Tải bản đầy đủ

DẠY ĐỘI TUYỂN HSG QG PHẦN HIDROCACBON BUỔI 3

BÀI TẬP HIĐROCACBON (BUỔI 3)
Bài 1. Hidrocacbon A có khối lượng phân tử bằng 80. Ozon phân A chỉ tạo andehit fomic và andehit
oxalic.
H C H
H C C H
O
O O
andehit fomic
andehit oxalic
a. Xác định cấu tạo và gọi tên A.
b. Dùng cơ chế giải thích các sản phẩm hình thành khi cộng Br 2 vào A theo tỉ lệ mol 1:1, gọi tên các sản
phẩm này.
LG.
a. Công thức tổng quát cho A là CxHy
12 x + y = 80 x = 6
⇒
Ta có 
, công thức phân tử C6H8 (∆ = 3)
y

2

x
+
2
y
=
8


Từ sản phẩm ozon phân ta thu được cấu tạo của A:
H H
H H
H2C O O C C O O C C O O CH2

CH2

CH

CH

CH

CH

CH2

A (hexa-1,3,5-trien)
b. Cơ chế và sản phẩm:

Br2

CH2 CH CH CH CH CH2
CH2 CH CH CH CH CH2
Br

CH2 CH CH CH CH CH2
Br
Br

(X)


CH2 CH CH CH CH CH2
Br

CH2 CH CH CH CH CH2
Br
Br

(Y)

CH2 CH CH CH CH CH2
Br

CH2 CH CH CH CH CH2
Br
Br

(Z)

(X) 5,6-dibromhexa-1,3-dien; (Y) 3,6-dibromhexa-1,4-dien;
(Z) 1,6-dibromhexa-2,4-dien
Bài 2. Hãy cho biết cấu hình các sản phẩm của các phản ứng sau:
Ni , t o
a. (R)-3-metyl-2-etylpent-1-en + H2 
→ A (quang hoạt) + B (không quang hoạt)


OH , l¹nh
b. (R)- HOCH2CHOH-CH=CH2 + KMnO4 
→ X (quang hoạt) + Y (không quang hoạt)
LG.
a. Cấu hình các sản phẩm phản ứng:

C2H5
C2H5
H3C

C

H

Ni
→

C2H5

H3C

C

H

H3C

C

H

H

C

CH3

H3C

C

H

C
C2H5

CH2

(R)-3-metyl-2-etyl penten-1

b.

C2H5

+ H2

(A)-quang hoat

C2H5

+ (B)- khong quang hoat


CH2OH
CH2OH

C

HO

H



,lanh
OH

→

HO

C

H

H

C

OH

C
H

CH2OH
HO

C

H

HO

C

H

CH2OH

CH2OH

(X)- quang hoat +

CH2

(Y)- khong quang hoat
+ KMnO4
Bài 3. Hoàn chỉnh các phương trình phản ứng và gọi tên sản phẩm:
a. Xiclopentadien + HCl khí
b. Pent-1-en + NBS, as
c. Hexa-1,3,5-trien + Br2 (1: 1)
d. 1-(Brommetyl)-2-metylxiclopenten, đun nóng trong CH3OH
LG.
a)

Cl

3-cloxiclopenten
b) CH3CH2CHBrCH=CH2 (3-brompent-1-en) + CH3CH2CH=CHCH2Br (1-brompent-2-en)
c) CH2=CH-CH=CH-CHBr-CHBr: (5,6-dibromhexa-1,3-dien)
CH2=CH-CHBr-CH=CH-CH2Br: (3,6-dibromhexa-1,4-dien)
BrCH2-CH=CH-CH=CH-CH2Br: (1,6-dibromhexa-2,4-dien)
d)
CH2OCH3

CH2

+

OCH3
CH3

1-(metoximetyl)-2-metylxiclopenten

CH3

1-metoxi-1-metyl-2-metylenxiclopentan

Bài 4
Dùng công thức cấu tạo hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
1) EtMeCHCHO
+

