Tổng hợp hóa hữu cơ ứng dụng Nguyễn Thị Ngọc Lan

ThS. Nguyễn Thị Ngọc Lan

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Một số khái niệm cơ bản trong tổng hợp hữu cơ Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ Phương pháp đưa nhóm chức vào phân tử hợp chất hữu cơ và sự chuyển hóa giữa các nhóm chức Phương pháp tạo liên kết carbon – carbon Tổng hợp hữu cơ trên cơ sở phản ứng oxi hóa – khử

Bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

2

Xúc tác

Tác chất

Chất nền

- Phương pháp - Điều kiện phản ứng Hỗn hợp phản ứng Ly trích với dung môi Dịch trích Phương pháp chiết Sản phẩm thô Sắc kí cột / Kết tinh lại / Chưng cất Hiệu suất phản ứng Xác định cấu trúc

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3

2.1. Phương pháp chiết Chiết là dùng một dung môi thích hợp có khả năng hòa tan chất đang cần tách và tinh chế để tách chất đó ra khỏi môi trường rắn

hoặc lỏng khác. 

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4

2.1. Phương pháp chưng cất Chưng cất là quá trình chuyển chất lỏng thành hơi rồi ngưng tụ thành lỏng.

Nếu nhiệt độ sôi của chất đó thấp hơn nhiệt độ phân hủy  Chưng cất ở áp suất thường

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

5

2.1. Phương pháp chưng cất

Nếu nhiệt độ sôi của chất đó cao hơn nhiệt độ phân hủy  Chưng cất ở áp suất thấp.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

6

2.1. Phương pháp chưng cất Dùng để tách biệt (tinh chế) các chất có nhiệt độ sôi khác nhau ra khỏi hỗn hợp •

Chưng cất đơn: các chất có nhiệt độ sôi xa nhau.

•

Chưng cất phân đoạn: các chất có nhiệt độ sôi gần nhau.

•

Chưng cất lôi cuốn hơi nước: hỗn hợp gồm một chất không tan trong nước và dễ bay hơi với hơi nước

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

7

2.1. Phương pháp chưng cất

CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠI NƯỚC Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

8

2.1. Phương pháp chưng cất

CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠI NƯỚC Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

9

2.1. Phương pháp chưng cất 2.1.1. Chưng cất đơn  •

Các chất bền khi đun nóng, không bị phân hủy ở nhiệt độ sôi.

•

Các chất có nhiệt độ sôi

40-160oC

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

10

2.1. Phương pháp chưng cất

2.1.1. Chưng cất phân đoạn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

11

2.1. Phương pháp chưng cất 2.1.2. Chưng cất phân đoạn  •

Hơi bay lên cột cất phân đoạn càng cao sẽ càng nhiều cấu tử có nhiệt độ sôi thấp, còn chất lỏng chảy trở lại vào bình sẽ giàu cấu tử có nhiệt độ sôi cao.

•

Số mắt hay đĩa trong cột cất phân đoạn càng nhiều thì sự tách biệt càng hoàn toàn nhưng tốc độ càng chậm.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

12

2.2. Phương pháp kết tinh lại • Phương pháp kết tinh được dùng để tách và tinh chế các chất rắn, dựa vào tính tan khác nhau trong một dung môi hoặc hệ

dung môi để kết tinh.

• Phương pháp kết tinh từ dung dịch bão hòa.

Hòa tan chất rắn cần kết tinh trong dung môi thích hợp ở nhiệt độ sôi của dung môi đến khi tan hoàn toàn, lọc nóng để loại chất phụ. Dung dịch sau khi lọc để nguội từ từ sẽ kết tinh.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

13

2.2. Phương pháp kết tinh lại Dung môi được chọn phải thỏa mãn: -

Hòa tan tốt chất cần kết tinh ở trạng thái nóng, ít hòa tan

ở nhiệt độ thường và lạnh, còn tạp chất thì ngược lại.

-

Không phản ứng với chất cần kết tinh.

