huu co (part 2)

8/10/2019 huu co (part 2)

http://slidepdf.com/reader/full/huu-co-part-2 1/49

51

OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1996:Đôi khi hoá học lậ p thể của các hợ p chất hữu cơ có thể đượ c xác định bằng

cách khảo sát tính chất hóa học đặc tr ưng của chúng. Cấu tạo của một trong các đồng phân của axit 5-norbonen-2,3-dicacboxylic, hợ p chất X (kí hiệu ~ để chỉ không nêu rõhóa học lậ p thể) đượ c hình thành nhờ các thí nghiệm sau:

COOH

COOHX

Khi đun nóng X nóng chảy và tách nướ c để tạo ra hợ p chất mớ i Y. Hợ p chất Ytan chậm trong lượ ng dư dung dịch nướ c của NaOH để tạo X1, cùng một sản phẩmnhư X tạo thành trong lượ ng dư dung dịch nướ c của NaOH. Dung dịch thu đượ c củaX1 trong NaOH đượ c tác dụng vớ i iot, tạo thành các hợ p chất có chứa iot. Axit hóadung dịch tạo một hỗn hợ p hai chất đồng phân triệt quang (tiêu triền hay raxemic) A

và B theo tỉ lệ 3:1. Chuẩn độ 0,3913g hợ p chất A vớ i NaOH 0,1000M có mặt phenolphtalein cần dùng 12,70mL bazơ . Cần cùng một thể tích NaOH 0,1000M NaOH để chuẩn độ 0,3913g hợ p chất B. Khi đun nóng, hợ p chất A chuyển chậmthành hợ p chất mớ i C không chứa iot và có thể phản ứng vớ i nướ c. Trong cùng điềukiện, hợ p chất B không xảy ra chuyển hóa này nhưng khi đun nóng vớ i axit clohydricthì chuyển chậm thành A.

Phải vi ế t và cân bằng mọi phươ ng trình phản ứ ng. Không cần vi ế t cơ chế phản ứ ng.

1) Đánh dấu (*) các nguyên tử cacbon phi đối xứng (asymmetric) trong axit 5-norbonen-2,3-dicacboxylic.

2) Viết công thức hóa học lậ p thể của từng đồng phân lậ p thể có thể có của hợ pchất X và cấu tạo của sản phẩm tách nướ c nếu có xảy ra.

3) Viết các phươ ng trình phản ứng của một đồng phân lậ p thể bất k ỳ của X vàhợ p chất tươ ng ứng Y vớ i lượ ng dư dung dịch NaOH trong nướ c.

4) Tính khối lượ ng mol phân tử của chất A. Viết các phươ ng trình phản ứng từ X1 đến A.

5) Viết phươ ng trình phản ứng tạo thành C từ A và phản ứng của C vớ i nướ c.6) Viết công thức hóa học lậ p thể của hợ p chất X thoả mãn tất cả các dữ kiện đã

cho.7) Viết các phươ ng trình phản ứng dẫn từ B đến A.8) A và B có phải là các đồng phân không đối quang (diastereoisomers)?

BÀI GIẢI:1) Các trung tâm bất đối của X:

COOH

COOH

* *

*

*

2) Công thức cấu tạo của các đồng phân lậ p thể của X đượ c ghi ở bên trái, cột

bên phải là cấu tạo của sản phẩm tách nướ c tươ ng ứng (nếu sản phẩm khôngtồn tại có dấu gạch ngang).

8/10/2019 huu co (part 2)


52

COOH

COOH

OC

OCO

COOH

COOH

OC

CO

O

COOH

COOH

COOHCOOH

3) Phản ứng của một đồng phân lậ p thể của X vớ i NaOH:

COOH

COOH

+ 2NaOHCOONa

COONa

+ 2H2O

Phản ứng của một đồng phân lậ p thể của Y vớ i NaOH:

OC

CO

O + 2NaOH

COONa

COONa

+ H2O

4) MA = 0,3913/(12,7.0,100/1000) = 308 (g/mol-1)Các phản ứng từ X đến A:

COONa

COONa

I2

-NaICOONa

O CO

I

HCl

-NaClC

O CO

I

5) Chuyển hóa A thành C:

8/10/2019 huu co (part 2)


53

COOH

O CO

I

O CO

O CO+ HI

Phản ứng của C vớ i nướ c:

O CO

O CO + 2H2O

OH COOH

OH COOH

6) Cấu tạo của X:

COOH

COOH 7) Chuyển hóa B thành A:

COOH

I

CO

O

+H2O

COOH

I

OH

COOH

-H2O

I

O C

8) Không, A và B không phải là các đồng phân không đối quang.

OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1997:

Hợ p chất X là một đườ ng ba (tri – saccarit) có chủ yếu trong các thức ăn làmtừ hạt bông. Hợ p chất X không phản ứng vớ i dung dịch Benedict cũng như không đốiquang. Sự thuỷ phân xúc tác axit tạo ra ba đườ ng D – hexozơ khác nhau A, B và C.Tất cả các hợ p chất A và B cũng như hợ p chất I (xem dướ i đây) đều cho cùng mộtosazon khi phản ứng vớ i lượ ng dư phenylhydrazin trong môi tr ườ ng axit. Hợ p chất C

phản ứng vớ i axit nitric tạo thành một hợ p chất D không có tính quang hoạt (khôngtriệt quang). Để thiết lậ p quan hệ giữa cấu hình giữa D – glyxerandehit và C, chấtđườ ng andehit 4 cacbon (andotetrozơ ) trung gian khi bị oxy hóa bở i axit nitric khôngtạo thành đượ c một hợ p chất meso. Khi A đượ c xử lý bở i axit nitric tạo thành axitaldaric có tính quang hoạt. Cả A và B đều phản ứng vớ i 5 mol HIO4; A tạo thành 5mol axit metanoic (axit fomic) và 1 mol metanal (fomandehit), trong khi đó B tạo

thành 4 mol axit metanoic, 1 mol metanal và 1 mol CO2. Cả A và B có liên quan vớ i 1andotetrozơ , andotetrozơ này là một đồng phân không đối quang (diastereoisomer)

8/10/2019 huu co (part 2)


54

của chất mà C có tươ ng quan. Sự metyl hóa của X r ồi thủy phân k ế tiế p tạo thành2,3,4-tri-O-metyl-D-hexozơ (E) (chuyển hóa từ A); 1,3,4,6-tetra-O-metyl-D-hexozơ (F) (chuyển hóa từ B) và 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-hexozơ (G) (chuyển hóa từ C).

1) Xác định công thức chiếu Fischer của A, B, C và D.2) Vẽ đầy đủ công thức chiếu Haworth tươ ng ứng để chỉ rõ kích thướ c vòng và

hóa học lậ p thể tuyệt đối của E, F và G.3) Viết công thức chiếu Haworth của X.

C

HO H

HO H

H OH

H OH

CH2OH

C

CH2OH

H OH

O

H

D-glyxerandehit

O

H

I BÀI GIẢI:

Hợ p chất X là một tri-saccarit, không phản ứng vớ i dung dịch thuốc thử Benedict, không quang hoạt. Điều này cho thấy X là một đườ ng không khử và vì vậychỉ có các liên k ết axetal và xetal tồn tại ở tất cả các cacbon anome. Trong ba

monosaccarit thì A và B cho cùng một osazon như vậy có hóa học lậ p thể như nhautại C-3; C-4 và C-5 (và C-6). A và B cũng khác vớ i hợ p chất I (là D-mannozơ ) tuycho cùng một osazon và như vậy một trong số đó phải là C-2 epime của D-mannozơ (là D-glucozơ ) và chất kia phải là đườ ng xeton tươ ng ứng ở C-2 (như D-fructozơ )(Suy luận này đượ c kiểm nhận sau này bằng các phản ứng cắt mạch oxy hóa). Hợ pchất C, sau phản ứng vớ i axit nitric tạo một axit dicacboxylic không quang hoạt là axitandaric D. Axit andaric như vậy có thể có hai dạng: là AA1 (D) và AA2

Andotetrozơ tạo thành tr ướ c C (cũng như tr ướ c D) không cho một hợ p chấtmeso sau phản ứng vớ i axit nitric và như vậy buộc phải là D-threozơ :

8/10/2019 huu co (part 2)


55

CHO

CH2OH

H OH

CHO

H OH

CH2OH

H OH

CHO

HO H

CH2OH

H OH

COOH

H OH

COOH

H OH

COOH

HO H

COOH

H OH

meso

doi xunguong

D-glyxerandehit

D-threoza

Như vậy axit andaric D tạo thành từ C nêu trên là AA1 và như vậy C phải làD-galactozơ . Hợ p chất A phản ứng vớ i 5 mol axit HIO4 để tạo ra 5 mol axit metanoic(axit fomic) và một mol metanal (fomandehit) cho phép đề nghị A là một andohexozơ trong khi đó B phản ứng vớ i 5 mol HIO4 tạo đượ c 3 mol axit metanoic, 1 mol metanalvà 1 mol CO2 giúp dự đoán nó là một xetohexozơ .

Các hợ p chất A và B có liên hệ vớ i một tetrozơ không giống như C (liên quanvớ i D –erithreozơ ). Tetrozơ liên quan đến A và B vì thế phải có cấu tạo sau đây và Alà D – glucozơ còn B là D – fructozơ .

CHO

H OH

CH2OH

H OH

CHO

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2

OH

CH2OH

O

HO H

H OH

H OH

CH2

OH

CHO

H OH

HO H

HO H

H OH

CH2OH

A B C(D-glucoza) (D-fructoza) (D-galactoza)

Metyl hóa X r ồi thuỷ phân k ế tiế p tạo thành E, F và G dướ i đây:

8/10/2019 huu co (part 2)


56

CHO

H OCH3

H3CO H

H OCH3

H OH

CH2OH

OH

OCH3

H

OCH3H

OCH3

CH2OH

H

OH

H

E chuyển hóa từ A

CH2OH

O

HO H

H OH

H OH

CH2OH

H

CH2OCH3

OCH3H

H OCH3

OOH

CH2OCH3

F chuyển hóa từ BCHO

H OCH3

H3CO H

H3CO H

H OH

CH2OCH3

OH

OCH3

H

OCH3H

OCH3

CH2OCH3

H

OH

H

G chuyển hóa từ C

Trong sự metyl hóa, chỉ các nhóm hydroxyl không tham gia vào sự hình thànhaxetal/xetal (hoặc nội phân tử hoặc liên phân tử) mớ i bị ete hóa. Từ dữ kiện metylhóa, chỉ E có hai nhóm hydroxyli tự do có thể liên k ết vớ i các cacbohydrat khác. Như vậy A phải là cacbohydrat trung tâm.

