Vấn đề hữu cơ chuẩn bi ICHO

CÁC VẤN ĐỀ HỮU CƠ
(Cố gắng lên, nếu đọc bản dịch mà không hiểu thì mở lại bản tiếng Anh nhé).
Vấn đề 17. Quá trình oxy hóa và sự thở
Oxygen không chỉ là nguyên tố hóa học mà còn là yếu tố thiết yếu của cuộc sống.
Công thức phân tử ổn định nhất, dioxygen, O
2
, chiếm 20,8% thể tích của bầu khí quyển
Trái đất. Tất cả các dạng oxy có thể bị oxi hóa các hợp chất khác nhau, đặc biệt là những
hợp chất hữu cơ. Các nhóm chức chứa oxy trong các hợp chất hữu cơ có thể được xác
định một cách hiệu quả bằng phổ IR. Vì vậy, nhóm C = O được đặc trưng bởi hấp thụ
mạnh ở 1750-1660 cm
-1
và nhóm O-H được đặc trưng bởi sự hấp thụ trong vùng 3600-
3000 cm
-1
.
Quá trình oxy hóa điển hình nhất của hydrocarbon bão hòa với O
2
là quá trình đốt
cháy. Tuy nhiên, một số phản ứng có thể tạo ra các sản phẩm oxy hóa khác nhau. Ví dụ,
Gif phản ứng (tên danh dự của Gif-sur-Yvette, nơi Giáo sư Derek Barton đã làm việc khi
ông tiết lộ sự biến đổi này) đại diện cho quá trình oxy hóa của hydrocarbon bão hòa với
oxy không khí ở nhiệt độ phòng. Như vậy, quá trình oxy hóa của adamantane dẫn đến ba
sản phẩm:
Sản phẩm X và Y là đồng phân. Hợp chất Y có thể dễ dàng chuyển thành Z. Trong
phổ IR của các hợp chất X và Y có chứa một nhóm ở 3300 cm
-1
, trong khi phổ IR của
hợp chất Z có nhóm ở 1720 cm-1.
1. Viết cấu trúc phân tử của các hợp chất từ X-Z
Nếu không có chất xúc tác , may mắn thay,O

2
phản ứng rất thấp. Nếu không, tất cả các
sinh vật sống sẽ bị oxy hóa bằng đường thở. Một loạt các chất oxy hóa đã được phát
triển trong quá trình oxy hóa chọn lọc, không phân biệt của các nhóm chức khác nhau
cho hiệu suất cao. 7 phân tử hữu cơ được đưa ra dưới đây. Chúng đã được tổng hợp bởi
quá trình oxy hóa với 7 tác nhân tương ứng:
Những phản ứng oxy hóa này không phân cắt liên kết C-C
2. Hãy đặt sự tương ứng giữa các sản phẩm và các chất oxy hóa và xác định các hợp chất
hữu cơ bắt đầu.
Ví dụ về các quá trình oxy hóa của chất nền chemoselective cùng với các chất oxy hóa
khác nhau cho phép tạo ra các sản phẩm phản ứng khác nhau được đưa ra dưới đây.
Các hợp chất I, J, K phản ứng với dung dịch Ag (NH
3
)
2
OH tạo ra kết tủa bạc kim loại.
Hợp chất H có thể được hình thành bởi quá trình oxy hóa của J. Việc xử lý 1,44 g của L
với natri kim loại tạo ra 0,224 lit (P = 1 atm, T = 273 K) khí hydro.
3. Viết công thức cấu trúc của các hợp chất H đến L.
Vấn đề 18: Phản ứng ozone phân
Trước khi NMR trở thành phương pháp chính để xác định cấu trúc của các phân tử hữu
cơ, phản ứng ozon phân, tiết lộ bởi Schönbein vào năm 1840, đã được sử dụng mạnh mẽ
cho sự chứng minh vị trí liên kết không bão hòa trong phân tử. Hãy tưởng tượng rằng bạn
đang ở trong một tình huống tương tự (nhưng với thuốc thử hiện đại). Bạn thấy rằng,
hydrocarbon C
10
H
16
đã tham gia vào những biến đổi nhất định trong hình 1:
1. Xác định công thức cấu trúc của C