-

Dung môi dễ dàng bay hơi khỏi bề mặt tinh thể.

-

Nhiệt độ sôi của dung môi phải thấp hơn nhiệt độ nóng

chảy của chất cần kết tinh.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

14

2.2. Phương pháp sắc ký Sắc ký là một phương pháp tách trong đó các cấu tử được tách được phân bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha

tĩnh đứng yên, còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định.

• Pha tĩnh: silica gel, Al2O3, Fe2O3,…

• Pha động: chất lỏng hoặc khí.

Dựa vào ái lực khác nhau giữa cấu tử với pha tĩnh làm chúng di chuyển với những vận tốc khác nhau. Những chất tương tác yếu sẽ ra trước, những chất tương tác mạnh ra sau.15 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

2.2. Phương pháp sắc ký

2.2.1. Sắc ký lớp mỏng Phương pháp dùng chất hấp phụ tráng thành lớp trên kính hoặc

kim loại để phân tích hay tinh chế các chất gọi là sắc ký lớp mỏng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

16

2.2. Phưƥng phåp sắc ký

2.2.1. Sắc kĂ˝ láť›p máť?ng ď‚š • ᝨng d᝼ng ďƒź Phân tĂ­ch Ä‘áť‹nh tĂ­nh, Ä‘áť‹nh lưᝣng. ďƒź Tinh cháşż cĂĄc chẼt. ďƒź Theo dĂľi quĂĄ trĂŹnh phản ᝊng hoạc sắc kĂ˝ cáť™t. • ChẼt hẼp ph᝼: silica gel, Al2O3. • CĂĄch tĂ­nh hᝇ sáť‘ lĆ°u Rf: Rf =

đ??žâ„Žđ?‘œáşŁđ?‘›đ?‘” đ?‘?ĂĄđ?‘?â„Ž đ?‘ĄáťŤ Ä‘đ?‘–áťƒđ?‘š đ?‘Ľđ?‘˘áşĽđ?‘Ą đ?‘?â„ŽĂĄđ?‘Ą Ä‘áşżđ?‘› đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘˘đ?‘›đ?‘” đ?‘ĄĂ˘đ?‘š đ?‘Łáť‡đ?‘Ą đ??žâ„Žđ?‘œáşŁđ?‘›đ?‘” đ?‘?ĂĄđ?‘?â„Ž đ?‘ĄáťŤ Ä‘đ?‘–áťƒđ?‘š đ?‘Ľđ?‘˘áşĽđ?‘Ą đ?‘?â„ŽĂĄđ?‘Ą Ä‘áşżđ?‘› đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘Śáşżđ?‘› đ?‘‘đ?‘˘đ?‘›đ?‘” đ?‘šĂ´đ?‘– SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş # Google.com/+DấyKèmQuyNhĆĄn

17

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

18

2.2. Phương pháp sắc ký

2.2.1. Sắc ký cột  •

Phân lập và tinh chế các chất

•

Chất hấp phụ: silica gel, nhôm oxit.

•

Tỉ lệ giữa lượng mẫu và chất hấp phụ là 1/100

•

Tỉ lệ giữa đường kính với chiều dài cột 1/15 tùy lượng chất hấp phụ.

•

Nạp mẫu vào cột dạng ướt hoặc khô.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

19

ThS. Nguyễn Thị Ngọc Lan

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

• Nguyễn Minh Thảo, Tổng hợp hữu cơ, NXB DHQG Hà Nội, 2001 • Phan Đình Châu, Các quá trình cơ bản tổng hợp hữu cơ, NXB KHKT, 2003.

• Ngô Thị Thuận, Thực tập hóa hữu cơ, NXB DHQG Hà Nội, 2002.

• Hoàng Trọng Yêm, Hóa học hữu cơ, Tập 1, NXB Khoa học và kỹ thuật,

1999.

• Ngô Thị Thuận. Hóa học hữu cơ, phần bài tập, NXB DHQG Hà Nội, 2001.

