Tài liệu Preview_100baitap

Cũng đã rất lâu rồi các thành viên của box Hóa diễn đàn OlympiaVN (www.olympiavn.org/forum) mới lại có dịp ngồi với nhau để cùng biên soạn một bộ tài liệu nhằm góp phần giúp đỡ các bạn học sinh và giáo viên trong công tác bồi dưỡng Học sinh giỏi Quốc gia. Bộ tài liệu này được các quản trị viên của box Hóa cùng nhau sưu tầm và xây dựng trong suốt 10 năm qua dựa trên nền tảng các đề thi, tạp chí khoa học và tư liệu có sẵn nên ít nhiều sẽ có đôi chút trùng lặp với một vài cuốn sách các bạn đã từng gặp ở đâu đó. Tuy nhiên bộ tài liệu này không chỉ đơn thuần dừng lại ở con số 100, mà sẽ có các cập nhật, bổ sung trải dài trong những năm tiếp theo. Hóa Hữu cơ là một môn học có tầm ảnh hưởng rất rộng, trong đó trọng tâm là tổng hợp hữu cơ - được thể hiện qua các chuỗi chuyển hóa để tạo thành một hợp chất có cấu trúc xác định với những công dụng nhất định. Có lẽ hạn chế lớn nhất trong bộ tài liệu này là đa số bài tập đều thuộc dạng hoàn thành chuỗi phản ứng và hơi thiếu đi tính đa dạng. Ngoài ra phần danh pháp vẫn chưa thực sự thống nhất. Ban biên soạn sẽ cố gắng sửa chữa trong những lần cập nhật sau. Bộ tài liệu này được soạn ra không chỉ giúp các độc giả có thêm tư liệu học tập, mà trong đó là cả một hi vọng lớn lao của ban biên soạn là giúp các bạn trẻ tìm được sự hứng khởi trong việc học Hóa hữu cơ, và tiếp tục gắn bó lâu dài với môn học này. Việc bạn mua bộ tài liệu này chính là hành động lan tỏa niềm hi vọng đó, đồng thời 10 % trong số tiền thu về sẽ được đóng góp cho qũy cựu Sinh viên khoa Hóa - Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh để trao học bổng cho các bạn sinh viên nghèo hiếu học. Trong quá trình biên soạn không thể thiếu những sai sót, Ban biên tập xin lắng nghe tất cả các ý kiến phê bình, đóng góp của các đọc giả. Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng liên hệ qua địa chỉ: [email protected]. Xin chân thành cảm ơn. Đại diện Ban biên tập shindo, admin OlympiaVN MỤC LỤC Bài 1: Thuốc giảm đau hạ sốt Paracetamol Bài 2: Tổng hợp các dẫn xuất của shikonin Bài 3: Tổng hợp zingerone trong rễ gừng và dẫn xuất Bài 4: (-)-Atractyligenin trong cây hoa độc Bài 5: Tổng hợp thuốc gây mê cục bộ proparacaine Bài 6: Lacton trong nấm Aspergillus nidulans Bài 7: Tổng hợp dẫn xuất floren Bài 8: Xúc tác chọn lọc lập thể Bài 9: Tổng hợp hiđrocacbon hình cái giỏ basketen Bài 10: Tổng hợp fexofeđanin, thuốc làm giảm dị ứng Bài 11: Tổng hợp rimonabant, dược chất chống béo phì và nghiện thuốc lá Bài 12: Urushiol trong cây sồi độc Bài 13: Hóa lập thể PSE Bài 14: Tổng hợp thuốc chống viêm điclofenac Bài 15: Tổng hợp thuốc an thần captodiame Bài 16: Tổng hợp hợp chất bixiclic (bicyclic) Bài 17: Guaiol trong tinh dầu gỗ Bulnesia Bài 18: Carvotanaxeton trong tinh dầu Thuja Bài 19: Xabinen trong nhựa thông Bài 20: Tổng hợp tiền chất koronen Bài 21: Tổng hợp nicotin Bài 22: Tổng hợp ete vương miện (crown ether) Bài 23: Tổng hợp anastrozole, tá dược trị liệu sau giải phẫu Bài 24: Ankaloit tropan và dẫn xuất của nó Bài 25: Phản ứng của hợp chất Grignard Bài 26: Tổng hợp tiền chất patchoulol Bài 27: Tổng hợp đa vòng thơm ngưng tụ koronen Bài 28: Isobenzofuran Bài 29: Một phần chuỗi tổng hợp toàn phần reserpin Bài 30: Tổng hợp retronexin Bài 31: Tổng