10
H
16
và các phân tử từ A-D biết rằng các hợp chất
C và D là những chất đồng phân của hydrocarbon ban đầu; sản phẩm ozon phân của C
phản ứng với H
2
O
2
trong môi trường kiềm tạo ra một sản phẩm duy nhất, trong khi những
biến đổi tương tự của D tạo ra hai hợp chất.
Một hydrocarbon E khác (ωC = 90,6%) dưới tác nhân ozon phân (1. O
3
, CH
2
Cl
2
, -78 oC;
2. Me
2
S) tạo thành ba hợp chất cacbonyl F (C
2
H
2
O
2
), G (C
3
H4O2) và H (C4H6O2) theo
tỷ lệ 3: 2: 1. hidrocacbon ban đầu E không làm mất màu nước brom.

2. Hãy viết công thức cấu trúc của E và các sản phẩm ozon phân của nó F–H.
Hydrocarbon I có tâm đối xứng được sử dụng như một vật liệu ban đầu trong tổng hợp
của pentalenene
Các sản phẩm ozon phân hydrocarbon I tạo ra hợp chất P hay Q phụ thuộc vào
việc điều chế các sản phẩm ozon phân. Khi có mặt của I
2
và NaOH, hợp chất Q tạo kết
tủa màu vàng có chứa 96,7% iốt. Dưới những điều kiện cơ bản hợp chất Q được chuyển
thành hợp chất R có chứa 4 loại của các nguyên tử hydro (4 tín hiệu trong phổ 1H NMR
với cường độ không thể thiếu của các tín hiệu 1: 1: 2: 2). Công thức phân tử của R là
C
5
H
6
O. Phân tử của hợp chất N có vòng bixclo chứa R như một mảnh. Phân tử của O bao
gồm ba vòng.
2. Mô tả được các quá trình tổng hợp của pentalenene.
Vấn đề 19: Hai trong 1
Axit ellagic và chất chống oxy hóa dùng trong gia đình, chống ung thư, và các loại
khác của các hoạt động sinh học. Rất gần đây, tổng số tổng hợp đầu tiên của nigricanin,
một trong những loại axit ellagic, đã được mô tả trong hình 1
Giải thích quá trình này. Viết các công thức cấu trúc của hợp chất A-K biết rằng F và G
là đồng phân; công thức phân tử của D và E tương ứng là C
21
H
17
IO
4
và C
37

H
31
IO
7
.
Vấn đề 20. Thuốc chống ho "narcotine"
(-) - α-Noscapine là một alkaloid Papaver somniferum phân lập từ năm 1817 của L.
P. Robiquet mà tên hợp chất này là "narcotine". Thuốc này có tác dụng giảm đau đáng kể
và hoạt động chống ho. Nó cũng được sử dụng để điều trị ung thư, đột quỵ, lo lắng. Trên
lâm sàng sử dụng (-) - α-noscapine được khai thác từ nguồn thiên nhiên hoặc phân giải
của hợp chất racemic tổng hợp. Có một số tổng hợp của (±) -α-noscapine. Một trong số
đó được đưa ra trong sơ đồ dưới đây.
Giải thích quá trình này. Viết các công thức cấu trúc của hợp chất A-I nếu G là một
hợp chất ba vòng.
Vấn đề 21. Pyrrolizidine alkaloids
Pyrrolizidine alkaloids và các hợp chất tương tự của nó trong tự nhiên chiếm vị
trí quan trọng trong hóa học hữu cơ do nhiều các hoạt động sinh lý. Pyrrolizidines
Polyhydroxylated tạo thành một nhánh nhỏ của các alkaloid, các chất trong đó thường
được gọi là aza-đường (hoặc đường imino) và ức chế glycosidases khác nhau mà có thể
có ích cho việc điều trị bệnh tiểu đường, bệnh cúm, HIV và các bệnh khác. Sự tổng hợp
alkaloid dihydroxypyrrolizidine, (±)-turneforcidine, được đưa ra trong hình 1 dưới đây.
Trong sơ đồ này E là một chất trung gian không ổn định mà tự trải qua các chuyển vị
Claisen tạo thành F
Đồng phân epimer của turneforcidine tại nguyên tử C thứ 7,(±)-platynecine, được
tổng hợp bởi các chuỗi phản ứng được đưa ra trong hình 2 chú ý rằng K là sản phẩm của
[2 + 2] –cyclo sự cộng vòng xiclo [2 +2].
Hình 2