Cl2 , as
Cl 2 , Fe
2) H 3O
KOH / EtOH
Mg / ete
propylbenzen 
→ B 
→ C →
D 
→ E 
→F
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)

Các phản ứng đều xảy ra theo tỉ lệ 1 : 1, các chất từ B đến F đều là sản phẩm chính. Viết ký hịêu hoặc
gọi tên cơ chế các phản ứng (1); (2); (3); (5). Viết tên gọi hợp chất F và cho biết số đồng phân lập thể
của F.
LG
Các phương trình phản ứng:


H2
C

H3C

H2
C

hv

+ Cl2

H2
C

H3C

H
C

+ HCl
(B)

Cl
H2
C

H3C

H
C

H2
C

H3C

C
H

H
C

Cl

Cl + KOH

C2H5OH

H3C

C
H

C
H

(C)

Cl

(D)
Cl + Mg

C
H

ete

H3C

C
H

+ HCl

(C)

Cl

H
C
Cl

H2
C

H3C

(B)

Cl

H3C

Fe

+ Cl2

+ KCl + H2O

C
H

(D)

MgCl

(E)
O

H3C

C
H

C
H

H
C

+ C2H5

MgCl

(E)

C
H

CH3
OMgCl

H3C

C
H

C
H

H
C

C
H

(E)

C2H5

CH3

OMgCl

H3C

C
H

C
H

C
H

H
C

C2H5 + H+

CH3
OH

H3C

C
H

C
H

C
H

(F)

H
C

C2H5

+ Mg2+ + Cl-

CH3

Các phản ứng xảy ra theo cơ chế:
1) SR hoặc thế gốc tự do
2) SE2 hoặc thế electrophin lưỡng phân tử.
3) E1 hoặc tách đơn phân tử.
4) AN hoặc cộng nucleophin.
Tên gọi của F: 2 – Metyl – 1 - [4 – (prop – 1 – enyl)phenyl]butan – 1 – ol.
Số đồng phân lập thể của chất F: 8
Bài 5. α-Tecpinen là tinh dầu tự nhiên tách ra từ nhựa thông có công thức C10H16. Khi hidro hóa trên
xúc tác Pd và hấp thụ 2 đương lượng mol hidro nó tạo ra C10H20, còn khi ozon phân rồi khử hóa bằng
Zn/H2O nó tạo ra 2 chất có tên: Glyoxal và 6-metylheptan-2,5-dion. Hãy xác định cấu trúc của αTecpinen.


LG.
- Độ bất bão hòa của C10H16 =

(10. 2)+2-16
= 3 và cộng 2 mol hidro → có 2 liên kết π .
2

- Độ bất bão hòa của C10H20 =

(10. 2) + 2 − 20
= 1 → còn 1 vòng
2

- Từ cấu tạo của glyoxal OHC – CHO và CH3 – CH – C – CH2 – CH2 – C –CH3
CH3 O
O
Suy ra cấu trúc của α-Tecpinen
CH3

CH3
1) O3

O

2) Zn,H2O
H3C

O
H3C

CH3

O

H

O

H

+

CH3

Bài 6. Ozon phân một tecpen A (C10H16) thu được B có cấu tạo như sau:

CH3−C−CH2−CH−CH−CH2−CH=O
C
O
H3C
CH3

(B)

Hiđro hoá A với xúc tác kim loại tạo ra hỗn hợp sản phẩm X gồm các đồng phân có công thức phân tử
C10H20.
a) Xác định công thức cấu tạo của A.
b) Viết công thức các đồng phân cấu tạo trong hỗn hợp X.
LG.
a)

b)
+2H2

;

;

