V C1

MeO OMe

MeO OMe V C1

MeO OMe

MeO OMe V ,C1 MsCl Py

Nai ) C1 HMPA

4.3. Đề nghị cơ chế phản ứng của những chuyển hóa

a) / w

\ -il*

b) *BU

'& ữ * c o ' (ủ eờ n * tắ à n ắ / cống* M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à to O à d è ắ ù ờ / ũ ể n ỷ

CHO

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

Câu 5: 5.1. Aspidospermidine là một hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học thú vị. hợp theo sơ đồ sau: O COOMe

o-BrCH2C6H4N3 Cs2C 03, Me2CO

CH2=CHCN Cs2 C 0 3, 'B uôn

—----——----—_____—► / 7

ermidine được tổng

1.: 2. NaBHỊ, MeOH £eC l 3 .7H20

80 (C1vH22N40)

1. (C1CH2C 0) 20 , Et,N 1.PCls,Py 2. L1AIH4 , THF 2. B o c 20 , Et3N

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 78 đến

BocHN 82

5.2. Axit pisiferic là một chất chuyển hóa trong quá trình trao đổi chất của thực vật. Hợp chất này được phân lập từ vỏ của thân cây Fraxinus sieboldiana và được tổng hợp theo sơ đồ sau: O

TsOH

(Et0)2c=0 NaH, THF

1. NaBH4, EtOH . 2. TsCl, Py 3. LỈBr, DMF, t° 4. H20 , h

1. MeLi (2 eq) EtọO 89 2. H20

■,E t

CrQ3,H2S 0 4fc 87 Me2CO

“ 13

90 H C n % , 9! MeOH

ĩẺt “ EtONa

M e 2S ° 4

NaOH

88 (C17H240)

►

1. BF3 -Et20 , NaBH4, 0°c 92 2. NaOH 10%, H2 0 2 30% (C21 H30 O) 2 2

c o ' (ủ eờ n * tắ à n ắ / cống* M o n ỷ c ố cổấu / c ắ à to O à d à ắ ù ờ / ũ ể n ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Pb(OAc)4, PhH CaC03, hv

NaBH4 MeOH

Zn, Znl AcOH

■

(.C21±130u 2^

1. TsCl, Py 2. Nai, Zn, (CH20M e) 2/H20

v'-20jrl30u 2^

Me2 S 0 4 NaOH

AIBr, (CH2 SH) 2

Cr03, H2 S 0 4 Me2CO

(C2iH2g04)

CH2N2 t

E^o

HOOC

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 85 đến XGG. Hướng dẫn giải BF + NaBH 3

OTHP

è i C ố i SuờO Ệ ' tắ à n ắ / c ổ /u y dÁ ổfiỹy c ổ tfià w c ắ à ti O à d è ắ ù ờ / ũ è iỷ

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

ĐỀ SỐ 16 Câu 1: 1.1. Khi đun (2,S,,3JS)-2-brom-1,1,3-trimetylxidohexan với MeONa trong MeOH, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 1 (C 10H20 O) và 2 (C9H 16). Mặt (2JS',3JR)-2-brom-1,1,3-trimetylxic với . khác, khi đun (2^,3.R)-2-brom-1,1,3-trimetylxiclohexan ^ MeONa trong MeOH, chỉ thu được 3 (C 10H 20 O). a) Vẽ cấu trúc của 1, 2, 3. b) Đề nghị cơ chế phản ứng để giải thích các kết quả trên. )-2-hiđrox 1.2. Trong điều kiện thích hợp, vi khuẩn sẽ chuyển hóa saccarozơ thành axit (,S)-2-hiđroxipropanoic hay còn gọi là axit L-lactic. Axit này có thể tự polime hóa tạo ra 4. Mặt khác, hai phân tử axit trên có thể phản ứng với nhau để tạo ra hỗn hợp raxemic gồm các lacton 5, 6, 7. Vẽ cấu trúc của 4, 5, 6, 7. 1.3. Hãy so sánh (có giải thích) tính axit của các hợp chất sau: ọ, ọ ọ ,p .ọ p . , ọ ,ọ , . c ọ

X X X a h XẮ0Et JLc. ^°T X a (I)

(II)

(III)

(V)

(IV)

1 .4

. Cho giản đồ năng lượng các HOMO và LUMO (tươn phản liên kết n*) trong những phân tử xiclopenta-1,3-đien

(VI)

các orbital liên kết n và orbital rit maleic như sau:

Năng lượng

ì-ỈXị

LUMO

HOMO

a) Trong phản ứng trên, HO m o của phân tử nào sẽ tương tác với nhau? Giải thích. b) Biết rằng các thùy cùng tính ứng (cùng màu) có thể tương tác với nhau. Hãy so sánh (có giải thích) hàm lượng của các sả ndo và exo tạo thành. Câu 2: 2.1. Cho sơ đồ tổng hợp lol từ 6-metylcarvon như sau: [8 ] LiHMDS,

[9] (C 15H21 0 3 Li)

AIBN

(C14H22 0)