hợp cloroquyn Bài 32: Tổng hợp fenchone Bài 33: Tổng hợp phẩm nhuộm thioinđigo Bài 34: Tổng hợp Huperzine A Bài 35: Tổng hợp toàn phần tiền chất LSD Bài 36: Tổng hợp Ergotamin Bài 37: Tổng hợp sesbanin Bài 38: Khảo sát cấu trúc Ascaridol 1 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ 4 5 6 7 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20 21 22 23 23 24 26 27 28 29 30 31 32 32 33 33 34 35 36 37 Bài 39: Tổng hợp của quinolon và isoquinolon Bài 40: Tổng hợp fumagillin Bài 41:Tổng hợp aromadendrene Bài 42: Tổng hợp toàn phần eudalene Bài 43: Tổng hợp tiền chất của dược phẩm chứa vòng oxetane Bài 44: Tổng hợp vitamin D3 Bài 45: Tổng hợp hiđrocacbon đa vòng twistane Bài 46: Tổng hợp thuốc chống HIV amprenavir Bài 47: Tổng hợp hexabenzokoronen Bài 48: Tổng hợp tiền chất dolastatine 14 Bài 49: Tổng hợp thuốc chống tiểu đường Bài 50: Tổng hợp sulforaphane Bài 51: Tổng hợp 9-isoxianopupukeran trong cá lớn đại dương Bài 52: Tổng hợp hormon trong côn trùng juvabione Bài 53: Tổng hợp kháng sinh chống nấm griseofulvin Bài 54: Tổng hợp pheromon giới tính Bài 55: Tổng hợp dược phẩm giúp cai nghiện thuốc lá verapamil Bài 56: Tổng hợp pheromon giới tính của loài bọ truyền bệnh sốt nhiệt đới Bài 57: Tổng hợp carotenoid sarcinaxanthine Bài 58: Tổng hợp tetraxiclopropyl metan Bài 59: Tổng hợp kháng sinh mạnh Cephalosporin Bài 60: Tổng hợp thuốc làm co mạch thromboxane Bài 61: Tổng hợp tiền chất hormon sinh dục nữ Bài 62: Tổng hợp Cuban Bài 63: Tổng hợp methoxantine Bài 64: Tổng hợp peptit giả Bài 65: Tổng hợp swainsonine Bài 66: Tổng hợp ankaloit Ellipticine Bài 67: Tổng hợp thuốc chữa viêm gan B Lobucavir Bài 68: Một cấu trúc thú vị Bài 69: Tổng hợp dẫn xuất của neopupurekan Bài 70: Phản ứng Diels – Alder của nitroanken Bài 71: Tổng hợp thuốc chữa bệnh mắt trans-retinol Bài 72: Tổng hợp một cấu trúc calixaren Bài 73: Tổng hợp biotin Bài 74: Tổng hợp một spiro ankaloid Bài 75: Tổng hợp spiro-noraristeromycin Bài 76: Tổng hợp radulanin–H Bài 77: Tổng hợp galantamine trong rễ hoa giọt tuyết 2 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ 38 39 40 40 41 42 43 44 45 46 47 47 48 49 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 61 62 63 63 64 65 66 66 67 67 68 69 Bài 78: Tổng hợp hyptolide Bài 79: Tổng hợp chất ức chế sự phát triển của rễ cây alboatrin Bài 80: Tổng hợp chất kháng khuẩn Bruguierol C Bài 81: Tổng hợp srenin, hormon sinh dục của nhện nước Bài 82: Tổng hợp pheromon có tác dụng tụ họp bầy đàn của loài ong Bài 83: Tổng hợp thuốc điều trị viêm da và phong thấp Bài 84: Tổng hợp các dẫn xuất của adamantan Bài 85: Tổng hợp một số pheromon côn trùng Bài 86: Tổng hợp cholesterol Bài 87: Tổng hợp axit dehydroabietic Bài 88: Tổng hợp thuốc an thần thioxanthen Bài 89: Tổng hợp thuốc gây mê zolpidem Bài 90: Tổng hợp thuốc điều trị loét dạ dày Bài 91: Tổng hợp β-eudesmol, tác nhân chống oxi hóa và kháng nấm Bài 92: Một phần chuỗi tổng hợp cholesterol Bài 93: Tổng hợp ngược Bài 94: Tổng hợp toàn phần xiclitiol Bài 95: Tổng hợp exo-brevicomin, hormon dẫn dụ giới tính của bọ cánh cứng Bài 96: Tổng hợp chloramphenicol Bài 97: Tổng hợp thuốc kháng loét tá tràng cimetidine Bài 98: Tổng hợp β-Hydroxy-α-amino acid Bài 99: Tổng hợp dược phẩm điều trị đau thắt ngực verapamil Bài 100: Tổng hợp kháng sinh monensin 3 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ 69 70 70 71 71 72 73 74 75 77 78 78 79 79 80 80 81 82 83 84 85 86 87 Bài 1: Thuốc giảm đau hạ sốt Paracetamol Paracetamol hay acetaminophen là một dược chất có công dụng làm giảm đau và hạ sốt, được Harmon Northrop Morse tổng hợp nhân tạo lần đầu tiên vào năm 1878 và được Bernard Brodie cùng Julius Axelrod thuộc sở y tế New York đưa ra chủ trương sử dụng trong điều trị từ năm 1948. Sản phẩm paracetamol đầu tiên đã được McNeil Laboratories bán ra năm 1955 như một thuốc giảm đau hạ sốt cho trẻ em với tên Tylenol Children's Elixir[4]. Sau này, paracetamol đã trở thành thuốc giảm đau hạ sốt được sử dụng rộng rãi nhất với rất nhiều tên biệt dược được lưu hành. Vì nó có rất ít tác dụng phụ với liều điều trị nên được cung cấp không cần kê đơn ở hầu hết các nước. Có một chuỗi phản ứng hóa học được thực hiện từ chất A (cho ở trên) như sau: Khi A phản ứng với O3 trong H2O2 thì cho hai hợp chất B và C. Cả hai đều phản ứng với PCl5 trong nước cho D và E tương ứng. D có thể phản ứng với paracetamol để cho F và G. Hợp chất E phản ứng với paracetamol cho H. Hơi chất F cho đi qua AlCl3 khan thì thu được chất I. Trong sự có mặt của HF + SbF5 thì chất H đồng phân hóa thành J và K. Khi đun nóng I trong axit sunfuric loãng thì tạo được chất L. Trong cùng điều kiện thì cả J và K đều tạo thành M. Xác định cấu trúc các chất và cho biết vai trò của HF + SbF5. 4 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 2: Tổng hợp các dẫn xuất của shikonin Shikonin là hợp chất có màu đỏ được tìm thấy ở rễ của cây Lithospermum erythorizon mọc ở Châu Á. Một đoạn rễ đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ để làm bài thuốc dân gian và ngày nay được sử dụng làm thuốc mỡ để chữa các vết bỏng. Shikonin có công thức cấu tạo như sau: Một chuỗi phản ứng từ shikonin để tổng hợp những dẫn xuất có hoạt tính sinh học tốt hơn được trình bày như sau: Một dẫn xuất có ích khác của shikonin cũng có thể tổng hợp theo sơ đồ sau: Hãy xác định công thức cấu tạo của những hợp chất chỉ mới được kí hiệu bằng công thức phân tử trong hai sơ đồ phản ứng trên. 5 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 3: Tổng hợp zingerone trong rễ gừng và dẫn xuất Rễ gừng được biết nhiều về mặt dược tính và những tính chất của hương liệu. Tại Ayurveda (Nơi có truyền thống về thuốc ở Ấn Độ), rất nhiều đơn thuốc có sử dụng gừng như là một vị thuốc trị các bệnh liên quan đến ruột, cảm lạnh thông thường và một số bệnh khác. Một vài hợp chất được coi như là nguyên nhân gây ra vị cay của gừng. Rất nhiều trong số đó là những dẫn xuất thế đơn giản của vòng thơm với độ dài mạch có khác nhau. Một trong những dẫn xuất quan trọng nhất là Zingerone có công thức phân tử là C11H14O3. Hợp chất này không cho phản ứng với thuốc tử Tollens nhưng có phản ứng dương tính với FeCl3 và 2,4-đinitrophenylhiđrzin. Brom hóa Zingeron bằng dung dịch nước brom chỉ thu được duy nhất một sản phẩm monobrom. Trong phân tử Zingerone và sản phẩm khử hóa theo Clemmensen đều có liên kết hiđro liên phân tử (yếu). a) Xác định công thức cấu tạo của Zingerone dựa trên những dữ kiện đã cho. b) Zingerone có thể được tổng hợp theo sơ đồ sau: Hãy xác định công thức cấu tạo của A. c) Zingerone có thể dễ dàng chuyển hóa thành Gingerol có công thức phân tử C17H26O4, cũng là một hợp chất gây ra vị cay được tìm thấy trong cây rễ gừng bằng sơ đồ sau: Hãy xác định công thức cấu tạo của B và Gingerol. 