(vòng 7 cạnh kém bền hơn vòng 6 cạnh)
Bài 7. Hợp chất X (C10H16) có thể hấp thụ ba phân tử hydro. Ozon phân khử hóa X thu được axeton,
andehit fomic và 2 – oxopentadial.
a. Viết công thức cấu tạo của X thoã mãn tính chất trên.
b. Hydrat hóa hoàn toàn 2,72g chất X rồi lấy sản phẩm cho tác dụng với I2/NaOH thu được 15,76g kết
tủa màu vàng. Dùng công thức cấu tạo của các chất X viết các phương trình phản ứng (chỉ dùng các sản
phẩm chính, hiệu suất coi như 100%, C = 12; H = 1; O = 16).
LG.
Chất X (C10H16) cộng 3H2; sản phẩm phải có công thức C10H22. Theo các sản phẩm ozon phân suy ra X
có mạch hở, có 3 liên kết đôi và tạo ra 2 mol CH2O nên có hai nhóm CH2 = C.
a. Các chất X thỏa mãn:


H3C

C

C
H

CH3

(CH2)2

(X1)

C

CH2

HC

CH2

H3C

C

H3C

C

C

(CH2)2

CH3

C

(CH2)2C
H

CH2

CH2

CH3 HC
C
H

C
H

(X2)
CH2

CH2

(X2)

b. Hydrat hóa X tạo ra ancol có phản ứng iodofom. MX = 272 nên số mol X là 0,01 mol. Số mol CHI3 =
0,04mol. Vậy sản phẩm hydrat hóa X phải có hai nhóm CH3-CHOH-. Suy ra chỉ có chất X2 ở trên thỏa
mãn. Các phương trình phản ứng:
OH
H3C

C

C

CH3 HC

(CH2)2

C
H

CH2

+ 3HOH

H2SO4 H3C

CH2

CH3 HC

(X2)

OH
H3C

C

H
C

CH3 HC

(CH2)2
CH3

H
C

C

H
C

(CH2)2

H
C

CH3

OH

OH
OH
CH3

+12NaOH + 8I2

OH

H3C

C
CH3

OH

H
C

(CH2)2

COONa

COONa

+2CHI3 + 10NaI + 10H2O

Bài 8. Limonen (C10H16) là tecpen có trong vỏ quả cam, chanh và bưởi. Oxi hóa limonen bằng
kalipemanganat tạo chất A.
H3C
C
CH3

C

O

CH2 CH2 CH

CH2COOH
(A)
a. Dùng dữ kiện trên và qui tắc isopren xác định cấu trúc của limonen.
b. Viết công thức các sản phẩm chính hình thành khi hidrat hóa limonen.
LG..
(a) Cấu tạo:
O

O

CH3

O
OH

O + O=C=O
limonen
(b) Các sản phẩm chính khi hidrat hóa:
OH

OH

OH

OH


Bài 9.
Khung cacbon của các hợp chất tecpen được tạo thành từ các phân tử isopren kết nối với nhau theo quy
tắc «đầu – đuôi». Ví dụ, nếu tạm quy ước: (đầu) CH2=C(CH3)-CH=CH2 (đuôi) thì phân tử α-myrcen được
kết hợp từ 2 đơn vị isopren.

α-Myrcen
1Dựa vào quy tắc trên, hãy cho biết các chất nào sau đây là tecpen và chỉ ra các đơn vị isopren trong khung
cacbon của các tecpen này.
OH
O

O

O

O

O
Acoron

O
O

O

O

O

OH

O
OH

O
Po®ophyllotoxin

HO

Prostaglan®
in PG-H2

2
LG.
Acoron và axit abietic là tecpen:

O

Axit abi eti c

Bài 10. Cao su thiên nhiên là polyme được cấu tạo bởi các đơn vị isopren, nó là một dien liên hợp có tên
IUPAC là 2 – metyl – 1, 3 – butadien. Isopren có thể được tìm thấy không chỉ trong cao su mà còn ở các
hợp chất thiên nhiên hay gặp có tên gọi chung là terpen, hầu hết trong số chúng được cấu tạo bởi các
phân tử isopren nối với nhau theo kiểu đầu – đuôi. Việc nhận ra điểm này đóng vai trò rất quan trọng
trong việc nghiên cúu cấu trúc của chúng và xác định các qúa trình tổng hợp sinh học terpen.
Tìm các đơn vị isopren trong các sản phẩm terpenoit thiên nhiên sau:
OH

OH

AcO

O

OH

O
R

LG.