Giải thích quá trình trên. Viết các công thức cấu trúc của hợp chất A-M cũng như
của (±) -platynecine.

Vấn đề 22. Mùi hương của nấm
Đối với nhiều người thì hương vị và mùi thơm của nấm cục rất thú vị và chi phí
cho nấm còn nhiều hơn so với lượng vàng của họ. Hợp chất X tạo ra mùi hương đặc
trưng cho nấm đen. Trộn 0,108 g hợp chất X với HgSO
4
trong môi trường axit tạo thành
của một số kết tủa Z. Xử lý hợp chất hữu cơ A vừa được hình thành với lượng dư
Ag(NH
3
)
2
OH tạo ra 0,432 g kim loại bạc. Chất khí được hình thành từ việc đốt cháy
0,648 g hợp chất X được chia thành hai phần bằng nhau. Một phần được đưa qua dung
dịch Ba(OH)
2
thấy hình thành 3,075 g kết tủa . Một phần khác được đưa qua dung dịch
NaOH. Sau một thời gian lượng thêm lượng dư dung dịch BaCl
2
thấy tạo thành 3,171 g
kết tủa.
Viết các công thức cấu trúc của hợp chất X, Z, A. Xác định trọng lượng của các
chất kết tủa Z. Giả sử rằng tất cả các phản ứng tiến hành với hiệu suất 100% .
Vấn đề 23. Tổng hợp vòng lớn. Sự kỳ diệu hay công việc thường xuyên?
Sự tổng hợp của vòng lớn là một vấn đề khó khăn của tổng hợp các chất hữu cơ .
Ngược lại, trong thiên nhiên lại giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả. Vì vậy, sự tăng
lên rất nhanh của việc sản xuất các chất macrolactone polyketides . Một trong số đó là
Macrosphelide A, được chú ý đến bởi rất nhiều tiềm năng, chất ức chế sinh học đường
uống của sự tương tác giữa bệnh ung thư và tế bào nội mô. Một số tổng hợp của phân tử
này đã được báo cáo. Một trong số đó là việc sử dụng các dẫn xuất acid lactic (2-
hydroxypropionic) theo sơ đồ dưới đây.

1. Giải thích sơ đồ này. Viết các công thức cấu trúc của các hợp chất A- L.
2. Viết tên IUPAC của hợp chất E.
Vấn đề gì 24. Thời gian ở Baku hay cái chết ?
Số người sử dụng từ viết tắt cho mục đích thuận tiện. Tuy nhiên, đôi khi những ý
nghĩa không hoàn toàn rõ ràng. AZT, Azerbaijan đã mua lại với ý nghĩa là một trong
những loại thuốc chống HIV có thể sử dụng nhiều nhất. Nucleoside A1, một thành phần
chính của axit nucleic, được sử dụng như một nguyên liệu ban đầu trong tổng hợp AZT.
Sau khi đốt cháy hoàn toàn và ngưng bằng nước, A1 cho một chất khí khi sục qua dung
dịch KOH 1 M thấy khối lượng giảm 11 lần.
1. Các nhóm tạo nên nucleoside là gì?
2. Viết cấu trúc của tất cả các A1 đến A4. Lưu ý rằng:
• Khi sắp xếp theo thứ tự bất kỳ số lượng các nguyên tử trong A1 không được mô
tả bởi một trong hai số học hoặc cấp số nhân
• Tất cả các bước tổng hợp là phản ứng thế nucleophin
• A4 là một hợp chất nhị phân (85,8% N theo khối lượng)
• O là nguyên tố nặng nhất trong cả A3 và AZT
3. Có bao nhiêu đồng phân lập thể của AZT có thể tồn tại?
4. Cho biết tên đầy đủ của dược phẩm được viết tắt là AZT .
5. Đề xuất các cơ chế hoạt động kháng virut của AZT.
Sự trao đổi chất của AZT là đa dạng và bao gồm một số đường (X, Y, và Z) được
hiển thị trong sơ đồ dưới đây (tất cả các phương trình cân bằng). X, các chính trong số
này, dẫn đến một sản phẩm B1 hòa tan cao hơn bài tiết nước tiểu. Y cung cấp các sản
phẩm gây độc tế bào B2 với cùng số nguyên tử như rằng trong AZT. Z được tìm thấy ở
những bệnh nhân bị nhiễm một loại vi khuẩn cụ thể, các sản phẩm B4 giữ lại các hoạt
động AZT-type.
Vẽ công thức cấu trúc từ B1 đến B4.
"Câu lạc bộ Dallas Buyers", một bộ phim sản xuất từ năm 2013, đã nhận được
nhiều giải thưởng trong đó có ba giải Oscar. Nó được dựa trên một câu chuyện có thật mô
tả kết quả không rõ ràng của các thử nghiệm lâm sàng đầu tiên AZT. Các nhân vật chính
bị AIDS thiếu một hiệu ứng tích cực từ AZT và phải chuyển sang dùng thuốc trái phép

bởi FDA Mỹ. Một trong những thứ đó sau này được phụ thuộc vào chất D.
D (51,17% C theo khối lượng) và nucleoside N (một thành phần chính của axit
nucleic; 47,57% C theo khối lượng) khác nhau chỉ bằng một nguyên tử. Sau khi đốt cháy
hoàn toàn tiếp theo ngưng tụ nước, hỗn hợp của bất kỳ thành phần D và N của đều cho
sản phẩm khí sinh ra mức tăng 7 lần tổng thể tích của nó khi sục qua dung dịch KOH 1
M. Người ta đã tìm thấy rằng D giống như AZT về cơ chế hoạt động của nó.
7. Tính số nguyên tử C và N trong D mà không cần tìm ra cấu trúc của nó.
8. Vẽ cấu trúc của D và N.
9. Bạn có hỗ trợ các "Dallas Buyers Club" nhân vật chính trong niềm tin của ông
rằng D có một lợi thế lớn so với AZT ? Giải thích tại sao các bác sĩ sử dụng kết hợp.
AZT và D
Các hợp chất D hóa ra là một tiền chất. Chất chuyển hóa có hoạt tính của nó M
(17,23% P và 35,62% O theo khối lượng) là sản phẩm của một số nhà sản xuất chỉ nhằm
mục đíchnghiên cứu (phi lâm sàng) .
10. Vẽ cấu trúc của M.
Lưu ý: Nếu bạn cảm thấy như đã xem bộ phim trên, kiểm tra các hệ thống đánh giá bộ phim được chấp
nhận ở nước bạn.
Vấn đề 25. Enzyme
Các Enzyme cai trị trong quá trình sinh hóa. Ủy ban enzyme (EC) số đã được đề
xuất để không bị mất đi trong sự đa dạng rộng lớn của xúc tác sinh học. Đây là sự phân
loại bốn cấp dựa trên các loại phản ứng của enzyme, mỗi phản ứng cụ thể được mô tả bởi
bốn số cách nhau bằng dấu chấm. Số 1 trong 6 mức độ đầu tiên, EC đã thấy trong phản
ứng oxi hóa- khử, enzyme xúc tác các phản ứng oxy hóa / khử (chuyển nguyên tử H và O
hay electron từ chất này sang người khác). Những phản ứng này có tầm quan trọng lớn
đối với cả hai chuyển đổi năng lượng và chuyển hóa xenobiotic.
Những thay đổi của trạng thái oxy hóa của một phân tử có thể đạt được bằng
những cách khác nhau, mà làm cho có thể phân loại chi tiết hơn về mức độ oxi hóa- khử.
Rất nhiều trong số đó được coi là cofactor hay coenzyme. Như vậy, phản ứng dehidro
hóa loại bỏ hai nguyên tử hydro từ một chất hữu cơ sang một chất phù hợp như
nicotinamide adenine dinucleotide phosphate {} (NAD + {NADP +}) hoặc Flavin