Các k ết qủa này chỉ ra r ằng tr ật tự của các monosaccarit trong X là C-A-B(hay B-A-C)

Nếu: A5 biểu thị dạng furanozơ (vòng 5 cạnh) của cacohydrat A.

A6 biểu thị dạng pyranozơ (vòng 6 cạnh) của cacbohydrat A.

8/10/2019 huu co (part 2)


57

BB5 biểu thị dạng furanozơ (vòng 5 cạnh) của cacbohydrat B.v.v…thì saccarit X có thể đượ c biểu thị là C6 – A6 – B5

Một trong 4 cấu tạo khác nhau có thể có của X đượ c cho dướ i đây:

OOH

H

H

O

H

OHH

OH

CH2OH

H

CH2

OH

OH

H

H

OHH

OH

H

H

CH2OH

CH2OH

O

H OH

OH H

O

C

A

B

Tri-saccarit X

Ghi chú: Bản chất của các liên k ết anome là không thiết yếu trong đề bài. Sự

sắ p xế p các liên k ết của A vớ i B và C cũng có thể đượ c đảo lại (liên k ết 1,1’ giữa C vàA và liên k ết 1,6 giữa A và B.OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1997:

Các nhà hóa học của công ty Merck Frosst Cânda ở Montréal đã phát triển mộtdượ c phẩm r ất có triển vọng và hữu hiệu để tr ị bệnh suyễn. Cấu tạo của MK-0476 như sau.

N

H3C OH

CH3

S

COOH

Cl

MK-0476

Trong qúa trình kiểm tra, họ phát minh một qúa trình tổng hợ p đơ n giản vàhiệu qủa, mô tả dướ i đây cho sự thiol hóa một phần của MK – 0476 bắt đầu từ estedietyl A

8/10/2019 huu co (part 2)


58

1) Hãy cho biết cấu tạo của các sản phẩm trung gian B – F trong qúa trình tổnghợ p này.COOC2H5

COOC2H5

1) LiAlH4

2) H3O+ BC6H5COCl

PyridinC (C12H14O3)

1) CH3-SO2Cl/(C2H5)3 N

2) NaCND(C12H13O2

1) KOH(aq)2) CH2 N2

E1) CH3-SO2Cl/(C2H5)3 N

2) CH3COS-Cs+F(C9H14O3S)

1) NaOH(aq)

2) H3O+COOH

SH

A

G

Một trong những giai đoạn cuối của qúa trình tổng hợ p MK – 0476, muối diliticủa thiol axit (G) ở trên đượ c ghép vớ i mạch của phân tử nêu dướ i đây:

N

H3C OH

CH3

O

Cl

S

O

O

H3C

1)

CO2-Li+-S+Li

2) H+

N

H3C OH

CH3

S

COOH

Cl

MK-0476

H

2) Căn cứ trên hóa học lậ p thể quan sát đượ c của phản ứng trên, gọi tên cơ chế

của qúa trình ghép này?

8/10/2019 huu co (part 2)


59

3) Nếu qúa trình phản ứng xảy ra theo cơ chế đượ c đề nghị như trên thì tốc độ toàn phần (chung) sẽ thay đổi như thế nào nếu nồng độ của cả muối thiolat vàchất nền đều cùng lúc tăng gấ p ba?

4) Các nghiên cứu mẫu đượ c tiến hành vớ i việc sử dụng brom etan như là mộtchất nền để tối ưu hóa qúa trình ghép nói trên. Vẽ cấu tạo sản phẩm chính của

phản ứng giữa một mol đươ ng lượ ng brom etan vớ i:a) G thêm hai mol đươ ng lượ ng bazơ . b) G thêm một mol đươ ng lượ ng bazơ .

5) Qúa trình ghép có thể tr ở nên phức tạ p do sự nhị hợ p oxi hóa (dime hóa – oxyhóa của G)Viết công thức cấu tạo Lewis, chỉ rõ tất cả các electron không liên k ết của sản

phẩm nhị hợ p - oxy hóa trên.BÀI GIẢI:

1) Công thức cấu tạo của các chất:

CH2OH

CH2OH

B

CH2OH

CH2O

C

O

H2C

CH2O

O

C N

D

CH2CO2CH3

CH2OH

E

CH2CO2CH3

CH2S

F

C

O

CH3

2) S N2: thế nucleophin lưỡ ng phân tử.3) v = k[tác nhân][tác chất nucleophin]

Tốc độ chung tùy thuộc vào nồng độ của cả tác nhân lẫn tác chất nucleophin. Như vậy, gấ p ba nồng độ của các chất tham gia phản ứng sẽ dẫn đến tốc độ chung của phản ứng tăng gấ p 9 lần.

4) Vớ i hai đươ ng lượ ng bazơ :

CH2CO2H

CH2SCH2CH3

Vớ i một đươ ng lượ ng bazơ :

CH2CO2CH2CH3

CH2SH

5) Công thức Lewis của sản phẩm dime:

8/10/2019 huu co (part 2)


60

CH2

CH2S SCH2

H2C

HO O O OH

OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1998: Nấm Aspergillus nidulans tạo ra hai lacton (este vòng) thơ m A và B

(C10H10O4) mỗi đồng phân tan trong dung dịch NaOH lạnh trong nướ c nhưng khôngtan trong dung dịch NaHCO3 trong nướ c. Cả A và B đều cho màu tím vớ i dung dịchFeCl3 trong nướ c. Phản ứng của A vớ i CH3I có mặt K 2CO3 tạo thành C (C11H12O4)mà phổ 1H NMR của nó thấy có chứa ba nhóm metyl không giống nhau, một nhómliên k ết tr ực tiế p vớ i vòng thơ m. Sự tách loại nhóm metyl có chọn lọc của C vớ i BCl3

r ồi xử lý k ết\ tiế p trong nướ c tạo ra D là một đồng phân mớ i của A. Phổ 1

H NMR củahợ p chất D cho thấy rõ sự hiện diện của một nhóm hydroxyl có tạo liên k ết hydro nội phân tử tại δ = 11,8pm

OH

H3C

HO

H3C CO2CH3

O

EI

Hợ p chất D đượ c tổng hợ p như sau: Phenol E đượ c metyl hóa (MeI/K 2CO3) để tạo F(C9H12O2) sau đó F đượ c khử bằng liti kim loại trong amoniac lỏng và 2 –metylpropan – 2 –ol để cho một dien đối xứng và không liên hợ p G. Có thể chuyểndien này thành liên hợ p bằng phản ứng vớ i KNH2 trong amoniac lỏng r ồi xử lý k ế tiế ptrong nướ c, qúa trình này chỉ tạo một sản phẩm H. Sự ozon phân H r ồi xử lý khôngkhử lế tiế p tạo ra nhiều sản phẩm, trong đó có xetoeste I. Thực hiện phản ứng Diels –Alder hợ p chất H vớ i dimetyl but – 2 –indioat J tạo thành K (C15H20O6) mà khi đunnóng sẽ loại eten để tạo ra một este thơ m L. Thủy phân L trong môi tr ườ ng bazơ r ồiaxit hóa dung dịch tạo thành M(C11H12O6) mà khi đun nóng trong chân không tạo ra

N (C11H10O5). Khử N bằng NaBH4 trong dimetylfomamit tạo thành C và một lacton O

đồng phân, O cũng có thể thu đượ c nhờ metyl hóa B.1) Viết công thức cấu trúc của tất cả các hợ p chất từ A đến O.2) Hãy trình bày một cấu trúc khác của B.

BÀI GIẢI:1) Công thức cấu tạo của các chất:

8/10/2019 huu co (part 2)


61

O

OCH3

H3C

HO

O

A

O

OCH3

H3C

HOB

O

O

OCH3

H3C

H3CO

O

C

O

OH

H3C

H3CO

O

D

OH

H3C

HO

H3C CO2CH3

O

E

I

OCH3

H3C

H3CO

F

OC

H3C

H3CO

G

OCH3

H3C

H3CO

H

OCH3

H3C

H3CO

CO2CH3

CO2CH3

J K

OCH3

H3C

H3CO

L

CO2CH3

CO2CH3

OCH3

H3C

H3CO

M

CO2H

CO2H

OCH3

H3C

H3CO N

O

O

O

OCH3

H3C

H3CO O

O

2) Công thức khác của B:

8/10/2019 huu co (part 2)


62

O

OH

H3C

H3CO

O OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1999:

Glycozit A (C20H27 NO11) có trong hạt Rosaceae không phản ứng vớ i dungdịch Benedict cũng như nướ c Fehling. Sự thuỷ phân bằng enzym của A cho (-)B(C8H7 NO) và C ( C12H22O11) nhưng sự thuỷ phân hoàn toàn bằng axit tạo thành cácsản phẩm hữu cơ (+) D (C6H12O6) và (-) E (C8H8O3).

C có một liên k ết β - glycozit và cho phản ứng vớ i dung dịch Benedict cũngnhư nướ c Fehling. Metyl hóa C vớ i MeI/Ag2O tạo thành C20H38O11 mà khi thuỷ phântrong môi tr ườ ng axit cho 2,3,4-tri-O-metyl-D-glucopyranozơ .

(±) B có thể đượ c điều chế từ benzandehit và NaHSO3, tiế p theo vớ i NaCN.Thuỷ phân (±) B trong môi tr ườ ng axit cho (±) E (C8H8O3).