6 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 4: (-)-Atractyligenin trong cây hoa độc (-)-Atractyligenin là một hợp chất hoạt động sinh học được cô lập từ cây Thistle chết chóc, một loại cây có hoa độc có thể tìm thấy ở Scotland. Người Zulu dùng nó để chữa bệnh nhưng thường gây hiểm họa chết người. Để có thể tạo một hợp chất tương đương có độc tính kém hơn, nay đã có nhiều phương pháp tổng hợp hóa học: Xác định cấu trúc của các hợp chất B, C, D, E, G, H, I. Biết I có chứa nhóm cacbonyl. Bài 5: Tổng hợp thuốc gây mê cục bộ proparacaine Sự phát triển của các loại dược phẩm mới phụ thuộc chủ yếu vào tổng hợp hữu cơ. Phương pháp chỉnh lại phân tử (fine-tuning) được sử dụng để có thể nhận được các tính chất như mong muốn. Sau đây là qúa trình tổng hợp thuốc gây mê cục bộ proparacaine (hay còn được gọi là proxymetacaine), chất này được sử dụng để điều trị các bệnh về mắt. Hãy xác định công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D, E trong sơ đồ tổng hợp trên. Biết tất cả đều là sản phẩm chính. 7 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 6: Lacton trong nấm Aspergillus nidulans Nấm Aspergillus nidulans hay còn gọi là Emericella nidulans, là một trong rất nhiều loại nấm dạng sợi của lớp nấm túi. Nấm Aspergillus nidulans tạo ra hai lacton (este vòng) thơm A và B (C10H10O4) mỗi đồng phân tan trong dung dịch NaOH lạnh trong nước nhưng không tan trong dung dịch NaHCO3 trong nước. Cả A và B đều cho màu tím với dung dịch FeCl3 trong nước. Phản ứng của A với CH3I có mặt K2CO3 tạo thành C (C11H12O4) mà phổ 1H NMR của nó thấy có chứa ba nhóm metyl không giống nhau, một nhóm liên kết trực tiếp với vòng thơm. Sự tách loại nhóm metyl có chọn lọc của C với BCl3 rồi xử lý kế tiếp trong nước tạo ra D là một đồng phân mới của A. Phổ 1H NMR của hợp chất D cho thấy rõ sự hiện diện của một nhóm hydroxyl có tạo liên kết hydro nội phân tử. Hợp chất D được tổng hợp như sau: Phenol E được metyl hóa (MeI/K 2CO3) để tạo F(C9H12O2) sau đó F được khử bằng liti kim loại trong amoniac lỏng và 2-metylpropan2-ol để cho một dien đối xứng và không liên hợp G. Có thể chuyển dien này thành liên hợp bằng phản ứng với KNH2 trong amoniac lỏng rồi xử lý kế tiếp trong nước, qúa trình này chỉ tạo một sản phẩm H. Sự ozon phân H rồi xử lý không khử lế tiếp tạo ra nhiều sản phẩm, trong đó có xetoeste I. Thực hiện phản ứng Diels – Alder hợp chất H với dimetyl but-2-indioat J tạo thành K (C15H20O6) mà khi đun nóng sẽ loại eten để tạo ra một este thơm L. Thủy phân L trong môi trường bazơ rồi axit 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 được nhờ metyl hóa B. Viết công thức cấu tạo của tất cả các hợp chất từ A đến O. 8 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 7: Tổng hợp dẫn xuất floren Một trong những yêu cầu ban đầu cho sự phát triển các diod phát xạ ánh sáng hữu cơ (OLED) là sự tìm kiếm vật liệu phát quang có hiệu quả cao mà có thể là những phân tử nhỏ hoặc những hợp chất cao phân tử. Ví dụ như floren, một biphenyl cầu nối metylen, có hiệu suất lượng tử huỳnh