30 bài tập hóa đại cương hữu cơ

30 bài tập đại cương hóa hữu cơ
Trích từ tuyển tập Hữu cơ OlympiaVN
Bài 1
Ankaloit (alkaloid) là những amin hữu cơ chứa dị vịng nitơ có nguồn gốc thiên nhiên.
Các ankaloit thường được tìm thấy ở các lồi thực vật, đôi khi là ở cả động vật và nấm.
Nhiều loại ankaloit gây ra tác động dược lí học lên cơ thể người và động vật, đặc biệt là
hệ thần kinh. Sau đây là công thức cấu tạo của một số loại ankaloit có nhiều ứng dụng.

morphin

spartein

đihiđroquinidin

Xác định các nguyên tử cacbon bất đối trong các phân tử ankaloit trên.
Xác định cấu hình tuyệt đối của các nguyên tử cacbon bất đối đã tìm ra ở câu a.

Bài 2
Erythromixin là một loại thuốc kháng sinh có cơng thức cấu tạo như sau:

Phân tử erythromixin có bao nhiêu nguyên tử cacbon bất đối? Trong phân tử có chứa
những loại nhóm chức nào?

Bài 3


Axit cholic là một loại axit mật (bile acid), tồn tại ở dạng tinh thể không tan trong nước
(tan trong rượu và dấm). Axit cholic được tìm thấy trong sỏi mật của người, có cấu trúc
như sau:

Hãy vẽ cấu dạng bền nhất của axit cholic biết rằng các vòng 5 và 6 có cấu dạng ghế.

Bài 4
Hai hợp chất N,4-đimetylpiperiđin (A) và quinucliđin-2-on (B) khi tác dụng với dung dịch
clohiđric lỗng thì chất A gần như khơng tan, trong khi đó chất B tan tương đối tốt. Giải
thích sự khác nhau này.

Bài 5
Hãy cho biết tại sao metylxiclohexan thì cấu dạng tồn tại chủ yếu là cấu dạng e
(equatorial) trong khi với xianoxiclohexan thì hai cấu dạng e và a (axial) dễ dàng
chuyển hóa lẫn nhau?

Bài 6
Giải thích tại sao tốc độ của phản ứng sau lại tăng lên từ n = 3 → 4 và giảm từ n = 4 →
8

Bài 7


Xác định cấu hình tuyệt đối (theo danh pháp R/S) của các nguyên tử cacbon bất đối
trong các cấu trúc sau đây.

Bài 8
Hai chất 1 và 2 có pKa tương ứng là 8.0 và 5.0.

Hãy so sánh và giải thích tính bazơ của các nguyên tử nitơ trong hai chất trên.

Bài 9
Thực nghiệm đã chứng minh rằng tính axit của p-nitrophenol mạnh hơn p-xianophenol.
Tuy nhiên nếu gắn thêm hai nhóm thế nitro vào vị trí 3 và 5 của hai chất thì thấy một sự
thay đổi kì lạ về tính axit, cụ thể với hai chất mới là:

Thì các kết quả thực nghiệm lại cho thấy pKa (1) > pKa (2). Kết quả này ngược lại so với
thứ tự các chất ban đầu. Rõ ràng nếu cùng thêm hai nhóm thế vào hai chất thì sự biến
đổi tính axit của chúng phải như nhau, vậy tại sao lại xảy ra nghịch lí này?
Hãy đưa ra một giải thích cho nghịch lí trên.
Nếu thay vì gắn thêm hai nhóm thế nitro vào vị trí 3 và 5 của hai chất mà ta lại thay
bằng hai nhóm thế xiano thì có thể dự đốn gì về sự khác biệt tương đối giá trị pKa của
hai chất mới? Tại sao?

Bài 10
Giải thích sự khác nhau về tính axit của hai hợp chất:

Bài 11
Cho các chất CH3COCH3 (A), CH3COCH2COOEt (B), CH3COCH2COCH3 (C). Đối với
cân bằng enol hoá của chúng, giá trị pKe lần lượt là 8,33 ; 1,00 và - 0,41. Đối với sự
phân li của nhóm OH enol của chúng, giá trị pKa (OH) lần lượt là 10,94; 10,00 và 9,41.
Phân tích nguyên nhân làm giảm pKe và pKa (OH) từ A đến C.
Hãy tính giá trị pKa (CH) đối với sự phân li nguyên tử H linh động nhất thuộc liên kết C –
H của từng hợp chất A, B và C.
Dùng các dấu lớn hơn (>) hoặc nhỏ hơn (<) và các số liệu có được hãy dự đoán
khoảng giá trị của pKe , pKa (OH), pKa (CH) của EtOOCCH2COOEt (D).

Bài 12
Khi khảo sát cấu tạo của một hợp chất X (C14H18N2) có hai nhóm đimetylamino bằng
phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân thì ngồi các proton của nhóm metyl người
ta chỉ thu được ba tín hiệu proton của vịng thơm. Chất X này có một tính chất hết sức


đặc biệt là nó có thể đeproton hóa phenol một cách hồn tồn ở nhiệt độ thường nhưng

khơng hề tương tác với đinitrometan mặc dù chất này có tính axit cao hơn phenol.
Xác định CTCT X.
Giải thích tính chất kỳ lạ của X.