1) Viết các cấu tạo của A – D vớ i hóa học lậ p thể phù hợ p theo công thức chiếuHaworth tr ừ chất B.Glycozit A có độc tính và đượ c cho là do hợ p chất F r ất độc, đượ c giải phóng

trong điều kiện thủy phân. Sự khử độc của hợ p chất F trong cây cối có thể kèm theocác phản ứng (không trình bày hóa học lậ p thể).

F + H2N CH C

CH2

OH

O

SHL - cystein

enzymG + H (C4H6 N2O2)

enzymH2N CH C

CH2

O

C

NH2

O

L - asparagin

Một lượ ng nhỏ hợ p chất F trong cơ thể ngườ i đượ c giải độc bằng một phản

ứng tr ực tiế p vớ i cystin cho L – cystein và hợ p chất I (C4H6 N2O2S) đượ c bài tiết theonướ c tiểu (không trình bày hóa học lậ p thể).

F +S

S

H 2C

H 2C

CH

HC

NH 2

COOH

NH 2

COOH

enzymHS

H 2C C

H

NH 2

COOH

L - cys te in

+ I (C 4 H 6 N 2

cyst in

Hợ p chất I cho thấy không bị hấ p thụ tại 2150 – 2250cm

-1

trong phổ IR của nónhưng quan sát thấy một dải tại 1640cm-1 và các dải ứng vớ i nhóm cacboxyl.

8/10/2019 huu co (part 2)


63

2) Hãy viết công thức phân tử của các hợ p chất F và G và các công thức cấu tạocủa các hợ p chất H và I. Chỉ rõ hóa học lậ p thể của H.(-) – 1 – Phenyletan – 1 – d C6H5CHDCH3 có thể đượ c điều chế ở dạng quang

hoạt và khả năng triền quang khá mạnh [α]D = -0,6.

C8H10O(-)N

C6H5SO2ClPyridin

O1) LiAlD4/ete2) H3O+

CH3

D H

C6H5

(-) - 1 - phenyletan -1 -d Cấu hình tuyệt đối của (-) – 1 – phenyletan – 1 – d liên hệ vớ i (-) E theo các

phản ứng sau:

C8H8O3(-) E

Ag2OC2H5I

C12H16O3(-) J

1) LiAlH4/ete2) H3O+ C10H14O2

(-) K

C6H5SO2ClPyridin L1) LiAlH

4/ete

2) H3O+ C6H5CHCH3(OC2H5)(-) M Hợ p chất (-) M cũng có thể thu đượ c từ hợ p chất M như sau:

C8H10O(-) N

1)K

2) C2H5IC6H5CHCH3(OC2H5)

(-) M 3) Suy ra cấu hình tuyệt đối của (-) E và cấu tạo vớ i cấu hình của mỗi chất trung

gian ( J – O) trong qúa trình.4) Cho biết cơ chế có liên quan trong sự chuyển hợ p chất O thành 1 – phenyletan

– 1 – d.BÀI GIẢI:

1) Công thức cấu tạo của các chất:

OH

OH

O

H

H

OHH

OH

CH2OH

H

CH2

O

OH

O

H

H

OHH

OH

H

HHC CN

A

8/10/2019 huu co (part 2)


64

HC CNHO

B

OH

OH

O

H

H

OHH

OH

CH2OH

H

CH2

O

OH

OH

H

OHH

OH

H

H

H

C

OH

OH

OH

H

H

OHH

OH

CH2OH

H

D

2) Công thức phân tử F: HCNCông thức phân tử G: H2S

COOH

CH2CN

H2N H

H

S

HN

HOOC

NH hay

S

NHOOC

NH2

I

3) Công thức cấu tạo của các chất từ E đến O:

COOH

C6H5

H OH

R COOC

2H5

C6H5

H OC2H5

(-) J(-) E

CH2OH

C6H5

H OC2H5

(-) K

CH2OSO2C6H5

C6H5

H OC2H5

L

8/10/2019 huu co (part 2)


65

CH3

C6H5

H OC2H5

(-) M

CH3

C6H5

H OH

(-) N

CH3

C6H5

H OSO2C6H5

CH3

C6H5

D H

(-)1 - phenyletan - 1 -d

S

O

R

4) Cơ chế phù hợ p: S N2.

OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1999:Peptit A có khối lượ ng phân tử 1007. Thuỷ phân hoàn toàn bằng axit cho các

aminoaxit sau vớ i số mol bằng nhau: Asp, Cystin, Glu, Gly, Ile, Leu, Pro và Tyr. Oxyhóa A vớ i HCO2OH chỉ cho B chứa hai gốc axit cysteic (ký hiệu là Cya), là một dẫnxuất của cystein vớ i nhóm thiol bị oxy hóa thành axit sunfonic.

1) Có bao nhiêu nhóm chứa axit sunfonic đượ c tạo thành từ sự oxy hóa một liênk ết disunfua?

Thuỷ phân không hoàn toàn B cho một số di và tri-peptit (B1 – B6). Tr ật tự của mỗi sản phẩm thuỷ phân đượ c xác định trong những cách sau.Aminoaxit có N cuối đượ c xác định bằng cách xử lý peptit vớ i 2,4 –

dinitroflobenzen (DNFB) để cho DNP – peptit. Sau khi thuỷ phân hoàn toàn DNP – peptit bằng axit, thu đượ c một DNP – aminoaxit, chất này có thể đượ c xác định dễ dàng bằng cách so sánh vớ i các DNP – aminoaxit chuẩn.

2) Khi xử lý B1 vớ i DNFB r ồi thuỷ phân k ế tiể p bằng axit tạo thành một sản phẩm là DNP – Asp. Điều này cho thấy B1 có axit aspartic tại N cuối. Hãyviết cấu tạo đầy đủ của DNP – Asp tại điểm đẳng điện của nó (không cần hóahọc lậ p thể).K ế đó, aminoaxit có C cuối đượ c xác định bằng cách đun nóng peptit tại

100oC vớ i hydrazin, chất này bẻ gãy tất cả các liên k ết peptit và chuyển tất cả tr ừ aminoaxit C cuối thành hydrazit của aminoaxit, còn nhóm cacboxyl ở C cuối cònnguyên vẹn.

Theo cách này, các aminoaxit N- và C- cuối đượ c xác định thứ tự toàn bộ củaB1 – B6 như sau:

B1: Asp – Cya B4: Ile – GluB2: Cya – Tyr B5: Cya – Pro – LeuB3: Leu – Gly B6: Tyr – Ile - Glu.Thuỷ phân B vớ i một enzym từ Bacillus subtilis cho B7 - B9 vớ i thành phần

như sau:B7: Gly – NH2 (glyxinnamit)B8: Cya, Glu, Ile, TyrB9: Asp, Cya, Leu, Pro

3) Viết trình tự của B8 nếu thu đượ c DNP – Cya khi xử lý B8 vớ i DNFB r ồi thuỷ phân hoàn toàn sau đó bằng axit.

4) Nếu các aminoaxit N- và C- cuối của B9 đượ c xác định theo thứ tự là Asp vàLeu, viết trình tự của B9.

5) Viết cấu tạo đầy đủ của A và chỉ rõ vị trí của liên k ết disunfua.Tuy nhiên khối lượ ng phân tử của A tính đượ c thì lớ n hơ n gía tr ị thực nghiệm

hai đơ n vị. Quan sát k ỹ lưỡ ng hỗn hợ p thu đượ c từ sự thủy phân hoàn toàn bằng axitcủa A ngoài các aminoaxit tìm đượ c lúc đầu còn có 3 đươ ng lượ ng mol amoniac cũngđượ c tạo thành.

8/10/2019 huu co (part 2)


66

6) Đề nghị cấu tạo điều chỉnh của A và khoanh tròn (một hay nhiều vị trí) trêncấu tạo này để cho thấy tất cả các nguồn tạo amoniac có thể có.

BÀI GIẢI:1) 22) Công thức cấu tạo:

NH

OH

OH

O

O

O2N

NO2 3) Trình tự của B8 là: Cya – Tyr – Ile – Glu.

4) Trình tự của B9 là: Asp – Cya – Pro – Leu.5) Cấu tạo đầy đủ của A là: Cys – Tyr – Ile – Glu – Asp – Cys – Pro – Leu – Gly – NH2

6) Cấu tạo điều chỉnh của A:Cys – Tyr – Ile – Gln – Asn – Cys – Pro – Leu – Gly – NH2

Các vị trí gạch chân là các vị trí tạo amoniac.OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2000:

Shikonin là hợ p chất có màu đỏ đượ c tìm thấy ở r ễ của cây

Lithospermum erythorizon mọc ở Châu Á. Một đoạn r ễ đã đượ c sử dụng trongnhiều thế k ỷ để làm bài thuốc dân gian và ngày nay đượ c sử dụng làm thuốcmỡ để chữa các vết bỏng. Shikonin có công thức cấu tạo như sau:

OH

OH

OH

O

O 1. Shikonin có bao nhiêu đồng phân lậ p thể?2. Có phải các đồng phân lậ p thể của Shikonin có cùng nhiệt độ nóng chảy

không?Đây là một phần trong qúa trình tổng hợ p Shikonin:

8/10/2019 huu co (part 2)


67

OH

OH

OH

O

O

+ C

OH

OH

OH

O

O

OCH3

OCH3

O

O

+A

B (xt)

3. Viết công thức cấu tạo A.4. Gọi tên A.5. Viết công thức cấu tạo C

Lượ ng lớ n những hợ p chất tươ ng tự Shikonin đượ c tổng hợ p để nhậnđượ c các chất có hiệu lực hơ n. Một chuỗi phản ứng đượ c dẫn ra dướ i đây

Shikonin SOCl2

C6H15ClO4

KOH/EtOH

70oC

C16H14O4

6. Viết công thức cấu tạo của E.7. E có thể có bao nhiêu đồng phân lậ p thể.

Một cách khác để điều chế những dẫn xuất có ích của Shikonin là:

OCH3

OCH3

OCH3

OCH3

OCH3

HBr F

C21H29BrO5

1) Mg/(C2H5O)22) CO23) HCl(dd)

GC22H30O7

8. Viết công thức cấu tạo F.9. Viết công thức cấu tạo G.BÀI GIẢI:1. Có 2 đồng phân.2. Tất cả các đồng phân lậ p thể của Shikonin đều có cùng nhiệt độ nóng chảy.3. A có công thức cấu tạo như sau:

8/10/2019 huu co (part 2)


68

O

Cl

4. Tên IUPAC của A: 4-Metyl-3-pentanoylclorua.5. Công thức của C: NaBH4 (LiAlH4 cũng có thể đượ c chấ p nhận).6. Công thức cấu tạo của E:

O

O

OH

OH 7. E có thể có 2 đồng phân lậ p thể .8. Công thức cấu tạo của F :

OCH3

OCH3

OCH3

OCH3

Br

OCH3

9. Công thức cấu tạo của G:

OCH3

OCH3

OCH3

OCH3

COOH

OCH3


Hợ p chất thiên nhiên A chứa C, H, O có % mỗi nguyên tố theo khốilượ ng như sau: C: 63,2%; H: 5,3%; O: 31,5%.