quang cao hơn biphenyl. Nhiều dẫn xuất floren đã được phát triển, chúng có tiềm năng ứng dụng trong công nghệ màn hình phẳng. Để tránh sự tương tác giữa các phân tử, các nhóm thế lớn được đưa vào vị trí C9 của fluoren. Một ví dụ của trường hợp này là hợp chất C, một phát minh về vật liệu phát xạ ánh sáng xanh có hiệu quả cao rất thú vị và bổ ích. Dưới đây là giản đồ tổng hợp chất này: Xác định công thức cấu tạo của các chất A, B, C. 9 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 8: Xúc tác chọn lọc lập thể Năm 1981, S. Itsuno và các cộng sự của ông là những người đầu tiên đã báo cáo thực hiện thành công thí nghiệm khử xeton tương ứng không có tính quang hoạt thành ancol bậc hai quang hoạt bằng cách sử dụng hỗn hợp đối xứng của amino ancol và phức của BH3 trong THF với một hiệu suất rất cao. Vài năm sau đó, E.J.Corey đã chỉ ra được rằng phản ứng giữa amino ancol và BH3 trong THF dẫn tới sự tạo thành các oxazaborolidin. Chất này có tác dụng xúc tác chọn lọc lập thể và làm tăng nhanh tốc độ phản ứng trong sự có mặt của BH3 trong THF. Phản ứng khử tổng hợp bất đối chọn lọc xeton này được gọi là phản ứng Corey - Bakishi - Shibata. Từ ancol quang hoạt trên, người ta thực hiện một chuỗi phản ứng như sau: Biết rằng A có công thức phân tử là C8H6OCl2, C có công thức phân tử là C8H9NO2 và B có cấu hình tuyệt đối giống A. Xác định công thức cấu tạo của A, B, C (chú ý hóa lập thể). Giải thích sự hình thành các sản phẩm B và C. 10 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 9: Tổng hợp hiđrocacbon hình cái giỏ basketen Năm 1966 Saturo Masamune đã thực hiện một chuỗi phản ứng xuất phát từ sản phẩm cộng anhiđrit maleic vào xiclooctatetraen. Cấu trúc của sản phẩm cuối này đã được xác định chắc chắn nhưng Masamune vẫn chưa biết nên đặt tên cho nó là gì. Trong một lần đi uống cafe cùng các đồng sự, Masamune nhìn thấy một giỏ trái cây ở trên bàn có hình dạng rất giống với hợp chất mình đã tổng hợp được, ông bèn đặt tên cho nó là basketen (xuất phát từ basket - cái giỏ). Hợp chất mà Masamune đã tìm ra có thể tổng hợp như sau: từ sản phẩm của anhiđrit maleic và xiclooctatetraen, chiếu xạ tử ngoại hợp chất cộng trên tạo ra anhiđrit A. Thủy phân anhiđrit A bằng Na2CO3 sau đó trung hòa bằng HCl thu được một hợp chất B, trong B tồn tại liên kết hiđro nội phân tử. Dưới tác dụng của chì tetraaxetat Pb(OAc)4 chất B biến đổi thành một hiđrocarbon vòng. Quá trình trên có thể tóm tắt trong sơ đồ sau: a) Hiđro hóa hiđrocacbon nhờ xúc tác Lindlar thu được một hiđrocarbon mới có tên 1,1' - bishomocuban. Hãy vẽ cấu trúc phân tử của hiđrocarbon mới này . b) Xác định cấu trúc của các chất A và B. 11 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 10: Tổng hợp fexofeđanin, thuốc làm giảm dị ứng Antihistamine (kháng histamin) được sử dụng để làm giảm ảnh hưởng của các tác động dị ứng trên cơ thể. Dược chất fexofenađin (fexofenadine) được dùng để chữa chứng hắt hơi, nhảy mũi và ngứa mắt do dị ứng phấn hoa, mà không gây buồn ngủ. Fexofenađin được bán trên thị trường như một loại muối hiđro clorua. Cho sơ đồ tổng hợp và cấu trúc kèm theo của fexofenađin như sau: Biết rằng: - Công thức phân tử của A là C9H9N - Công thức phân tử của B là C10H11N - Công thức phân tử của C là C14H16ClNO - Công thức