Cho 5 hợp chất hữu cơ A, B, C, D và E là các đồng phân của nhau (chỉ chứa C, H và O), trong đó cacbon chiếm 55,8% và có khối lượng mol phân tử nhỏ hơn 170 g/mol.
(a) Xác định công thức phân tử chung của A, B, C, D và E.
Trong 5 chất, chỉ có 2 hợp chất A và B cho phản ứng với dung dịch NaHCO3 (có sủi bọt khí), cả A và B đều có nhóm CH3, nhưng hợp chất B có đồng phân cis/trans.
Cho từng chất C, D và E phản ứng với dung dịch NaOH, sau đó trung hòa bằng dung dịch HCl, từ C thu được các chất hữu cơ F và G, từ D thu được các chất hữu cơ H và I, từ E thu được các chất hữu cơ K và L. Trong đó G là hợp chất không bền và chuyển hóa ngay thành G’ (G và G’ có cùng công thức phân tử). Cho biết F, H và K cũng cho phản ứng với dung dịch NaHCO3. Khi oxy hóa bằng H2CrO4, hợp chất G’ chuyển hóa thành F và hợp chất L chuyển hóa thành H. Phản ứng của H với bạc nitrat trong amoniac chỉ tạo thành các chất vô cơ.
(b) Xác định công thức cấu tạo của các chất và viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. Cho biết trong các phản ứng trên crôm chuyển hóa thành H2CrO3.
(c) Viết phương trình phản ứng polime hóa của A và C.
(d) Một trong hai polime thu được trong câu (c) tan dễ trong dung dịch NaOH nguội, polime còn lại không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch NaOH nóng. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra và giải thích vì sao có sự khác biệt trên.
(a) Gọi CTPT của các chất là CxHyOz
M<170 => mC<170.55,8% => 12x<94,86 => x<7,9
Vậy CTPT có dạng: C4HyOz (y≤10)(Do M là các số nguyên và là số chẵn)
Ta có: 12.4 + y + 16z = 86 => y + 16z = 38
+ z = 1: y = 22 (loại)
+ z = 2: y = 6 (nhận)
Vậy CTPT của các chất là: C4H6O2
b) A, B đều có nhóm CH3 và phản ứng với NaHCO3 tạo khí và chỉ có B có đồng phân hình học nên cấu tạo của A và B là:
A: CH2=C(CH3)-COOH
B: CH3-CH=CH-COOH
F, H, K có phản ứng với NaHCO3 tạo khí nên F, H, K là các axit.
- G là hợp chất không bền và chuyển hóa ngay thành G’ (G và G’ có cùng công thức phân tử) và khi oxy hóa bằng H2CrO4, hợp chất G’ chuyển hóa thành F nên G’ và F có cùng số nguyên tử C
C: CH3COOCH=CH2
F: CH3COOH
G: CH2=CH-OH
G’: CH3CHO
- H có phản ứng với NaHCO3 tạo khí nên H là axit. Mặt khác, phản ứng của H với bạc nitrat trong amoniac chỉ tạo thành các chất vô cơ nên H là HCOOH
D: HCOOCH2-CH=CH2
H: HCOOH
I: CH2=CH-CH2-OH
- L bị oxi hóa tạo HCOOH nên L là CH3OH
E: CH2=CH-COOCH3
K: CH2=CH-COOH
L: CH3OH
(1) CH2=C(CH3)-COOH (A) + NaHCO3 → CH2=C(CH3)-COONa + H2O + CO2
(2) CH3-CH=CH-COOH (B) + NaHCO3 → CH3-CH=CH-COONa + H2O + CO2
(3) CH3COOCH=CH2 (C) + NaOH → CH3COONa + CH3CHO (G’)
(4) CH3COONa + HCl → CH3COOH (F) + NaCl
(5) HCOOCH2-CH=CH2 (D) + NaOH → HCOONa + CH2=CH-CH2-OH (I)
(6) HCOONa + HCl → HCOOH (H) + NaCl
(7) CH2=CH-COOCH3 (E) + NaOH → CH2=CH-COONa + CH3OH (L)
(8) CH2=CH-COONa + HCl → CH2=CH-COOH (K) + NaCl
(9) CH3CHO + H2CrO4 → CH3COOH + H2CrO3
(10) CH3OH + 2H2CrO4 → HCOOH + 2H2CrO3 + H2O
(11) HCOOH + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2Ag + 2NH4NO3
(c) Phản ứng polime hóa của A và C:
(d)