Phổ khối của A:

8/10/2019 huu co (part 2)


69

1. Xác định công thức nguyên của A.2. Viết công thức phân tử chất A.

Dung dịch chất A trong ete đượ c lắc vớ i dung dịch NaOH trong ete. Sau phản ứng thấy A không còn trong ete. Lại lắc k ỹ dung dịch A trong ete vớ idung dịch NaHCO3 r ồi để yên thấy A vẫn còn trong ete.

3. A có thể có những nhóm chức nào?A phản ứng đượ c vớ i thuốc thử Tollens.4.4. A có nhóm chức nào?

Phổ HNMR của A ghi ở tần số 300MHz cho ở hình sau (dung môiCDCl3). Cho vạch ở 7,27ppm và 3 vạch đơ n ở 3,9; 6,3 và 9,8ppm.

Hình sau là sự cụ thể hóa hình phổ trong khu vực từ 6,9 đến 7,6ppm:

8/10/2019 huu co (part 2)


70

Tín hiệu ở 6,3ppm mất đi khi nhỏ D2O vào:5. Thông tin nào sau đây đúng:

+ Trao đổi liên k ết giữa C và H.+ Trao đổi liên k ết giữa O và H.+ Hiệu ứng pha loãng.+ Sự thủy phân.Khi them CDCl3 thì vạch này xuất hiện ở tín hiệu thấ p hơ n.

6. Thông tin nào sau đây đúng:+ Tăng mức độ liên k ết hydro.+ Giảm mức độ liên k ết hydro.+ Có liên k ết hydro liên phân tử.+ Có liên k ết hydro nội phân tử.+ Không có liên k ết hydro.

7. Viết 4 công thức cấu tạo có thể có của A.8. Mảnh nào biến mất tại pic có khối lượ ng 137 và 123.9. Hai trong số 4 đồng phân đã viết có pK a thấ p hơ n hai đồng phân còn lại.

Xác định chúng.BÀI GIẢI:

1. C8H8O3.2. C8H8O3.3. Nhóm phenol.4. Nhóm andehit.5. Trao đổi liên k ết O-H.6. Giảm mức độ liên k ết hydro và có sự tạo thành liên k ết hydro liên phân

tử 7.

OH

OCH3

HO OCH3

CHOCHO

CHO

OH OCH3 OCH3

CHO

OH

8. CH3 và HC=O9

8/10/2019 huu co (part 2)


71

OH

OCH3

CHO

CHO

OH OCH3 OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2001:R ễ gừng (Zingiber officinale) đượ c biết nhiều về mặt dượ c tính và những tính

chất của hươ ng liệu. Tại Ayurveda (Nơ i có truyền thống về thuốc ở Ấn Độ), r ất nhiềuđơ ng thuốc có sử dụng gừng như là một vị thuốc tr ị các bệnh liên quan đến ruột, cảmlạnh thông thườ ng và một số bệnh khác. Một vài hợ p chất đượ c coi như là nguyênnhân gây ra vị cay của gừng. R ất nhiều trong số đó là những dẫn xuất thế đơ n giảncủa vòng thơ m vớ i độ dài mạch có khác nhau. Ba trong số đó là Zingeron; (+)[6]Gingerol và Shogaol là quan tr ọng nhất.

Công thức phân tử của các chất này là:+ Zingeron: C11H14O3.

+ Gingerol: C17H26O4.+ Shogaol: C17H24O3.

1) Zingeron cho phản ứng dươ ng tính vớ i FeCl3 và 2,4 –DNP (2,4 –dinitrophenylhydrazin). Nó không cho phản ứng vớ i thuốc tử Tollens. Vậy cóthể k ết luận nó có những nhóm chức nào?Brom hóa Zingeron bằng dung dịch nướ c brom chỉ thu đượ c duy nhất một sản

phẩm monobrom. Phổ IR của zingeron cho biết có sự xuất hiện của liên k ết hydro liên phân tử (yếu). Điều tươ ng tự cũng xuất hiện khi k ết thúc phản ứng khử hóa Zingerontheo Clemensen.

2) Từ các thông tin trên cho biết:(i) Mạch chính của Zingeron(ii) Các nhóm thế vào vòng thơ m.(iii) Vị trí của tất cả các nhóm thế.

3) Viết công thức cấu tạo của Zingeron.4) Hoàn thành quy trình tổng hợ p sau:

A + B (C3H6O)

Cdd NaOH + H2/to

xtZingerol

(C11H14O3)

Biết A có CTCT:

8/10/2019 huu co (part 2)


72

HO

OCH3

CHO

5) Zingeron có thể dễ dàng chuyển hóa thành Gingerol bằng các phản ứng sau:

Zingeron(C11H14O3)

1) Me3SiCl/(Me3Si)2 NH

2) LDA; -78oCD

1) hexanal

2) H3O+Gingerol

(C17H26O4) Chú ý:(1) Me3SiCl/(Me3Si)2 NH đượ c sử dụng để chuyển nhóm –OH thành nhóm –

SiMe3; nhóm-SiMe3 dễ bị thuỷ phân trong môi tr ườ ng axit để cho tr ở lại nhóm –OH ban đầu.

(2) LDA: liti diisopropylamit là một bazơ mạnh nhưng r ất cồng k ềnh (về mặt

cấu tạo).(ii) Viết CTCT D.(iii) Viết CTCT của Gingerol.(iv) Viết công thức chiếu Fischer đồng phân (R) của Gingerol.(v) Ngoài Gingerol ta còn có thể nhận đượ c sản phẩm E ( 2 – 3%) là

đồng phân của Gingerol. Viết CTCT E(vi) Thông tin nào sau đây đúng về sự hình thành E?

a) Sản phẩm của phản ứng điều chế Gingerol là một cặ p đồng phân đối quang.

b) Thu đượ c hỗn hợ p các đồng phân quang học không đốiquang.

c) Thu đượ c hỗn hợ p của cặ p đồng phân đối quang và đồng phân meso.

(vii) Loại nướ c của Gingerol bằng cách đun nó vớ i KHSO4 thu đượ cShogaol. Viết CTCT của Shogaol.

7) Củ nghệ (Curcuma Longa) là một loại gia vị trong thực phẩm của ngườ i Ấn. Nó cũng đượ c sử dụng nhiều trong các đơ n thuốc ở vùng Ayurvedic.Curcumin (C21H20O6) là thành phần chính của củ nghệ có cấu trúc tươ ng tự như Gingerol. Nó có cân bằng xeto – enol. Curcumin liên quan đến màu vàngcủa củ nghệ và cũng góp phần tạo ra vị cay.Phổ 1H NMR của hình dạng xeto trong Curcumin cho tín hiệu vòng thơ m

tươ ng tự Gingerol. Nó cũng cho một vạch đơ n ở độ chuyển dịch δ = 3,5 (2H) và haivạch đôi (mỗi 2H là một vạch ở vùng δ=6-7 vớ i J = 16Hz. Nó có thể đượ c tổng hợ p bằng cách ngưng tụ hai mol A (câu 4) vớ i 1 mol pentan–2,4-dion.

(i) Viết CTCT của Curcumin.(ii) Viết CTCT dạng enol của Curcumin.(iii) Curcumin có màu do:

a) Có vòng thơ m. b) Có nhóm cacbonyl.c) Có hệ liên hợ p.d) Có nhóm hydroxyl.

BÀI GIẢI:

1) Các nhóm chức có thể có: xeton, hydroxiphenolic2) Ta có:

8/10/2019 huu co (part 2)


73

(i) Cấu tạo mạch chính của Zingeron: CH2CH2COCH3.(ii) Nhóm thế vào vòng thơ m: OH, CH3.(iii) Các vị trí có nhóm thế: 1, 2, 4.

3) Cấu tạo của Zingeron:

HO

OCH3

CH2CH2COCH3

4) Các phản ứng:

HO

OCH3

CHO

A

CH3C CH3

O

B

HO

OCH3

HC CHC

O

C

+ dd NaOH

H2; to/xt

HO

OCH3

CH2CH2COC

zingeron

5) Ta có:(i) Công thức cấu tạo D:

H3CO

(H3C)3SiO

CH2CH2C

O

CH2-Li+

(ii) Công thức cấu tạo của Gingerol:

8/10/2019 huu co (part 2)


74

H3CO

(H3C)3SiO

CH2CH2C

O

H2C

HC (CH2)4CH3

OH

(iii) Công thức chiếu Fischer đồng phân R của Gingerol:

CH2COR

H

HO (CH2)4CH3

(iv) Công thức cấu tạo của E:

H3CO

(H3C)3SiO

H2C

HC

HC

CH3

O

(CH2)4CH3

OH (v) Câu b đúng.

6) (i) Công thức cấu tạo của Curcumin:

H3CO

HO

H

H

H2

C

O O

H

HOCH3

OH

(ii) Công thức cấu tạo dạng enol của curcumin:

H3CO

HO

H

C CH C

OH

CH C

O

CH

H

C OCH3

OH

(iii) Câu c đúng

OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2001:1. Dạng gấp nếp của protein:

Protein (polipeptit) có nhiều loại khung có cấu dạng khác nhau. Ở một cấudạng khung ở tr ạng thái bị kéo căng hầu như hoàn toàn (ở dạng song song hay dạng

đối song trong dạng gấ p nế p β) và một cấu dạng khác xảy ra sự xoắn hoàn toàn (ở cấutrúc xoắn α).