O

O
OH OBz
OAc


OH

OH

OH
OH

O

AcO

OH

O
R

O

O
OH OBz
OAc

AcO

O

OH

O
R

O

O
OH OBz
OAc

Bài 11.
1. Phân tích định lượng 10,5 mg hợp chất A (chỉ chứa C, H, O) thu được 30,8 mg CO 2 và 4,5 mg H2O.
Hòa tan 1,03 gam A trong 50 gam benzen rồi xác định nhiệt độ sôi của dung dịch thì thấy t s = 80,3560C,
trong khi benzen nguyên chất có t s = 80,10C. Xác định công thức phân tử của A, biết hằng số nghiệm sôi
của benzen là 2,61.
2. Hai hidrocacbon A, B là đồng phân với nhau (có khối lượng phân tử 150 đvC < M < 170 đvC).
- A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư cho ra chất C. A tác dụng với dung dịch HgSO4 đun nóng
cho ra chất D. Đun nóng D với dung dịch KMnO4 trong H2SO4 sinh ra chất E có công thức cấu tạo:
CH3
H3C

CH2

COOH

CH

COCH3

C CH2

CH

CH3

COOH

- B tác dụng với hơi brom có chiếu sáng thì thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất G. B không tác
dụng với brom khi có bột sắt đun nóng. Đốt cháy hoàn toàn a gam B thu được a gam H2O. Khi đun nóng
B với một lượng dư dung dịch KMnO 4, rồi axit hóa dung dịch bằng axit Clohidric thì thu được một chất
hữu cơ H chỉ chứa 2 nguyên tố trong phân tử.
Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, B, C, D, G, H.
LG.
1. Ta có: mC= 8,4 mg; mH= 0,5 mg;
mO = 10,5 –(8,5+0,5)= 1,6.
Áp dụng định luật Ra-un: Δts = ks.N
1,03.1000
 N=
= 0,098  M =210 g/mol
M .50
Đặt CTTQ của A: CxHyOz. Ta có tỉ lệ:


12x
y
16z
210
=
=
=
8,4
0,5
1,6
10,5
 x = 14; y= 10; z=2. CTPT: C14H10O2
2. Đặt CT tổng quát của hai hidrocacbon A, B là: CxHy
y
y
CxHy + (x + )O2  xCO2 +
H2O
4
2
Theo giả thiết: mB = mH2O  12x + y = 9y
 x:y = 2:3
 CTPT của A, B có dạng: C2nH3n
Do: 150 < M < 170  5,55 < n < 6,29
Vậy: n = 6 .CTPT của A, B là: C12H18
Phân tử A, B có độ bất bảo hoà Δ = 4.
Theo giả thiết:
A + AgNO3/NH3  C
A + dd HgSO4  D
vậy A là hợp chất không no chứa nối ba C≡ C đầu mạch.
Vì chất D tác dụng với dd KMnO4 trong H2SO4 sinh ra chất E:
CH3
H3C

CH2

COOH

CH

COCH3

C CH2

CH

CH3

COOH

.

Suy ra cấu tạo của A là:
C

CH

CH3
H3C

C

H2
C

CH3

B tác dụng với hơi Br2 có chiếu sáng chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất; B không tác dụng
với brom khi có bột sắt đun nóng ( nghĩa là không có khả năng phản thế vào vòng). Suy ra CTCT của B
là:
CH3
H3C

CH3

H3C

CH3
CH3

CTCT chất C:
C

CAg

CH3
H3C

C

H2
C

CH3

CTCT chất D:
O
CH3
H3C

C
CH3

H2
C

C

CH3


CTCT chất G:
CH3
H 3C

H2
C

H 3C

CH3

Br

CH3

CTCT chất H:
O

O

C

O

O
C

C

O
C

O

C

O

O

C
O

Bài 12
1. Từ propan viết các phương trình phản ứng điều chế spiro[2.2] pentan.
2. Từ benzen và các hoá chất vô cơ cần thiết khác viết sơ đồ phản ứng điều chế naphtalen bằng 5 giai
đoạn.
3. Từ 1 – amino – 1,2 – diphenylpropan hãy điều chế 1,2 – diphenylpropen (được sử dụng các hóa chất
cần thiết).
LG
1.
Ni,t0
CH2 - CH2 - CH2
CH2 = CH - CH2 + H2
O
CH2
CH3-CH=CH2 + O3
CH3-HC
O
O
CH2