Bài 13
Vitamin C có cấu trúc như hình bên, Biết nó là một axit hai chức với trị pKa lần lượt là
4,2 và 11,6. Hãy lập luận chỉ ra hai giá trị này ứng với nhóm chức nào trong Vitamin C.

Bài 14
Hợp chất 7,9-đihiđro-1H-purin-2,6,8(3H)-trion hay còn được gọi là axit uric là một sản
phẩm chuyển hóa protein của DNA và RNA, nó sẽ bị tích tụ trong máu khi quá dư thừa
hoặc khi bài tiết kém và sẽ là nguyên nhân gây nên bệnh Gút. Cấu tạo của axit uric
được xác định như sau:

Axit uric có giá trị pKa ở nấc thứ nhất là 3,89. Tuy nhiên có một điều "kì lạ" rằng trong
phân tử axit này có đến 4 ngun tử nitơ, vậy tại sao nó khơng thể hiện tính chất của
một bazơ như các amin khác?

Bài 15
Hãy dự đốn và so sánh tính axit của các nguyên tử hiđro-α của hai lacton A và B. Giải
thích.


Bài 16
Hợp chất bromđizirin 1 dễ mất ion bromua để tạo cation hơn bromxiclopropan 2. Giải
thích.

Bài 17
Giải thích các hiện tượng sau:
Tetrametyl guaniđin

axetamit

(pKa ≈ 12,00) là một bazơ mạnh hơn N,N-đimetyl
(pKa ≈ 0,50) rất nhiều.

Benzen sunfonic PhSO3H là một axit cực mạnh (pKa ≈ -6,00) trong khi axit benzoic là
một axit yếu.

Axit 1,1,1-bixiclopentancacboxylic

mạnh hơn hơn axit 2,2-đimetylpropanoic.

Bài 18
Dự đoán và lập luận về chiều chuyển dịch chính của cân bằng xeto-enol sau:

Bài 19
Trong hai chất xiclopentan-1,3-đion và xiclopenten-3,5-đion thì hợp chất nào có khả
năng enol hóa mạnh hơn? Tại sao?

Bài 20
Trong dung dịch nước thì hợp chất carbonyl tồn tại ở hai dạng chủ yếu, một là dạng
oxo và dạng thứ hai là gem-điol tồn tại đồng thời với dạng oxo tạo thành một cân bằng
động như sau:


(K: hằng số cân bằng)
Tại sao cloral CCl3CHO lại có hằng số K lớn hơn anđehit axetic CH3CHO rất nhiều
trong khi các nguyên tử Cl gây án ngữ không gian lớn hơn các nguyên tử H.
Tại sao xiclopropanon trong dung dịch nước lại tồn tại chủ yếu ở dạng gem-điol hơn.

Bài 21
Sắp xếp các giá trị pKb1, pKb1 và pKb3 sau đây theo chiều tăng dần. Giải thích.

Bài 22
So sánh momen lưỡng cực μ của các cặp chất sau:


Bài 23
Xác định số electron π trong mỗi phân tử sau đây:

Hãy cho biết trong các hợp chất trên thì hợp chất nào thơm-không thơm-phản thơm.
Tại sao?

Bài 24
Pentaxen là một chất bán dẫn hữu cơ.
Tính xem có bao nhiêu cơng thức cộng hưởng electron π trong pentaxen.
Rút ra kết luận có bao nhiêu cấu trúc cộng hưởng electron π đối với chất tương đồng T

Bài 25
4-Isopropyltropolon là một hợp chất thơm khơng giống benzen. Nó được giáo sư T.
Nozoe, trường Đại Học Quốc Gia Đài Loan tách từ các cây bách tại Đài Loan do vào
năm 1938.


Vẽ cấu trúc cộng hưởng để minh họa tính thơm của C.
Ba mol tropolon C có thể tác dụng vớimột mol sắt(III) axetylaxetonat [Fe(acac)3] để hình
thành một phức có màu đỏ. Cho biết cấu trúc của hợp chất phức đó.
Cấu tạo của [Fe(acac)3] như sau:

Bài 26

Phân tử porphin là phân tử đơn giản nhất trong họ chất porphyrin. Trong cấu trúc của
nỏ tồn tại 4 vòng pirol đạt tới trạng thái phẳng hoàn toàn. Tất cả các nguyên tử cacbon
và nitơ đều lai hóa sp2. Trong cấu trúc này ta cịn tìm thấy hệ thống nối đơi liên hợp.
Khung liên kết σ của porphin được miêu tả dưới đây:

Có bao nhiêu electron tham gia vào hệ thống nối đôi liên hợp? Phân tử này có
thơm khơng? Vẽ hồn chỉnh cấu trúc porphin trong đó chỉ rõ các liên kết đơi tạo thành
hệ thống liên hợp.

Bài 27
Cho biết trong hai hệ thống vòng sau đây hệ thống nào bền vững ? Giải thích

Bài 28


So sánh pKa của các cặp axit sau.

Bài 29
So sánh và giải thích tính axit của hai hợp chất sau (số liệu cho trong hình là pKa):

Bài 30
Viết các cơng thức hỗ biến của các hợp chất sau:
a) NH2CONH2
b)