8/10/2019 huu co (part 2)


75

1) Khoảng cách giữa hai đuôi mạch trong một hexapeptit trong cấu dạng xoắnhoàn toàn là:

a) 10 Å b) 15 Åc) 20 Å

d) 25 Å2) Giả sử r ằng hexapeptit đã cho có cấu trúc xoắn α, vẽ một mũi liên k ết nối giữa

nguyên tử oxy và hydro của nhóm –NH nếu có liên k ết hydro tồn tại giữa hainguyên tử đó.

+H3N

N

N

N

N

N

R1

O

H

R2

O

H

R3

O

H

R4

O

H

R5

O

H

R6

O

3) Hai hexapeptit (A và B) biểu diễn hai cấu dạng tươ ng phản trong nướ c ở tại pH = 7,0, đặc biệt là nhóm hydro ở serin đã đượ c photphoryl hóa. A có sự xoắn vừa phải và sự xoắn tr ở nên mạnh hơ n khi serin đã đượ c photphoryl hóa.B có sự xoắn r ất yếu và hoàn toàn tr ở nên r ối loạn khi serin đượ c photphorylhóa. Vẽ các mũi tên để chỉ sự ảnh hưở ng giữa các phần còn lại phù hợ p vớ i sự khác nhau đã nêu.CH3CONH Lys Ser Leu Phe Glu Arg COOCH3

CH3CONH Lys Ser Leu Phe Arg Glu COOCH3 2. - lactamaza và tính kháng thuốc.

Penixilin là một dượ c phẩm có hịêu lực để chống lại sự nhiểm khuẩn. Tuynhiên thình trjang vi khuẩn kháng thuốc đã tr ở nên đáng báo động. Xuất hiện sự kháng penixilin trong vi khuẩn đượ c quy k ết cho một enzym chưa biết gọi là β -lactamaza (hay còn gọi là penixilinaza), nó làm giảm hoạt tính của vòng penixilin

bằng cách mở vòng β - lactam. Cơ chế của phản ứng mở vòng β - lactam liên quanđến sự tấn công nucleophin bằng nhóm –OH của serin ở hướ ng tấn công của enzym.

Cơ chế qúa trình này đượ c trình bày như sau:

8/10/2019 huu co (part 2)


76

N

SR

OC O O -

E n z - S e r - O H

N

SR

-OC O O -

E n z - S e r - O H

N

SR

C O O -+H O O

E n z - S e r

H

O H

H N

SR

C O O -O O

E n z - S e r

+ H 2 O

H N

SR

C O O -H O O

+ H 2 O

+ E n z - S e r - O H

Các nhà khoa học đã cố gắng để xác định đượ c enzym β - lactamaza từ

Staphylococcus aureus. Khi enzym tinh khiết đượ c đánh dấu bằng đồng vị 32P thì tachỉ đánh dấu một mình Serin. Trong phân tích thì serin chỉ chiếm 0,35% về khối

lượ ng của enzym β - lactamaza. Biết MSerin = 105 Da (đơ n vị khối lượ ng nguyên tử).4) Ướ c lượ ng Menzym.5) Số lượ ng aminoaxit còn lại hiện diện trong protein của mạch này sẽ là:

a) 100 b) 150c) 275d) 375

6) Để đánh dấu đầu hoạt động, β - lactamaza đượ c phân cắt bở i tripsin.Hexapeptit ban đầu (P1) chứa các aminoaxit sau: Glu, Lys, Met, Phe và Ser

• Sử dụng phươ ng pháp Edman ta biết đượ c aminoaxit “đầu N” là Phe

và dãy peptit P2.• Sử dụng BrCN để cắt mạch P1 thu đượ c dipeptit P4 và tetrapepetit P3 • Sử dụng 1 – flo – 2,4 – dinitrobenzen sau đó thuỷ phân hoàn toàn ta

thu đượ c N–2,4–dinitrophenyl–Glu .Biết P1; P2; P3 đều chứa Ser. Hãy xác định vị trí các aminoaxit trong P1; P2; P3;

P4.7) Tính M(P3) biết MPhe = 165Da; MGlu = 147Da; MHms = 119Da (Hms:

Homoserin); Mnướ c = 18Da.8) Chỉ vớ i một lượ ng nhỏ enzym β - lactamaza thì phản ứng sẽ xảy ra nhanh hơ n

so vớ i serin tự do. Khi sử dụng enzym β - lactamaza làm xúc tác thì hằng số tốc độ phản ứng k 1 = 350s-1 còn nếu không sử dụng enzym thì k 1 = 0,5s-1.

8/10/2019 huu co (part 2)


77

Từ những thông tin đã cho ở trên, tính nồng độ hiệu lực của tác nhânnucleophin liên k ết vớ i trung tâm hoạt động của enzym. Cho biết trong tr ườ ng hợ pkhông sử dụng enzym thì nồng độ Ser – OH tự do trong dung dịch là 1M.

9) Khi cho chất ức chế liên k ết vớ i trung tâm hoạt động của β - lactamaza thì cóthể ức chế đượ c enzym. Hằng số phân ly của phức chất ức chế - lactamaza đối

vớ i ba chất ức chế khác nhau đượ c cho như sau:Chất ức chế Hằng số phân ly (K D)

A 2,0.10-3

B 1,0.10-6

C 5,0.10-9

Trong ba chất A, B, C chất nào có hiệu qủa bảo vệ penixilin khỏi enzym β -lactamaza

Công thức cấu tạo của chất ức chế:

N

H2C

COO-

Br

O

Để có thể liên k ết vớ i trung tâm hoạt động của enzym thì nhóm OH của

Serinsex tấn công nucleophin và k ết qủa dẫn đến sự mở vòng và tách Br - ra khỏi chấtức chế. Tác nhân electrophin mạnh sẽ đượ c sinh ra và sẽ tấn công vào trung tâm hoạthóa của enzym làm mất hoạt tính của enzym.

10) Viết sơ đồ các phản ứng xảy ra.BÀI GIẢI:

1) Câu d đúng.2) Ta có:

+H3N

N

N

N

N

N

R1

O

H

R2

O

H

R3

O

H

R4

O

H

R5

O

H

R6

O

3) Ta có:

CH3CONH Lys Ser Leu Phe Glu Arg COOCH3

CH3CONH Lys Ser Leu Phe Arg Glu COOCH3

8/10/2019 huu co (part 2)


78

4) 30000Da.5) Câu c đúng6) P1: Phe – Glu – Ser – Met – Leu – Lys.

P2: Glu – Ser – Met – Leu – Lys.P3: Phe – Glu – Ser – Hms/Met.

P4: Leu – Lys.7) 482Da8) 700M9) Câu c đúng10) Sơ đồ phản ứng:

Enz - Ser - OH +N

O

H2CBr

COO-

CH2

N

O

O

COO-

Enz - Ser

hay

N

O

O

COO-Enz - Ser

A

HNH2C

X

COO-

O

O

B

Enz - Ser


8/10/2019 huu co (part 2)


79

Phản ứng Diels – Alder là phản ứng đóng vòng [4 + 2] giữa một olefin và mộtdien để tạo thành xiclohexen đã đượ c khám phá bở i giáo sư Otto Diels và đồng sự Kurt Alder khi họ tr ộn benzoquinon vớ i lượ ng dư xiclopentadien và nhận đượ c k ếtqủa sau:

O

O

+

O

O

B

A(C11H10O2)

1) Viết CTCT A (không cần chú ý đến mặt lậ p thể)Phản ứng Diels – Alder là đồng bộ, một giai đoạn và có tính đặc thù lậ p thể

cao. Ví dụ: chỉ một đồng phân C đượ c tạo thành từ phản ứng sau:

+

CN

CN

CN

CNC

CN

CN

H

H

mà không tạo thành:

H

H

CN

CN Nếu sử dụng (E) – 1,2 – dixianmetylen thì thu đượ c hai đồng phân lậ p thể D1 và D2

2) Viết CTCT D1; D2.Ở phản ứng ban đầu (tạo ra B từ xiclopentadien và benzoquinon). Diels và

Alder đã thu đượ c một trong 6 đồng phân lậ p thể của B.

8/10/2019 huu co (part 2)


80

O

O

1

H

H

H

H

O

O

2

H

H

H

H

O

O

3

H

H

H

H

O

O

4

H

H

H

H

O

O

5

H

H

H

H

O

O

6

H

H

H

H

3) Hãy cho biết đó là đồng phân nào?

Sau khi đun nóng lâu (15h, 120oC) thì từ B (tonc = 157oC), Diels và Alder thuđượ c hai đồng phân lậ p thể mớ i là E(to

nc = 153oC) và F (tonc = 163oC). Dướ i tác dụng

của xúc tác ở 25oC ta thu đượ c đồng phân lậ p thể G (tonc = 184oC).

B ⇌ E + F10% 20% 70%

B ⇌ G60% 40%Không cần thiết phải biết E, F, G là chất nào trong số 6 đồng phân lậ p thể trên

4) Các câu khẳng định sau là đúng hay sai hoặc không đủ dữ kiện để chứngminh:

• Phản ứng Diels – Alder là thuận nghịch.• B bền nhiệt động hơ n E.• E kém bền nhiệt động hơ n F.

• G là đồng phân quang học không đối quang của B.• G bền nhiệt động hơ n F.5) Cho sơ đồ phản ứng:

8/10/2019 huu co (part 2)


81

O

+

CO2Me

CO2Me

MeO

bazo manhI

(C12H16O5)

bazo manhK

(C11H12O4)

OMe

OMe

Δ

L

−

-

Xác định I, K, L. Biết K chỉ có một nhóm metyl và L là sản phẩm cộng Diels –Alder của K và anken cho tr ướ c.

BÀI GIẢI:1) Công thức cấu tạo của A:O

O

2) Công thức cấu tạo của D1 và D2:

D1:

H

CN

CN

H

H

CN

CN

H

D2:

D1 và D2 là hai đồng phân đối quang.

3) Cấu trúc 2 (chính) và cấu trúc 1 (phụ). Theo đề bài thì cấu trúc thoả mãn sẽ là

2Phản ứng Diels – Alder cho sản phẩm có hóa học lậ p thể endo. Vấn đề này đãđượ c đề cậ p đến ở câu 2, cấu trúc C. Như đã chỉ ra ở cấu trác C thì cấu dạng endođượ c đặc tr ưng bở i 2 nguyên tử H và nhóm CH2 của hệ hai vòng ở cùng phía so vớ imặt phẳng vòng. Chỉ có cấu trúc 1 và 2 trong số 6 cấu trúc đã cho là có hóa lậ p thể endo, endo. Tất cả các cấu trúc khác đều có ít nhất một nhóm thế theo hướ ng exo.Trong cấu trúc 1, 3 vòng tạo ra phân tử có hình dạng chữ U bị ảnh hưở ng không giannhiều hơ n so vớ i cấu trúc 2 có dạng phân tử hình zig – zag.

4) Câu đúng: 1, 4.Câu sai: 2, 3.Chưa đủ dữ kiện: 5

5) Cấu trúc của I, K, L:

8/10/2019 huu co (part 2)


82

O

CO2Me

CO2Me

I

O

CO2Me

O

K

O

CO2Me

O

L


Quy tắc Cahn – Ingold – Prelog (CIP) đượ c sử dụng để xác định hóa lậ p thể của phân tử.

1) Dựa vào quy tắc CIP hãy xác định độ hơ n cấ p của các nhóm thế sau:a) -SCH3 và –P(CH3)2

b) –CCl3 và –CH2Br.c) Giữa

O

CH3

O;

Pseudoephedrin (1) là chất hay gặ p trong các loại thuốc thông thườ ng chống

cảm lạnh. Nó có công thức cấu tạo:

CH3

OH

NHCH3

1 2) Đánh dấu * vào các trung tâm lậ p thể và cho biết nó là R hay S.3) Vẽ công thức Newman hay công thức phối cảnh của (1) và vẽ công thức chiếu

Fischer của 1.Đun nóng 1 vớ i KMnO4 trong điều kiện nhẹ nhàng thu đượ c Methcanthinon 2

CH3

OH

NHCH3

MnO4-/H+

2

4) Viết công thức cấu tạo 2 (có xét lậ p thể) và cân bằng phươ ng trình phản ứng

xảy ra. Chỉ rõ sự thay đổi số oxy hóa của tất cả các nguyên tử có sự thay đổisố oxy hóa.Đun nóng 2 vớ i LiAlH4 thu đượ c 3. Chất này chỉ khác 1 ở to

nc.5) a) Viết công thức lậ p thể của 3

b) Phát biểu nào sau đây đúng?

8/10/2019 huu co (part 2)


83

• 1 và 3 là các đồng phân lậ p thể.• 1 và 3 là cặ p đối quang.• 1 và 3 là hai đồng phân lậ p thể không đối quang.• 1 và 3 là hai đồng phân cấu dạng.

c) Viết công thức của tr ạng thái chuyển tiế p trong phản ứng 2 → 3

BÀI GIẢI:1) Nhóm có độ hơ n cấ p cao hơ n sẽ là: -SCH3; -CCl3 và

O

CH3 2) Ta có:

CH3

OH

NHCH3

S*

*S

3) Công thức chiếu Newman hay công thức phối cảnh của 1:

H3CHN

CH3

H

H

Ph

HO

H3CHN H

CH3

HHO

Ph

hay

Công thức chiếu Fischer của 1:

Ph

H OH

CH3

H3CHN H

CH3

H NHCH3

Ph

HO H

hay

4) Phươ ng trình phản ứng:

Ph

CH3

OH

NHMe

5 + 2 MnO4- + 6 H+

+0+7

Ph

CH3

O

NHMe

5+2

+ 2 Mn2+ +2

8/10/2019 huu co (part 2)


84

5) a) Công thức cấu tạo của 3 (đã xác định lậ p thể):

CH3

OH

NHCH3

b) Câu đúng: 1, 3

Câu sai: 2, 4 b) Cấu trúc của các sản phẩm trung gian:

2 Li+

N H

CH3

O

H

H3C

Li

Ph

H-

1) H+

2) H2O

PhHO

H

H3CHN H

CH3


Phản ứng ngưng tụ giữa axit cacboxylic và amin sinh ra amit. Ví dụ: ngưng tụ

axit fomic vớ i dimetylamin sinh ra N,N-dimetylfomamit, nó có các cấu trúc cộnghưở ng sau:

H

C

O

N

CH3

CH3

H

C

O

N

CH3

CH3 1. Xế p các chất N,N-dimetylfomamit (A). N-metylaxetamit (B) và propanamit (C)

theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi.2. Nhóm cacbonyl thườ ng đượ c nhận diện bằng dải hấ p thụ mạnh trong phổ hồng

ngoại (IR). Vị trí vân hấ p thụ phụ thuộc vào độ bền liên k ết C = O. Đối vớ i amitthì độ bền của liên k ết C = O có thể đượ c xác định dựa vào hình vẽ trên. Ví dụ:nhóm C = O của xiclohexanon cho vân hấ p thụ ở 1715cm-1. Để so sánh vớ ixiclohexanon thì các giá tr ị nào sau đây là phù hợ p vớ i nhóm C = O của

propanamit?a) 1660cm-1 do độ dài liên k ết ngắn của nhóm cacbonyl.

b) 1660cm-1 do độ dài liên k ết dài của nhóm cacbonyl.c) 1740cm-1 do độ dài liên k ết ngắn của nhóm cacbonyl.d) 1740cm-1 do độ dài liên k ết dài của nhóm cacbonyl.

8/10/2019 huu co (part 2)


85

3. Glyxin (H2 N – CH2 – COOH) là α - aminoaxit. Ba phân tử glyxin có thể tạo ratripeptit Gly – Gly – Gly thông qua phản ứng ngưng tụ tạo thành amit và kèmtheo sự tách loại hai phân tử nướ c. Hãy viết công thức cấu tạo của tripeptit.

4. Khi α - aminoaxit chứa nhoam thế thìu lúc này sẽ xuất hiện hiện tượ ng đồng phân quang học. Ví dụ: L – alanin và D – alanin là hai enantiome. Như vậy đối

vớ i 3 peptit glyxin, L – alanin và D – alanin ta có thể thu đượ c bao nhiêutripeptit?

OH OH OH

H2N

HH H H3CCH3H

H2NH2N

O OO

Glyxin (Gly) L - Alanin (L - Ala) D - Alanin (D - Ala) 5. Tổng cộng có bao nhiêu đồng phân quang học từ các tripeptit trên?

Hiện nay, “polyacrylamide gel with electrophoresis” (PAGE) đượ c sử dụngr ộng rãi trong việc phân tích protein và axit nucleic. Tuy nhiên một trong số nhữngứng dụng của keo polyamit là phân lậ p các hợ p chất phenol bằng sắc ký bản mỏng.Các phenol có chứa các nhóm thế khác nhau thì có tính axit khác nhau. Tính axit khácnhau thì liên k ết vớ i keo PAGE càng mạnh.6. Sắ p xế p các chất sau: phenol (D), 4 – metylphenol (E) và 4–nitrophenol (F) theo

thứ tự giảm dần khả năng liên k ết vớ i PAGE.Khả năng hấ p thụ một chất trong phổ tử ngoại - khả kiến (UV – Vis) phụ

thuộc vào số liên k ết đôi liên hợ p trong phân tử đó. Một hợ p chất có từ 5 nối đôi liênhợ p tr ở lên thì có xu hướ ng hấ p thụ ánh sáng trong vùng khả kiến nên k ết qủa làchúng có màu. Ví dụ phenolphtalein là một chất chỉ thị axit – bazơ thông dụng. Trong

dung dịch có tính axit và trung tính nó không có màu còn trong dung dịch bazơ nó cómàu đỏ tím (pH: 8,3 – 10,0)

G + 2

OH

H2SO4 dac; 180oC, 5h

O

O

HO

OH

phenolphtalein

H-OH

H+

7. Viết công thức cấu tạo của H.8 Phenolphtalein có thể đượ c điều chế bằng cách cho chất G phản ứng vớ i hai mol

phenol. G phải là chất nào trong số các chất dướ i đây để phản ứng đạt hiệu suấtcao nhất.

8/10/2019 huu co (part 2)


86

H

H

H

H

O

O

O

O

(a)

H

OH

O

(b)

O

O

(c)

O

O

O

(d) (e)

BÀI GIẢI:1. Thứ tự sắ p xế p các chất theo nhiệt độ sôi: C > B > A.

Giải thích: Từ cấu trúc cộng hưở ng của amit cho thấy nó có một phần điện tíchâm trên nguyên tử oxy và một phần điện tích dươ ng trên nguyên tử nitơ . Amin

bậc 1 và bậc 2 có liên k ết hydro mạnh hơ n amin bậc 3 (Propanamit: 79oC; N-metylaxetamit: 28oC và N,N-dimetylfomamit: -61oC).