CH3-HC
O

O

Zn

+ H2O

CH3-CHO + HCHO + H2O2

O
CH2OH

CH3-CHO + 3 HCHO

Ca(OH)2

HOCH2-C-CHO
CH2OH
CH2OH

HOCH2-C-CHO

+ H2

Ni, t0

CH2OH
HOCH2-C-CH2OH

CH2OH
CH2Br

CH2OH
HOCH2-C-CH2OH
CH2OH
CH2Br
BrH2C
C
CH2Br
BrH2C
2. Điều chế naphtalen:

CH2OH

+ 4 PBr3

3 BrCH2-C-CH2Br

+ 4 H3PO3

CH2Br

+ 2 Zn

t0

+ 2 ZnBr2


O

O

O2; V2O5; 400 - 500oC
(1)

O

C6H6; AlCl3
(2)
HOOC

O

(3)

HF

O

H2N - NH2/OH-

Pd,to
(5)

(4)

O

3. Điều chế dẫn xuất propen:
C6H5

H
C

H
C

CH3

NH2

C6H5

C6H5

CH3I du

H
C

H
C

CH3

N(CH3)3I

H
C

H
C

CH3

OH

C6H5

Ag2O; to C6H5

C

C
H

C6H5

C
H

C6H5

CH3

Có thể tiến hành theo sơ đồ sau:
C6H5

H
C

H
C

CH3

NH2

HNO2; H2O C6H5

C6H5

C6H5

H2SO4; to C6H5

C
CH3

Bài 13. Từ etilen và propilen có xúc tác axit, platin và điều kiện cần thiết, hãy viết sơ đồ tổng hợp
isopren.
LG
H+

CH2=CH2
+
CH3-CH2

+

CH3-CH2

CH2=CH-CH3

CH3-CH=CH2

cacbocation này ankyl hoá propen
- H+

+
CH3-CH2-CH2-CH-CH3
+
CH3-CH2-CH-CH2
CH3

H+

- H+

CH3-CH2-C=CH2 (II)
CH3

+
CH3-CH2-CH2

CH2=CH2

+
CH3-CH2-CH2-CH-CH2

+
CH3-CH-CH3

CH2=CH2

+
CH3-CH-CH2-CH2
CH3

+
CH3-CH2-CH2-CH-CH2

- H+

+
CH3-CH-CH2-CH2
CH3

+

Tách (II) và (IV) ra khỏi hỗn hợp:

CH3-CH2-CH=CH-CH3

-H

CH3-CH2-CH2-CH=CH2
CH3-CH-CH=CH2
CH3

(IV)


CH3-CH2-C=CH2
CH3

(II)

Pt , to

(IV)

CH3-CH-CH=CH2
CH3

CH2=CH-C=CH2
CH3

- H2

Bài 14.
Từ nhựa thông người ta tách được xabinen và chuyển hoá theo sơ đồ sau:
1) O3 ; 2) Zn/HCl

(1)

KMnO4 ,H+

A

(2)

OH (4)

H2N

D

H2/ Ni , t0

B
P2O5

C1 , C2 , C3

(3)

(5)

E

A có công thức C9H14O.
Viết công thức cấu tạo của các sản phẩm hữu cơ: A , B , C1 , C2 , C3 , D , E .
LG
O

COOH
COOH

B

C1

COOH
COOH

COOH
COOH

C2

C3

O

HON

C

O
C O

A

COOH
COOH

D

E

C3 có 2 đồng phân quang học.
C2 có 4 đồng phân quang học.
D có đồng phân E, Z.
Bài 15. Hãy cho biết công thức cấu tạo các sản phẩm của mỗi bước phản ứng dưới đây:
ClCH 2CH =CH 2
1mol O3
H 2 O , Zn
t
C6H5ONa 
→ A 
→ C 