• Phan Thanh Sơn Nam, Bài tập hóa hữu cơ, NXB DHQG TP HCM, 2010.

• Nguyễn Kim Phi Phụng, Hóa hữu cơ Bài tập – Bài giải, NXB DHQG TP HCM, 2006.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

2

• Báo cáo seminar (30%) Gồm 15 nhóm, mỗi nhóm 8-9 sinh viên, mỗi buổi 3 nhóm báo cáo, mỗi nhóm thuyết trình sẽ có 2 nhóm phản biện, thời gian trình bày và trả lời câu hỏi là 15 phút.

• Thi cuối kỳ (70%): tự luận, đề mở.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

5

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

6

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

7

Chất tẩy màu

Chất định hương Chất chống oxi hóa

Chất tạo mùi Chất kháng viêm Chất tạo màu

Chất nhũ hóa

Hợp chất hữu cơ

Chất bảo quản Chất kháng khuẩn

Chất điều vị

Tự nhiên

Tổng hợp

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

8

Đưa nhóm chức Chất nền

Chuyển hóa nhóm chức

Hợp chất hữu cơ

Tạo liên kết C-C

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

10

Rofecoxib

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

11

Một số khái niệm cơ bản trong tổng hợp hữu cơ Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ Phương pháp đưa nhóm chức vào phân tử hợp chất hữu cơ và sự chuyển hóa giữa các nhóm chức Phương pháp tạo liên kết carbon – carbon Tổng hợp hữu cơ trên cơ sở phản ứng oxi hóa – khử

Bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

12

1.1. Nguyên lý cơ bản của thuyết điện tử

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

13

Biến đổi của lớp điện tử ngoài cùng  Biến đổi hóa học của nguyên tử.

Quy tắc “bát tử”: Khi lớp ngoài cùng đã đủ 8 điện tử (trừ hydro) thì không xảy ra phản ứng nữa.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

14

1.2. Các loại liên kết hóa học

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

15

1.2. Các loại liên kết hóa học



 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

16

1.3. Hiệu ứng hóa học 1.3.1. Hiệu ứng cảm ứng (I)

H-H

H  Cl

H - Cl -

Hiệu ứng I là sự dịch chuyển điện tử của các liên kết  do các nguyên tử trong phân tử có độ âm điện khác nhau 17 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.1. Hiệu ứng cảm ứng (I) - Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử hút điện tử  Hiệu ứng cảm ứng âm (-I) - Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử đẩy điện tử  Hiệu ứng cảm ứng dương (+I)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

18

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.1. Hiệu ứng cảm ứng (I) - Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử hút điện tử  Hiệu ứng cảm ứng âm (-I) - Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử đẩy điện tử  Hiệu ứng cảm ứng dương (+I) • Quy luật - Các nhóm mang điện tích dương có hiệu ứng –I, các nhóm mang điện tích âm có hiệu ứng +I - Trong cùng một chu kỳ hiệu ứng –I tăng cùng điện tích hạt nhân.

Trong cùng một nhóm hiệu ứng –I giảm theo sự tăng điện tích hạt nhân C<N<O<F

I < Br < Cl < F

- Các nhóm alkyl luôn có hiệu ứng +I và tăng theo bậc của C CH3 < CH3CH2 < CH(CH3)2 < C(CH3)3 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

19

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.2. Hiệu ứng liên hợp (C) Hiệu ứng liên hợp là sự dịch chuyển đôi điện tử của liên kết  do ảnh hưởng của nguyên tử hay nhóm nguyên tử trong hệ liên hợp. Do đó, hiệu ứng liên hợp chỉ xảy ra khi phân tử có chứa liên kết kép (nối đôi, nối ba) và thể hiện khi tham gia phản ứng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

20

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng

1.3.2. Hiệu ứng liên hợp (C) - Nhóm đẩy điện tử có hiệu ứng liên hợp dương +C (liên hợp p-)

Đặc điểm • Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử có cặp điện tử chưa sử dụng hoặc những ion mang điện tích âm.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

21

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng

1.3.2. Hiệu ứng liên hợp (C) • Các ion mang điện tích âm có +C mạnh hơn các nguyên tử trung hòa.

• Trong cùng một chu kỳ: +C giảm từ trái qua phải.