2. Câu b3.

4. 27

H

N

N

N

H

H

HO

OH

O

O

Gly - Gly - Gly

hay

H3N

N

N

H

HO

O

O

O

5 Trong số đó thì 26 tripeptit có đồng phân quang học

Aminoaxit không có tính quang hoạt: H2 N – GGG – OHAminoaxit có tính quang hoạt: H2 N–GGLA–OH; H2 N–GGDA–OH …

6 Khả năng liên k ết vớ i PAGE giảm dần theo thứ tự F > D > E.7.

8/10/2019 huu co (part 2)


87

O

O

HO

O

H

O

O

O

O

H

8 Chất eOLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2005:

Các cacbohydrat thiên nhiên đều đượ c tạo thành từ phản ứng quang hợ p trongthực vật. Tuy nhiên một số cacbohydrat không gặ p trong thiên nhiên có thể đượ c tổnghợ p nhân tạo trong phòng thí nghiệm. Sau đây sẽ trình bày sơ đồ điều chế L – ribozơ (hợ p chất I):

8/10/2019 huu co (part 2)


88

O +

CO2Me

CO2Me

100oC

ong han kinA

OsO4

O

HO

HO

CO2Me

CO2Me

B

Me2C(OMe)2H+, CH3COCH3

O

O

CO2Me

CO2

MeC

O

enzym pig liver

O

O

CO2Me

CO2HD (spc)

O

O

O

CO2H

CO2MeE (spp)

O

+ O3; MeOH

O CO2Me

O

MeO2C

OO

F

MCPBA

O

O

CO2Me

O O

CO2Me

O

G

O

HO

CH2OH

OH OHI

H3O+

H1) MeOH/H+

2) LiAlH4 sau do H2O

1. Hợ p chất A có công thức phân tử C10H10O5. Viết công thức cấu tạo A.2. Trong các mệnh đề liên quan đến việc chuyển hoá từ A thành C sau đây thì mệnh

đề nào đúng, mệnh đề nào sai?a) OsO4 là tác nhân oxy hóa trong phản ứng chuyển A thành B.

b) MeOH là sản phẩm phụ trong phản ứng chuyển hóa B thành C.c) Proton đóng vai trò xúc tác trong phản ứng chuyển hóa B thành C.d) C có thể đượ c tạo thành vớ i hiệu suất thấ p khi không có Me2C(OMe)2.

8/10/2019 huu co (part 2)


89

Enzym pig liver esteraza có thể thủy phân este thành axit cacboxylic. Thuỷ phân C bằng enzym pig liver esteraza sinh ra hỗn hợ p D và E trong đó E là sản phẩmchính. Góc quay cực của hỗn hợ p là: [α]D

20 = -37,1o còn của E tinh khiết là [α]D20 = -

49,0o.3. Tính tỉ lệ D/E (theo số mol) trong hỗn hợ p phản ứng.

4 Phản ứng của F vớ i axit m – clopebenzoic (MCPBA) sinh ra từ sản phẩm G. Chỉ ra r ằng các mệnh đề sau đây là đúng hay sai:a) Bản chất của phản ứng là sự oxy hóa F.

b) Nguyên tử oxy thêm vào có nguồn gốc từ MCPBA.c) Tỉ lệ của hai hợ p chất C1 – (R) và C1 – (S) tr ướ c và sau phản ứng không thay

đổi.Công thức phân tử của H là C9H16O5. Các gía tr ị phổ NMR của H cho dướ i

đây: 1HNMR (CDCl3) δ 1,24 (s, 3H); 3,24 (m, 1H); 3,35 (s, 3H); 3,58 (m, 2H); 4,33(m, 1H); 4,50 (d, J = 6Hz, 1H); 4,89 (s, 1H).

a) Viết công thức cấu tạo của H. b) Xác định cấu hình tuyệt đối của C1; C2; C3: C4 của hợ p chất I.c) Trong công thức chiếu Fischer của I (L – ribozơ ) thì các chữ cái P, Q, R, S, T

và U đại diện cho những nhóm chức nào?CHO

QP

SR

UT

CH2OH Disaccarit là hợ p chất đượ c tạo thành từ hai đơ n vị monosaccarit bở i liên k ết

glycozit. Polisaccarit chứa từ 10 đến vài ngàn đơ n vị monosaccarit. Ví dụ về disaccarit cho dướ i đây:

O

H

HO

OH

H

H

O

OHHH

OH

O

H

OH

H

H

H

OHHOH

OH

lien ket glycozit

d) Có bao nhiêu đồng phân dia tạo thành từ pentasaccarit J nếu nó đượ c

tạo thành từ 5 đơ n vị D – glucozơ :

8/10/2019 huu co (part 2)


90

O

H

O

OH

H

H

H

OHHO

OH

HH

5 BÀI GIẢI:1.

O

CO2Me

CO2Me 2. Tất cả đều đúng3. 12,1 : 87,9 hay 12,2 : 87,84. a, b đúng; câu c sai5.

MeO CH2OH

O O

6. C1, 2, 4: S C3: R7.

CHO

HHO

HHO

HHO

CH2OH 8. 25

OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2005:Ete crown có thể tạo đượ c liên k ết vớ i các ion kim loại kiềm. Ví dụ các hằng

số liên k ết của hai azacrown (ete vòng chứa nitơ ) vớ i Na+

, K +

, Cs+

đượ c cho ở bảngdướ i:

8/10/2019 huu co (part 2)


91

Hằng số liên k ết (lg10K)Ion km loại Bán kính (pm) Hợ p chất A Hợ p chất B

Na+ 98 2,49 3,57K + 133 1,83 5,00Cs+ 165 1,37 3,39

Antraxen cho sự phát quang mạnh vớ i bướ c sóng phát xạ trung tâm là 325nm.K ết hợ p vớ i sự liên k ết chọn lọc của các azacrown đối vớ i ion kim loại kiềm và sự

phát quang mạnh của antraxen, một ion kim loại phát quang chọn lọc E đã đượ c pháttriển.

O

O

O

OO

N

OO

O

N

O

H2CCH2

A B 1. Cho biết các chất C và D trong qúa trình tổng hợ p sau:

OH HO

OO

O

HO

C

D

O

O

O

OO

N

CH2

1) NaBH42) PCl5/benzen

1)SO2Cl

pyridin

2) t - BuO-K +

HO(CH2)2 NH(CH2)2OH

8/10/2019 huu co (part 2)


92

Để so sánh, thì dẫn xuất thế antraxen của F và G cũng đã đượ c tổng hợ p. Cáchợ p chất E, F, G đều không có tính phát quang ở các điều kiện trung tính do hiệu ứngchắn sự di chuyển của electron (photoinduced electron transfer – PET) do cặ p electronkhông phân chia của nguyên tử nitơ nằm ở phía hoạt động của antraxen:

N O

O

O

O

H2C

F

OHOH

N

H2C

G

2. Khi thêm dung dịch HCl hợ p chất nào sẽ phát quang?

a) Không có. b) E và F.c) Chỉ Gd) Tất cả.

3. Khi thêm một lượ ng tươ ng đươ ng kali axetat vào dung dịch loãng của E, F và Gtrong metanol thì hợ p chất nào sẽ phát quang mạnh nhất?a) E

b) Fc) G

4. Khi thêm một lượ ng tươ ng đươ ng axetat kim loại vào dung dịch loãng của Fthì axetat kim loại nào sẽ phát quang mạnh nhất?

a) CH3COONa b) CH3COOKc) CH3COOCsd) Không có.

Trong qúa trình chiếu xạ vớ i tia cực tím trans – stinben chuyển hoá thành mộtchất trung gian H, H chịu sự vòng hoá quang hoá để sinh ra dihydrophenantren I. Oxyhoá tiế p I cho ta phenantren.

8/10/2019 huu co (part 2)


93

hv

nhiet Hhv

nhiet H

H

oxy hoa

3.5. Viết công thức cấu tạo H3.6. Hoá lậ p thể của hai nguyên tử H trong hợ p chất I là gì (cis hay trans)?

Dẫn xuất của Dihydroazulen J có tính chất quang hoá học r ất thú vị. Khi chiếuxạ thì thì chất J không màu sẽ chuyển vị thành vinylheptafulven K. Đun nóng K thì ta

lại thu đượ c J:

CN

CN

CH3

nhiet

hv

CH3

CNCN

1

2

3

4

J K

5

6

78

9

10

7. Hợ p chất nào hấ p thụ ánh sáng ở bướ c sóng dài hơ n?

a) J b) K

8. Hợ p chất K có thể phản ứng vớ i một lượ ng tươ ng đươ ng CF3CO2H để tạo thànhhệ thơ m bền vững. Nguyên tử nào cacbon nào của K dễ bị proton hóa nhất?

a) C – 2

b) C – 3c) C – 4

8/10/2019 huu co (part 2)


94

d) C – 5BÀI GIẢI:1.

H2C

Cl

O

NH

O

OO

O

2. d3. e4. a5. Công thức cấu tạo của H:

6. trans7. K8. C3

I.

BÀI T Ậ P CHU Ẩ N B Ị CHO OLYMPIC HÓA H ỌC QU ỐC T Ế : OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1998:“Chất ong chúa” Q chứa 65,2% cacbon và 6,75% hydro và không có nguyên

tố nào thêm nữa tr ừ oxy. Q đượ c biết có tính chất axit và chuẩn độ 43,7mg chất nàycần 23,7mL dung dịch nướ c của natri hydroxit 0,0100M để đạt đến điểm tươ ngđươ ng. Khối lượ ng phân tử của Q nhỏ hơ n 200.a) Công thức phân tử của Q là gì và những nhóm chức nào gây nên tính axit của hợ p

chất?Q phản ứng vớ i hydro có mặt bột mịn platin tạo thành hợ p chất mớ i A. Khử A

vớ i natri bohydrua trong etanol cho chất B. Hợ p chất B dễ dàng loại nướ c khi đunnóng vớ i axit sunfuric để tạo anken C. Phổ NMR 13C của C cho thấy sự có mặt của

một nhóm metyl gắn vào liên k ết đôi. b) Những nhóm chức nào phù hợ p vớ i những phản ứng trên?

Phản ứng ozon phân chất C r ồi oxy hóa k ế tiế p chỉ cho hai phần là axit etanoicvà một axit dicacboxylic mạch thẳng D. Sự phân chia tươ ng tự của Q tạo thành axitoxalic (axit etandioic) và chất E có chứa một nhóm chức axit cacboxylic.c) Suy ra cấu tạo của D và E, từ đó hãy xác định công thức cấu tạo có thể có của Q.BÀI GIẢI:

Công thức thực nghiệm: C10H16O3 (M = 184,13). Do MQ xấ p xỉ 200 nên côngthức phân tử của Q trùng vớ i công thức thực nghiệm (C10H16O3).

