TUYỂN TẬP ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỌC HỮU CƠ THI THỬ OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ TẬP 3 (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 (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