2. Me2S 2

Mel t HMPA

l.C H 2=CHMgBr 2. H20

1. NaOH/MeOH t n 2. (COCl)2/PhH

MOMC1

14 —____________ ► 13 ----7------------► 10 2

‘Pr2NEt

Patchoulol '& Ü * C O ' S u d o * tắ à n ắ / công* M ô n * c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ổ u ờ i/ ũ ể n *

Guúnùêỉi:

Hóa Học Hữu Cơ

a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 8 đến 17. b) Khi đun hồi lưu 16 với Na trong THF còn tạo ra một sản phẩm khác là 18 (C 17H 30 O3) có 5 nhóm metyl trong phân tử. Vẽ công thức cấu tạo của 18. c) Cho patchoulol phản ứng với axetonitrin có mặt H 2 SO4 , thu được amit 19 (khung cacbon không thay đổi so với patchoulol). Vẽ công thức cấu tạo của 19 và đề nghị cơ chế phản ứng tạo ra nó. 2.2. Đun benzen với xúc tác thích hợp ở nhiệt độ cao, thu được biphenyl (kí hiệu là )). Khi cho 20 phản ứng với Ch có mặt xúc tác AlCl3, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 21 (C 12H 9 2 (C 12H 8CI2 ), 23 (C 12H 7 CI3 ), 24 (C 12H 6 CI4 ) và 25, 26, 27 (đều có công thức phân tử là C 12H 5 C ng, 20 ưu tiên thế ở vị trí ortho nhưng khi trong vòng đã có nguyên tử clo thứ nhất thì sẽ vị trí para (đối với nguyên tử clo). a) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 20 đến 27. b) Các chất 21, 22, 23, 24 có đồng phân quang học hay không? Giải có, hãy vẽ cấu trúc các cặp đồng phân đối quang của mỗi chất trên. c) Hãy so sánh (có giải thích) khả năng raxemic hóa của các chất 2.3. Longifolene là một sesquiterpene được tìm thấy trong nhựa th" chất này được E. J. Corey và các cộng sự tổng hợp theo sơ đồ sau: o 28 ( c „ h 14o 2) L1CIO4 CaCO,

L1AIH4 THF

(C15H2 2 0 3 ) 37

(CH2OH) 2

(C22H3q0 6S) (CH2SH) 2

H ,0 HC1

BF3'Et20

1. N2 H4, NaOH 2. C r03, AcOH ’

M e L Ì^ CHF

!TOC12 Py

Longifolene

Vẽ công thức cấu tạo của các chất ất từ 28 đ 39. Câu 3: 3.1. Muối kali của penicilline V làà một loại thuốc kháng sinh phổ biến được tổng hợp bằng cách cho valin (axit 2-amino-3-metylb utanoic) phản ứng với ClCH2 COCl, thu được 40. Đun 40 với Ac2 O ở 60oC, thu được một dị vòng azlacton 41 (C7H 9NO 2 ). Ở 0oC, 41 được cho tác dụng với H 2 S có mặt MeONa, sau đó xử lí với H 2 O 3 ở 90oC,, thu thi được 42 (C7H 13NO 3 S) mạch hở. Thủy phân 42 trong dung ng với axeton, thu được 43. Cho 43 tác dụng với HCOOH trong Ac2 O, dịch HCl rồi sau đó cho thu được 44 (C9H 15N phân 44 trong dung dịch HCl, tạo ra 45 (C 5H 12NO 2 SQ). Thực hiện phản ứng giữa mặt AcONa trong EtOH/H 2 O, thu được 46. Xử lí46 với N 2H 4 rồi thủy phân trong du Cl và AcOH, thu được 47 (C 11H 23N 2 O2 SCI). Cho 47 tác dụng với thu được 48. Gỡ bỏ nhóm tbutyl bằng cách cho 48 phản ứng với HCl trong PhOCH2COCl t DCM và sau ới Py trong axeton và nước, thuu được 49 (C 15H 20N 2 O4 S). S Cuối cùng, cho 49 tác dụng với KOH và đó với DCC trong 1,4-đioxan lẫn m nước, thu được muối k kali i của penicilline V. o

COOK COOI COOBu' CHO

o (VII)

~JỬỬ< H

Muấi kali của penicilline V

ác định cấu hình tuyệt đối R/S của các tâm lập thể trong muối kali của penicilline V. b) Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 40 đến 49. c) Đề nghịcơ chế phản ứng của chuyển hóa 40 thành 41 và 41 thành 42. C O ' Suùờaệ' tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ắ íờ ỉ/ ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

3.2. Brasoside là một hợp chất iridoid được tổng hợp theo sơ đồ sau: MesCl, DMAP Py, CH2C12

(Et0) 2P(0)CH 2C 00M e DBU

POC13

DMF

O3 , MeOH CH2 C12

TBDPSC1 Imidazole, DMF

NaC102 NaH2P 04, 'BuOH

1. PhN=0, D-Prolin 2. LiCl, NH4CI, MeOH

„ 1. DIBAL, E t,0 L-Prolin 54 ——-------- - —► 55 —-----—► 56 2. Dess - Martin DMSO CH2C12