Q có tính axit nên có thể chứa một nhóm –CO2H (do chỉ có 3 nguyên tử oxytrong phân tử). Vậy Q là axit đơ n chức, phản ứng vớ i NaOH theo tỉ lệ mol 1:1

R – CO2H + NaOH = R – CO2- Na+ + H2O43,7mg ≡ 43,7.10-3g Q phản ứng vớ i 23,7mL dung dịch NaOH 0,0100M

8/10/2019 huu co (part 2)


95

Vậy n NaOH = 23,7.10-3.0,0100 (mol) Nếu 43,7.10-3g Q phản ứng vớ i 23,7.10-3.0,0100mol NaOH thì 43,7.10-

3.(103/23,7.0,01)g Q phản ứng vớ i 1 mol NaOH, ngh ĩ a là 184,3g Q phản ứng vớ i 1mol NaOH. Điều này chứng tỏ r ằng 1 mol Q phản ứng vớ i 1 mol NaOH và như thế cho phép ta k ết luận Q là axit đơ n chức dạng R – CO2H.

K ế tiế p ta cần xác định nguyên tử oxy còn lại trong C10H16O3. (hay C9H15O –CO2H)

Có thể là: ete: R – O – R.r ượ u: R – O – H.xeton: R – CO – R’.andehit: R – CHO.

Số liên k ết đôi trong Q = 3. Rõ ràng chưa xác định đượ c hai trong số ba liênk ết đôi đó nhưng đã xác định đượ c 1 (của nhóm –CO2H).

Mặt khác, theo các thí nghiệm:

O H C B AQ H EtOH NaBH Pt H

2/// 42 + ⎯ ⎯ → ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ → ⎯ ⎯ ⎯ → ⎯

Δ+

C là một anken nên B là r ượ u vì B loại nướ c cho ra anken C khi đun nóng vớ iH+

Ngoài ra, C còn có một nhóm metyl gắn vào nối đôi cho nên ta dự đoán:

H3CHC

H2C

OH

R H3C C C

H

R

H Nếu điều này đúng thì A phải là một xeton

H3CHC

H2C

OH

R H3C C C

H

R

H

H3C CH2C

O

R NaBH4

A B C

Cần biết r ằng nhóm andehit và xeton bị khử bằng NaBH4 để cho r ượ u bậc 1 vàr ượ u bậc hai.

Nếu A chứa nhóm xeton và nhóm chức axit cacboxylic thì A có công thức cấutạo:

H3C CH2C

O

(CH2)7 CO2H

và giải thích đượ c 2 trong số các liên k ết đôi tươ ng đươ ng. Một trong nhómchức axit và một trong nhóm xeton.Có ngh ĩ a là trong Q còn một liên k ết đôi nữa và do Q phản ứng cộng vớ i

hydro nên đặc điểm cấu tạo còn lại phải là một liên k ết đôi. Vấn đề là vị trí của liênk ết đôi trong Q.

H3C CH2C

O

(CH2)7

A

CO2H H3CHC

H2C

OH

(CH2)7

B

CO2H

CH3CH=CH(CH

C

và giả thiết đượ c xác nhận do C bị phá vỡ bở i ozon và một chất oxy hóa tạo thành axitaxetic và một axit dicacboxylic mạch không nhánh.

8/10/2019 huu co (part 2)


96

CH3CH=CH(CH2)6CO2HH3C C O

OH

+O C(CH2)6CO2H

OH

Điều này cho phép khẳng định C duy nhất và từ đó khẳng định A

Q này chắc chắn chỉ đơ n giản là một phân tử có chứa nhóm chức xeton (tươ ngtự A) và axit cacboxylic (tươ ng tự A) và một liên k ết đôi.

Nhưng Q khi ozon phân và oxy hóa tạo thành HOOC – COOH cùng vớ i E.Không quan tâm đến E vì một mảnh nhỏ chỉ có thể xuất phát từ phân tử có

dạng tổng quát:

R - CH=CH - CO2HR C O

OH

+O C

OH

C

OH

O

Như vậy xác định đượ c Q duy nhất là:H3C C

O

(CH2)5C

H

C

H

CO2H

Vấn đề cuối cùng còn lại là sự đồng phân hóa cis – trans của liên k ết đôi:

H

(H2C)5 CO2H

H

C

H3C

O

cisH

(H2C)5 H

CO2H

C

H3C

O

trans

Vấn đề này không thể k ết luận đượ c vớ i các giả thiết đã cho.OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1998:

Axit crisophanic có trong sắc tố antraquinon thiên nhiên cô lậ p đượ c từ r ễ câyđại hoàng vớ i cấu tạo dướ i đây. Một phươ ng pháp tổng hợ p phân tử này do Khoa

Nghiên Cứu Hóa Học thuộc Đại Học Quốc Gia Australia đề nghị:O

O

OH OH

CH3

axit crisophanic a) 3-metylanisol (3-metyl-metoxybenzen) đượ c khử bằng kim loại liti trong hỗn hợ p

amoniac hóa lỏng khan nướ c, tetrahydrofuran và t-butanol để tạo B (C8H12O). Xử lý B vớ i kali amidua trong amoniac lỏng khan nướ c r ồi xử lý tiế p trong dung dịch

nướ c dẫn đến sự đồng phân hóa B thành C. Hãy viết ba công thức cấu tạo có thể có của C.

8/10/2019 huu co (part 2)


97

b) Phổ NMR 1H của C cho thấy có hai proton của liên k ết đôi không k ế cận nhau. Ngoài ra, còn cho biết có hai nhóm metylen cạnh nhau, một trong hai nhóm này ở k ế cận một proton của liên k ết đôi. Hãy viết các công thức cấu tạo của C thoả mãnđiều kiện trên.

c) Phản ứng của C vớ i 5-hydroxi-naphtalen-1,4-dion tạo sản phẩm ghép Diels –

Alder D(C18H18O4). Phổ NMR 1H của D cho thấy một cộng hưở ng δ10,5 thốngnhất vớ i một proton và là chỉ định của một nhóm hydroxyl liên k ết nội phân tử.Hãy đề nghị ba công thức cấu tạo có thể có của hợ p chất D.

d) Enol hóa D bằng cách xử lý vớ i kali cacbonat trong metanol nóng r ồi oxy hóa k ế tiế p vớ i kali nitrosodisunfonat (muối Fremy) tạo một sản phẩm kiểu quinon màuvàng E (C18H16O4). Phổ NMR 13C của E chứa tổng cộng 9 cộng hưở ng có thể quycho những cacbon bậc 4. Nhiệt phân E tại 180oC trong 15 phút lại phóng thícheten bằng phản ứng ngượ c Diels – Alder đồng thờ i tạo thành F (C16H12O4). Phổ

NMR 1H của F cho thấy ba vạch đơ n, mỗi vạch tươ ng ứng vớ i một proton (vạchthấ p nhất tại δ11,00) và hai vạch đơ n 3 proton, một vạch tại δ4,01 và một vạch tạiδ2,25ppm. Căn cứ trên các chứng cứ này, đề nghị các công thức cấu tạo có thể cócủa các hợ p chất E và F.

e) Khi cho F tác dụng vớ i bo triclorua trong diclometan tại –10oC r ồi xử lý tiế p thuđượ c một chất r ắn màu cam, khối phổ cho m/e = 245. Tr ị số này giống như axitcrisophanic thiên nhiên. Viết toàn bộ công thức cấu tạo của qúa trình tổng hợ paxit crisophanic.

BÀI GIẢI:Toàn bộ qúa trình tổng hợ p axit crisophanic của câu hỏi diễn ra như sau:

8/10/2019 huu co (part 2)


98

OCH3

OH

OCH3

CH3

B

OCH3

OH

C

OH O

O

OH O

O

OCH3

CH3

D

OH OH

OH

OCH3

CH3

OH O

O

OCH3

CH3

E

OH O

O

OCH 3

OH

F

OH O

O

OCH3

OH

axit crisophanic

• Hợ p chất B là sản phẩm khử Birch dự kiến• C là một đồng phân liên hợ p (tiế p cách) của B, có thể có bất cứ cấu tạo nào:

C1; C2; C3.

8/10/2019 huu co (part 2)


99

CH3

CH3

OCH3

CH3

OCH3

CH3

C1 C2 C3 Trong những cấu tạo này, chỉ có hai cấu tạo C1 và C2 thoả các số liệu NMR.

Như vậy loại C3.• Bất k ỳ ba sản phẩm Diels – Alder nào xuất phát từ C1 đến C3 cũng chấ p nhận

đượ c cho lờ i giải của phẩn thứ ba do chúng đều chứa nhóm hydroxyl có liênk ết hydro nội phân tử. Tuy nhiên phải ngh ĩ cẩn thận để xác định lờ i giải đúng.Ở thờ i điểm này, chưa thể xác định C1 hay C2 là cấu tạo đúng của C. Tuy

nhiên ở phần cuối có thể thấy rõ lờ i giải xuất phát từ D1 hoặc D11, sản phẩm cộng

vòng của C1 là không thể chấ p nhận đượ c do không bị khử metyl vớ i BCl3. Ở -10o

Cđây là tác nhân chọn lọc để cắt nhóm ete peri vớ i một nhóm cacbonyl; về mặt này thìBCl3 chọn lọc hơ n BBr 3

OH

CH3

O

O

OH

D1

O

O

OH

D11

CH3

OCH3

Tuy nhiên ngay cả ở đây có thể có một k ết qủa khác nhưng không phải chất có

thể tạo axit crisophanic. Hóa học vùng của sự cộng vòng nêu trên thực tế có thể cóđượ c, nhưng phản ứng cộng Diels-Alder có thể tiế p diễn để tạo một đồng phân khácnêu dướ i đây. Đồng phân này không dẫn đến axit crisophanic và do cấu tạo này đượ ccho trong câu hỏi nên có thể dễ dàng đoán đượ c lờ i giải. Cũng cần thiết để thấy r ằngxét về mặt tổng hợ p chất thì đây cũng không thực sự là cách không có sai lầm và đãkhông thể dùng như là một chứng cớ cho cấu tạo của axit crisophanic. Vớ i chi tiết ấy,

đã có thể tr ả lờ i câu hỏi d vớ i hóa học vùng của sự cộng vòng C2 và 5-hidroxinaphtalen-1,4-dion.

OH

OOH OOH

CH3

huu co (part 2)

Documents

Transcript of huu co (part 2)