phân tử của D là C14H18ClNO - Công thức phân tử của E là C6H10NOR (R = gốc hiđrocacbon) - Công thức phân tử của F là C6H11NOR2 - Công thức phân tử của G là C20H28N2O2R2 Dựa trên các dữ kiện đã cho, hãy xác định công thức cấu tạo của các chất từ A - G trong sơ đồ tổng hợp đã cho. 12 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 11: Tổng hợp rimonabant, dược chất chống béo phì và nghiện thuốc lá Vào tháng 9/2004, công ty dược phẩm Sanofi-Synthelabo đã giới thiệu một hợp chất có khả năng chống lại bệnh béo phì và chứng nghiện thuốc lá. Cấu trúc của dược chất rimonabant (đã được bán với tên thương mại là Acomplia) đã được đưa ra sau đây cùng với sơ đồ tổng hợp của nó. Biết rằng B có công thức phân tử là C9H8ClO-Li+. Hãy xác định công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D, E, F trong sơ đồ tổng hợp trên. 13 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 12: Urushiol trong cây sồi độc Urushiol là một nhóm các chất lỏng màu vàng với nhiệt độ sôi cỡ 200-210oC, là hoạt chất chính trong cây sồi độc và cây sơn độc. Chúng làm cho da nổi mụn và trở nên ngứa khi tiếp xúc với khí trời. Các thông tin sau đây dùng để xác định cấu trúc của urushiol C21H34O2, một chất trong số họ chất này. Urushiol đựơc metyl hóa và sau đó ozon phân để cho hai hợp chất như sơ đồ dưới đây: Sự tổng hợp andehit A được tiến hành qua sơ đồ sau: xử lý metoxybenzen bằng axit sunfuric bốc khói sau đó tiến hành nitro hóa bằng axit nitric đặc trong sự có mặt của axit sunfuric đặc cho hợp chất B (C7H7NSO6). Đun nóng B trong dung dịch axit cho hợp chất C (C7H7NO3). Cho chất C phản ứng với Zn trong HCl rồi sau đó thêm vào NaNO2 trong môi trường axit sau đó đun nóng cho hợp chất D (C7H8O2). Cho chất D phản ứng CO2 và KHCO3 ở áp suất cao (phản ứng Kolbe) dẫn tới chất E (C8H8O4). Chất này phản ứng với CH3I và NaOH cho chất F (C9H10O4). Khử chất F bằng LiAlH4 và sau đó tiếp tục oxi hóa bằng MnO2 cho hợp chất G (C9H10O3). Tiến hành phản ứng Wittig của chất G với chất C6H5CH2O(CH2)6C-H–P+(C6H5)3 cho hợp chất không no H (C23H30O3). Hiđro hóa chất H bằng hiđro với xúc tác Pd cho chất I (C16H26O3). Oxi hóa chất này bằng PCC cho anđehit A. Viết công thức cấu tạo các chất từ B đến I và viết công thức cấu tạo của urushiol. 14 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 13: Hóa lập thể PSE Pseudoephedrin (thường viết tắt là PSE) là một amin có khả năng kích thích thần kinh giao cảm, thường gặp trong các loại thuốc chống cảm thông dụng, nó có công thức cấu tạo như sau: a) Vẽ công thức chiếu Newman và công thức chiếu Fischer của pseudoephedrin. b) Đun nóng pseuoephedrine với KMnO4 trong điều kiện nhẹ nhàng được methcanthinon là một chất kích thích, có thể gây nghiện. Xác định cấu trúc lập thể của methcanthinon. Đun nóng methcanthinon với LiAlH4 thu được chất A. Chất này có công thức phân tử giống và có nhiệt độ sôi khác so với pseudoephedrin. Hãy xác định cấu trúc lập thể của A và giải thích quá trình tạo thành A từ methcanthinon. 15 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 14: Tổng hợp thuốc chống viêm điclofenac Điclofenac là một hóa chất phi steroit rất quan trọng, có tác dụng chống viêm và giảm đau. Nó còn được dùng để điều trị đau bụng kinh. Là thành phần chính trong rất nhiều các loại dược phẩm thương mại (Ví dụ: Voltaren). Tên gọi có nguồn gốc từ tên hóa học là axit 2-(2,6-đicloanilino) phenylaxetic. Cấu trúc của tác nhân hoạt động chỉ ra rằng chất này là một dẫn xuất thế vòng thơm của axit axetic thế. Quá trình tổng hợp chất này từ anilin được biết như sau: Ta có thể được biết thêm một số thông tin sau để bổ sung cho qúa trình tổng hợp: - B là sản phẩm mononitro hóa Trong bước chuyển B → C thì hai nguyên tử hydro đã bị thay thế Chất H có cùng loại nhóm chức với chất A. Phản ứng H → I là một qúa trình nội phân tử. Phản ứng E → F và I → sản phẩm cuối cùng có chung một cơ chế Trả lời các câu hỏi sau: a) Viết CTCT các chất từ A đến I. b) Vị trí nào ở vòng benzen bị thế? c) A và H thuộc loại hợp chất nào? 16 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 15: Tổng hợp thuốc an thần captodiame Captodiame là một loại thuốc giảm đau và an thần, được tạo nên từ một tổng hợp nhiều giai đoạn. Giai đoạn cuối của quá trình tổng hợp là sự kết hợp của hai hợp chất G và H dưới tác dụng của bazơ. G được tổng hợp từ etilen oxit và đimetylamin qua hai giai đoạn: Còn việc tổng hợp H được xuất phát từ chất đầu là benzen thiol: Dựa trên các dữ kiện đã cho hãy xác định cấu trúc các chất từ G - N. 17 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 16: Tổng hợp hợp chất bixiclic (bicyclic) Hợp chất bixiclic C (81,82 % C; 6,06 % H) là một hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp các đồng phân E và K. Quá trình tổng hợp C như sau: Để tổng hợp hai đồng phân E và K người ta tổng hợp theo cách sau: a) Xác định công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D, E, F, G, H, K. b) E tham gia một phản ứng ít gặp ở hiđrocarbon: phản ứng với NaNH2 thu đựơc một muối rắn chứa natri và anion L. Xác định xem L có tính thơm hay không? c) Từ hợp chất E thì epoxit được hình thành khi cho phản ứng với MCPBA (axit mclopebenzoic) sau đó chất này nhanh chóng chuyển thành điol N bằng NaOH. Viết các đồng phân lập thể có thể có ở N và xác định cấu hình tuyệt đối ở các trung tâm bất đối. Cho biết mối quan hệ giữa các đồng phân này. 18 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ Bài 17: Guaiol trong tinh dầu gỗ Bulnesia Guaiol (C15H26O) là một ancol rắn ở trạng thái tinh thể có cấu trúc terpen. Ancol này được phân lập từ tinh dầu cây gỗ Bulnesia, một loại cây có thể tìm thấy ở khu vực biên giới Argentina - Bolivia - Paraguay. Khi đehiđrat hóa guaiol bằng lưu huỳnh thì thu được một hiđrocacbon thơm màu xanh da trời không chứa vòng benzen X (C15H18). Khi hòa tan hiđrocacbon thơm này vào axit sunfuric đặc thì màu xanh biến mất. Cho nước vào dung dịch này thì X được phục hồi nguyên dạng. Rất khó để hiđro hóa guaiol bằng hiđro có xúc tác. Qua một loạt các chuyển hóa dưới đây ta nhận được một dẫn xuất của naphtalen (A là sản phẩm duy nhất của quá trình ozon phân). a) Xác định cấu trúc của guaiol và X nếu biết trong phân tử guaiol thì nhóm hiđroxyl gắn với nguyên tử cacbon bậc ba nằm ngoài vòng. b) Giải thích màu xanh da trời của X và nêu lý do nó bị mất màu trong dung dịch axit sunfuric đặc. c) Xác định CTCT A, B và giải thích sự tạo thành A. d) Có bao nhiêu mảnh isopren trong chất X? 19 • HNT Group: 100 bài tập xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