Tiến hành nghiên cứu phản ứng giữa glucose với methanol (xúc tác HCl khan) trong đó nguyên tử oxygen trong phân tử methanol là đồng vị 18O, các nguyên tử trong glucose là đồng vị 12C; 1H và 16O và trong methanol là đồng vị 12C; 1H. Sơ đồ phản ứng được mô tả như sau:
Cho các phát biểu sau:
(1) Phân tử glucose được biểu diễn ở phản ứng trên là dạng vòng α.
(2) Hợp chất A có khả năng tham gia phản ứng với thuốc thử Tollens.
(3) Khi phản ứng xảy ra, có sự phân cắt liên kết giữa nguyên tử carbon số 1 (1C) với nguyên tử oxygen trong nhóm -OH hemiacetal.
(4) Phân tử khối của A bằng 194.
(5) Glucose và hợp chất A đều tồn tại ở dạng mạch vòng và dạng mở vòng.
Hãy liệt kê các phát biểu đúng theo chiều số thứ tự tăng dần?
Câu trả lời tốt nhất
(1) Đúng, cụm -CH2OH và -OH số 1 nằm 2 phía mặt phẳng vòng nên đây là dạng vòng α.
(2) Sai, nhóm -OH hemiacetal của glucose đã chuyển thành -OCH3 trong A, do đó A không còn khả năng mở vòng, không có nhóm aldehyde nên không phản ứng với thuốc thử Tollens.
(3) Đúng: Nhóm -OH hemiacetal trong glucose khác với các nhóm -OH khác của chính chất này và nhóm -OH của CH3OH vì C số 1 (nơi -OH hemiacetal gắn vào) lại liên kết với nguyên tử O. Trong môi trường HCl khan, -OH hemiacetal bị proton hóa rồi phân tử H2O rời đi và để lại một carbocation. Carbocation này được làm bền bởi chính nguyên tử O bên cạnh (electron của O bên cạnh dịch sang làm giảm điện dương xuống một chút).
Các nhóm -OH khác không có O bên cạnh C mà nó gắn vào, không được hỗ trợ nên quá trình tương tự không diễn ra. Vì vậy chỉ có liên kết C-OH hemiacetal mới bị cắt đứt theo cách này.
(4) Sai, theo như phân tích trên thì phân tử H2O rời đi mang theo -OH hemiacetal. Vì vậy 18O của CH3OH đang nằm trong liên kết glycoside của A.
A dạng C6H11O5-OCH3 với một đồng vị 18O có M = 196.
(5) Sai, glucose có -OH hemiacetal nên tồn tại dạng mạch vòng và mạch hở. Trong A không còn -OH hemiacetal (đã bị khóa bởi -OCH3) nên không có khả năng mở vòng, không có dạng mạch hở.
