Bài tập về chuỗi phản ứng một số chất có trong thiên nhiên

Bài tập về chuỗi phản ứng một số chất có trong thiên nhiên (dùng cho Sinh viên và học sinh cấp 3 ôn thi HSG quốc gia)
1)Biotin
-Biotin còn được gọi là vitamin H, vitamin rất quan trọng cho tóc và móng. Biotin có tác dụng giúp tóc mọc nhanh, khỏe và dày
hơn. Biotin còn có vai trò ổn định đường huyết. Thiếu biotin gây rụng tóc, móng giòn, dễ gãy.
BT1 : Hoàn thành dãy phản ứng sau :
BT2 : Cho 2,3 ddibrom succinic axit tác dụng với hai được lượng benzyl amin tạo ra sản phẩm A.Xử lí A tiếp tục với photgen
cho sản phẩm B.Tiếp tục este hóa B bằng MeOH/HCl sau đó khử bằng LiAlH4 tạo ra C.Sau đó C tác dụng với MeSO2Cl sau đó
xử lí với Na2S tạo ra chất D ( có 2 vòng 5 cạnh trong đó có 1 dị vòng chứa lưu huỳnh).D bị oxi hóa trong NaIO4 tạo ra chất E (số
nguyên tử H trong E bằng số nguyên tử H trong phân tử D).Sau khi xử lí E với Metyl lithi trong THF,cho phản ứng với
I(CH2)4COOtBu tạo ra F,sau đó F được khử bởi TiCl3 và thủy phân este bằng HBr để tạo ra Biotin. Viết các phương trình phản
ứng xảy ra,tìm công thức cấu tạo của các chất từ A đến F (không quan tâm đến yếu tố lập thể)
BT3 :Một trong những phương pháp khác để điều chế Biotin là đi từ Cysteine.
a) Viết phương trình tổng hợp sau bằng các tác nhân tùy chọn
b) Hoàn thành sơ đồ sau :
c) Biết X thực hiện 1 phản ứng oxi hóa sẽ tạo ra Biotin, nêu tên phản ứng oxi hóa đó ?
Các nguồn tham khảo :
Confalone, P. N.; Lollar, E. D.; Pizzolato, G.; Uskokovic, M. R. J. Am. Chem.
Lavielle, S.; Bory, S.; Moreau, B.; Luche, M. J.; Marquet, A.J. Am. Chem. Soc., 1978, 100, 1558. DOI
Fujisawa, T.; Nagai, M.; Koike, Y.; Shimizu, M. J. Org. Chem. 1994, 59, 5865. DOI
2) Cantharidin, một loại hóa chất được tìm thấy ở nhiều thành viên trong họ bọ cánh cứng. Đây là một chất hóa học độc.
Cantharidin lần đầu tiên được phân lập vào năm 1810 bởi Pierre Robiquet, một nhà hóa học Pháp sống tại Paris, từ Ruồi Tây Ban
Nha, Lytta vesicatoria. Robiquet đã chứng minh rằng cantharidin chịu trách nhiệm cho độ cứng của lớp phủ của những quả trứng
của côn trùng, và khẳng định cantharidin có là chất cực kỳ độc, độ độc tương đương các nhất độc nhất được biết đến trong thế kỷ
19, chẳng hạn như strychnine. Nó là một chất rắn không mùi và không màu ở nhiệt độ phòng. Nó được tiết ra bởi bọ cánh cứng
đực và truyền cho con cái vào mùa giao phối. Sau đó, bọ cánh cứng cái sẽ bọc trứng bằng chất này như là một bảo vệ chống lại
kẻ thù.
Cantharidin
BT1 : Một phương pháp tổng hợp được lấy từ công trình của Stork.G;Vantamelen,E.E Friedman, bắt đầu từ dị vòng furan sau
khi thực hiện phản ứng Diel-Alder 2 lần (lần 1 với chất X, lần 2 với Butadiene) tạo ra sản phẩm A.B là sản phẩm khi cho A lần
lượt khử bới LiAlH4 sau đó phản ứng tiếp với MeSO2Cl sau đó xử lí với KSEt.B có cấu trúc đối xứng.B phản ứng với OsO4 rồi

khử bằng Niken Raney tạo ra 1,2 điol C.Biết trong C không có chứa lưu huỳnh và có 3 vòng bền.Cắt mạch C bằng HIO4 rồi xử lí
với piperidium acetate tạo ra andehit alpha-beta không no D.Xử lí D với Phenyl lithi cho sản phẩm E.Este hóa E bằng một clorua
axit bất kì rồi đun nóng sản phẩm thu được cho phản ứng nhiệt phân xảy ra tạo ra chất F.Catharidin là sản phẩm sau khi ozon
phân oxi hóa F rồi tách nước. Viết các phản ứng xảy ra.Tìm công thức cấu tạo từ A đến F và X
BT2: Một phương pháp khác của Dauben,W.G,Kessel,Takemura được đăng trong tạp chí J.Am.Chem.Soc được thực hiện như
sau.
a) Hoàn thành các giai đoạn phản ứng và tìm các công thức bị trống
b) Điều chế chất X qua 5 bước từ metyl thioglicolic ( công thức trong đề trên),tác nhân tùy chọn.
3) Capnellene
Capnellene là một hydrocarbon tự nhiên có nguồn gốc từ Capnella imbricata, một loài san hô mềm tìm thấy ở Indonesia. Từ
những năm 1970, capnellene đã được nhắm mục tiêu để tổng hợp bởi nhiều nhà hóa học quan tâm tới lập thể của nó, chức năng
và hình học thú vị của bộ xương carbon. Nhiều dẫn xuất rượu của capnellene đã chứng minh tiềm năng như một chất hóa học trị
liệu với kháng khuẩn, chống viêm và chống khối u.
Capnellene
BT1: Tổng hợp Capnellen phương pháp 1
a) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau :
b)Nêu giai đoạn cuối cùng của chuỗi phản ứng để tạo ra Capnellen
BT2: Tổng hợp Capnellen theo phương pháp 2:
Tìm các tác nhân phù hợp với giai đoạn phản ứng.
4) Axít shikimic, nói chung được biết đến nhiều hơn dưới dạng anion shikimat, là một chất hóa-sinh học trung gian quan trọng
trong thực vật và vi sinh vật. Tên gọi của nó có từ hoa shikimi trong tiếng Nhật, là hoa của cây Illicium anisatum), mà từ đó lần
đầu tiên nó đã được cô lập.
Axít shikimic là nguyên liệu cần thiết để sản xuất:
• Các axít amin thơm như phenylalanin và tyrosin,
• Indol, các dẫn xuất của indol và tryptophan,
• Nhiều chất ancaloit và các chất chuyển hóa thơm khác,
• Tanin và lignin.
Trong công nghiệp dược phẩm, axít shikimic từ cây đại hồi được sử dụng làm vật liệu cơ sở cho sản xuất Tamiflu(oseltamivir)
Axit sikimic
BT1 : Hoàn thành dãy phản ứng sau

BT2 : Hoàn thành chuỗi phản ứng sau :
Đáp án tham khảo
1)
Phần 1:
Phần 2:
Phần 3:
Phần 4: Microbial Oxidation
2)
Phần 1

Phần 2:
Bạn đọc tự điều chế chất X.
3)
Phần 1:
Phần 2:
4)
Phần 1:
Phần 2: