51 OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1996: Đôi khi hoá học lập thể của các hợp chất hữu cơ có thể được xác định bằng cách khảo sát tính chất hóa học đặc trưng của chúng. Cấu tạo của một trong các đồng phân của axit 5-norbonen-2,3-dicacboxylic, hợp chất X (kí hiệu ~ để chỉ không nêu rõ hóa học lập thể) được hình thành nhờ các thí nghiệm sau: COOH COOH X Khi đun nóng X nóng chảy và tách nước để tạo ra hợp chất mới Y. Hợp chất Y tan chậm trong lượng dư dung dịch nước của NaOH để tạo X1, cùng một sản phẩm như X tạo thành trong lượng dư dung dịch nước của NaOH. Dung dịch thu được của X1 trong NaOH được tác dụng với iot, tạo thành các hợp chất có chứa iot. Axit hóa dung dịch tạo một hỗn hợp hai chất đồng phân triệt quang (tiêu triền hay raxemic) A và B theo tỉ lệ 3:1. Chuẩn độ 0,3913g hợp chất A với NaOH 0,1000M có mặt phenolphtalein cần dùng 12,70mL bazơ. Cần cùng một thể tích NaOH 0,1000M NaOH để chuẩn độ 0,3913g hợp chất B. Khi đun nóng, hợp chất A chuyển chậm thành hợp chất mới C không chứa iot và có thể phản ứng với nước. Trong cùng điều kiện, hợp chất B không xảy ra chuyển hóa này nhưng khi đun nóng với axit clohydric thì chuyển chậm thành A. Phải viết và cân bằng mọi phương trình phản ứng. Không cần viết cơ chế phản ứng. 1) Đánh dấu (*) các nguyên tử cacbon phi đối xứng (asymmetric) trong axit 5norbonen-2,3-dicacboxylic. 2) Viết công thức hóa học lập thể của từng đồng phân lập thể có thể có của hợp chất X và cấu tạo của sản phẩm tách nước nếu có xảy ra. 3) Viết các phương trình phản ứng của một đồng phân lập thể bất kỳ của X và hợp chất tương ứng Y với lượng dư dung dịch NaOH trong nước. 4) Tính khối lượng mol phân tử của chất A. Viết các phương trình phản ứng từ X1 đến A. 5) Viết phương trình phản ứng tạo thành C từ A và phản ứng của C với nước. 6) Viết công thức hóa học lập thể của hợp chất X thoả mãn tất cả các dữ kiện đã cho. 7) Viết các phương trình phản ứng dẫn từ B đến A. 8) A và B có phải là các đồng phân không đối quang (diastereoisomers)?
BÀI GIẢI: 1) Các trung tâm bất đối của X: * *
*
COOH
COOH * 2) Công thức cấu tạo của các đồng phân lập thể của X được ghi ở bên trái, cột bên phải là cấu tạo của sản phẩm tách nước tương ứng (nếu sản phẩm không tồn tại có dấu gạch ngang).