adenine dinucleotide (FAD).
1. Viết các phương trình của quá trình oxy hóa ethanol liên quan đến NAD + như
một coenzyme. Các thay đổi trong phân tử nicotinamide.
2. Đôi khi các quá trình của phản ứng dehydrogenase được xác định có liên quan
đến các coenzyme / cofactor . Dự đoán cấu trúc của A1-A3 trong sơ đồ sau nếu nó được
biết rằng 1,00 g A3 cho 7,52 g bạc kết tủa khi cho phản ứng với thuốc thử Tollens` .
Oxygenase (xúc tác oxi hóa) bổ sung trực tiếp các nguyên tử oxy từ O
2
để được
một chất hữu cơ. Các enzime này được chia nhỏ thành các mono- và di-oxygenase tùy
thuộc vào số lượng các nguyên tử kết hợp (một và hai, tương ứng). Trong trường hợp của
monooxygenases nguyên tử oxy được khử tới nước bằng một chất phản ứng thích hợp.
Cytochrome P-450 monooxygenase là một đại diện đặc biệt quan trọng của các dạng này.
Một hợp chất thơm B1 chứa 77,75% C và 14,80% O theo khối lượng. Trao đổi
chất B1 trong gan chuột nhỏ phát triển theo hai cách (xem trên sơ đồ dưới đây). B2 tiết
lộ 4 tín hiệu vào. B2 và B3 trải qua những thay đổi màu sắc khi thêm vào 1%, dung dịch
FeCl3, trong khi màu B1 là không bị ảnh hưởng bởi thuốc thử này. Tất cả B1 đến B4
gồm các nguyên tố giống nhau, B4 là một chất khí trong điều kiện tiêu chuẩn.
3. Tìm công thức cấu tạo của B1 đến B4. Viết ra các phương trình cân bằng.
Trong điều kiện thiếu oxi, B1 một phần chuyển đổi thành B5, một đồng phân của
B2. Sự chuyển đổi này đòi hỏi một vitamin được chấp nhận là chất oxy hóa. Hơn nữa quá
trình oxy hóa của B5 tạo thành B6 đặc trưng bởi 2 tín hiệu trong phổ 1H-NMR.
4. Vẽ cấu trúc của B5 và B6 cũng như của cả hai hình thức của các vitamin.
Tương tự như dehydrogenases(tác nhân đề hidro hóa), oxidase loại bỏ các nguyên
tử hydro từ một chất hữu cơ để chuyển thành các phân tử oxy hoặc X, mà cuối cùng dẫn
đến sự hình thành nước trong cả hai trường hợp. Quá trình oxy hóa phenol có thể được
mô tả bởi các phương trình sau đây:
2Phenol + X = Y + 2H
2
O

Phản ứng phát triển qua một gốc tự do trung gian và dẫn đến một hỗn hợp các
đồng phân của Y (77,4% C theo khối lượng).
5. Xác định X. Vẽ các đồng phân của Y biết chỉ có một pic duy nhất trong khu vực
phenolic trong phổ 1H-NMR ở nhiệt độ thấp.