→D + E
→ B 
o

D



+

o

OH ,( CH 3 )2 SO4
P2O5 , t
CH 3CH 2 MgBr , H 3O
2
G 

→ F →
→ H 
→I
H NOH

NH 2 NH 2 , CH 3ONa

→J

o

Zn, t

→ L
LG
A: C6H5OCH2-CH=CH2
OH
H2
C

OH

O

CH2

CH
O

B:

CH2CH=CH2

C:

OH
H2
C

D:

CHO

E: HCHO

O

o

HI, t

→K


OCH3
H2
C

OCH3

CHO

H2
C

F:

C
H

N

OH

G:
OCH3

OCH3

H2
C

H2
C

CN

C

C2H5

O

H:

I:
OCH3

OH

C4H9

C4H9

C4 H9

J:

K:

L:

Bài 16. Viết các phương trình phản ứng điều chế các hợp chất theo sơ đồ sau (được dùng thêm các chất
CH3
vô cơ và hữu cơ khác):
CHO H
HO C
COH3 C OH
CH
b. 3

a.

CHO Cl

LG
Br

a.

AlCl3

(A)

1. O3
2. Zn/H 2O

O
C

O
C Cl

O
C

Cl2
AlCl3

(B)

COCH3

COCH3

NaOEt

NBS, as

b.

CHO

O

CHO
Zn/HCl

(D)

(C)

Cl

CH3

Br
C
Br2, as

Cl

HO
NaOEt

(D)

Cl

(E)

Cl
OH

O
C

hoÆ
c

CH
NaBH4

Cl

(F)

1. OsO4 /dd KMnO4
2. Na2SO3

(C)

H2SO4 , to

Cl

(E)

Cl

(F)

(G)

H
C

C

OH
CH3
Cl


Bài 8. Hiđro hóa một hiđrocacbon A (C8H12) hoạt động quang học thu được hiđrocacbon B (C 8H18)
không hoạt động quang học. A không tác dụng với Ag(NH 3)2+ và khi tác dụng với H2 trong sự có mặt của
Pd/PbCO3 tạo hợp chất không hoạt động quang học C (C8H14).
a. Lập luận xác định cấu tạo (có lưu ý cấu hình) và gọi tên A, B, C.
b. Oxi hóa mãnh liệt A bằng dung dịch KMnO4 trong H2SO4.Viết phương trình hoá học.
LG
2 + 2.8 − 12
2 + 2.8 − 18
= 3,
∆=
=0
(a) A có độ bất bão hòa ∆ =
B


C

2
2
2 + 2.8 − 14
= 2.
2
 Vì A cộng 3 phân tử hidro để tạo ra B nên A có các liên kết bội hoặc vòng ba cạnh.
 A cộng 1 phân tử H2 tạo ra C và A không tác dụng với Ag(NH 3)2+ nên A có một liên kết ba dạng
-C≡ C-R.
A cũng phải chứa một liên kết đôi dạng cis- (Z) ở vị trí đối xứng với liên kết ba, vì khi A cộng 1 phân tử
H2 (xúc tác Pd làm cho phản ứng chạy theo kiểu cis-) tạo C không hoạt động quang học.
Cấu tạo của A, B, C là:
H
2Z-4-metylhept-2-en-5-in
(A) CH3 C C C* C C CH3
∆=

H H CH3
(B) CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH2CH3 4-metylheptan

(C) CH3

H
C C C

C C CH3

2Z,5Z-4-metylhepta-2,5-dien

H H CH3 H H
(b)

Phương trình phản ứng:
5CH3CH=CHCH(CH3)C≡ C-CH3 + 14KMnO4 + 21H2SO4 →
→ 10CH3COOH + 5CH3CH(COOH)2 + 14MnSO4 + 7K2SO4 + 16H2O



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×