60 PTC > 61 CH2 C12

^ ^^C O O H V -N H

L-Prolin

Mes

Vẽ cấu trúc của các chất từ 50 đến 61. 3.3. Các dẫn xuất dị vòng gắn thêm phần đường (carbohydĩ bào ung thư. Cho sơ đồ tổng hợp 64 (dẫn xuất ^-glycoside đoạn sau: Giai đoạn 1:

ả năng kháng khuẩn và một số tế 7 (dẫn xuất C-glycoside) qua các giai

Ọ

H2N

_ COOEt ---- —-------Et3 N, EtOH

„ ,n h 2 N H

61 (c 7 h 13n 3 o 2í

(VIII) NH 2

Giai đoạn 2: VIII J ^ C H Ọ _

Giai đoạn 3: „ (EtO)3CH N2H4 VIII v - y3~ * 65 2 4 (C21 H21 N60 6C1)

OAc

a) Vẽ cấu trúc của các chất từ 61 đến 67. b) Đề nghị cơ chế phản ứng giữa 61 và Ar-CH=C(CN )2 để tạo ra (VIII). Câu 4: 4.1. Từ benzen, các chất hữu cơ mạch hở (cung cấp không quá 2 nguyên tử cacbon vào phản ứng), dung môi hữu cơ và các chất vô cơ khác, hãy đề nghị sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau:

‘

c o i (ủ cờ n ỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à ti c ứ à d è ẩ tở d / ê iể h ỷ

G ùúnùêll:

Hóa Học Hữu Cơ

Jr- o

MeO

Tramadol

[2.2.2] Cryptand

4.2. Hóa học về các hiđrocacbon đa vòng luôn được các nhà hóa học quan tâm vì cấu chúng. Cho sơ đồ tổng hợp seco-[6]-prismane như sau: MeỌ ỌMe _ 1. NBS, AIBN, CCL 0 2, CH2I 68 „ ’ ----- 2— 69 2. DBU, DMSO

PhMe

LiAlH4 _ 1. Ac20, Py 1.MsCl, Py 71 — —------------ > 72 Et20 2. hv, PhH 2. Nai, HMPA (C15H 180 4 C14)3_KOHj MeOH 3. B2 H6, THF NaOH, H20 1. NaOH, PhMe 2. CH2N2, MeOH

1. NaOH, PhMe HgO, Br2 75 : „ „ “ --------- ► 76 CH2Br2 2. H2 S0 4 Seco-[ 6] -prismane

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 68 đến 77. 4.3. Đề nghị cơ chế phản ứng của những chuyển hóa CHO

Câu 5: 5.1. Aspidospermidine là một hợp theo sơ đồ sau: o

nhiều hoạt tính sinh học thú vị. Aspidospermidine được tổng

2^ 6h 4n 3 3,

Me2CO

i c h 2c o ) 2o ,

■ 3n 2. Boc20, Et3N

c h 2= c h c n Cs2C 03, 'B uôn

. ,

2. Me2S

1. KOH, H20 , t° 2. NaBH4, MeOH CeCl3 .7H20

► 80 (C17 H22N4 0)

1. Nai, Me2CO 2. CF3COOAg 83 TFA >84 CH2C12 3. L1AIH4 , THF Aspidospermidine

ức cấu tạo của các chất từ 78 đến 84. siferic là một chất chuyển hóa trong quá trình trao đổi chất của thực vật. Hợp chất này được p từ vỏ của thân cây Fraxinus sieboldiana và được tổng hợp theo sơ đồ sau:

C O ' S u ờ ểiỷ tắ à n ắ / công* M ô n ỷ c ô cổấu / c ắ à to c ứ à d è ổ u ờ i/ ê iể h ỷ

Gùúnùêii:

Hóa Học Hữu Cơ O . ,Et

1. NaBH4, EtOH 2. TsCl, Py 3. LiBr, DMF, t° 4. H20, H+ (Et0)2c=0 NaH, THF

86 CrQ3,H2SQ4> 87 ' Me2CO 13 22

1. MeLi (2 eq) Et20 90 HC11%, 9! 89 2. H20 1 MeOH

Pb(OAc)4, PhH Zn, Znl 94 CaC03, hv (C2iH30o 2) AcOH

NaBH4 MeOH

n ; t-

99 1. TsCl, Py 2. Nai, Zn, (CH20Me)2/H20

M e 2S ° 4

NaOH

EtONa

1. BF3'Et20, ' 2. NaOH lO^d (C2xH30O)

Me2S04 (C2oH3o02) NaOH 95

100

AIBr, (CH2SH)2

HOOC

Axit pisifer

Vẽ công thức cấu tạo của các chất từ 85 đến 1GG. -— HẾT-

m è * C ố * S u ờ ểiỷ tắ à n ắ / cống* M ô n ỷ c ổ tfià w c ắ à * c ã à d è ổ u ờ i/ ũ ể n ỷ