• Trong cũng một phân nhóm chính: +C giảm từ trên xuống dưới

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

22

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng

1.3.2. Hiệu ứng liên hợp (C) - Nhóm rút điện tử có hiệu ứng liên hợp âm –C (liên hợp -) Đặc điểm • Đa số các nhóm nguyên tử có –C là những nhóm không no.

• Trong các nhóm C=Y thì –C phụ thuộc Y, nếu Y có độ âm điện càng lớn thì –C càng mạnh

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

23

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hóa học

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

24

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hóa học Nhóm thế loại I

Nhóm thế loại II

F, Cl, Br, I

NO2

OH, OR, OCOCH3

SO3H, SO2R

NH2, NHR, NR2

CHO, CH-COOH

R, CH2R, CHR2, CR3

COOH, COOR, COOC6H5, CONH2, CONHR

CH2Cl, CH2CN, CH2COOH

COR, C(O)-COOH

C6H5, C6H4-CH2COOH

CN CCl3 N(+)H3, N(+)HR2, N(+)R3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

25

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hóa học

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

26

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hóa học

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

27

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

28

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hóa học

Đối với nhóm thế loại I: N(CH3)3 > NH2 > OH > OCH3 > NHOCOCH3 > OCOCH3 > CH3 > halogen > C6H5 > C6H4CH2-COOH > -CH=CH-COOH Đối với nhóm thế loại II: N+(CH3)3 > NO2 > CN > SO3H > CHO > COCH3 > COOH > COOCH3 > CONH2 > +NH3 29 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.3. Hiệu ứng hóa học và ảnh hưởng 1.3.3. Ảnh hưởng của hiệu ứng hóa học

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

30

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Phân loại phản ứng  Dựa trên trạng thái tĩnh: dựa trên kết quả sự hình thành sản phẩm - Phản ứng cộng (addition), kí hiệu A

- Phản ứng thế (substitution), kí hiệu S

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

31

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Phân loại phản ứng  Dựa trên trạng thái tĩnh: dựa trên kết quả sự hình thành sản phẩm - Phản ứng tách (elimination), kí hiệu E

- Phản ứng chuyển vị (rearrangement)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

32

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Phân loại phản ứng  Dựa trên trạng thái động: dựa vào sự đứt ra của các liên kết - Phản ứng đồng li: tạo ra gốc tự do

- Phản ứng dị li: tạo ra các ion

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

33

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Phân loại phản ứng  Dựa theo tính chất của tác nhân hoặc nhóm tham gia phản ứng - Tác nhân thân điện tử (electrophile): nhóm có khả năng nhận điện tử (ion dương, còn obitan trống như AlCl3, BF3,…)  Phản ứng thân điện tử.

- Tác nhân thân hạch (nucleophile): nhóm có khả năng cho điện tử (ion âm, có cặp điện tử tự do như NR3, H2O,…)  Phản ứng thân hạch.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

34

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Phân loại phản ứng  Dựa theo bậc phản ứng (số phân tử tham gia vào giai đoạn quyết định của phản ứng) - Phản ứng đơn phân tử.

- Phản ứng nhị hoặc đa phân tử  Dựa theo số bước của phản ứng

- Phản ứng một bước - Phản ứng hai bước

- Phản ứng nhiều bước

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

35

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Phân loại phản ứng

Phản ứng cộng (addition): AN, AE, AR Phản ứng thế (substitution): SN1, SN2, SE1, SE2, SR Phản ứng tách (elimination): E1, E2

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

36

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng cộng a) Phản ứng cộng thân điện tử (AE) Phản ứng cộng vào nối đôi của hydrocarbon không no (alkene, alkyne) với các hợp chất như halogen (X2), HX, H2O, HOX,…

Xúc tác sử dụng là các acid Lewis (AlCl3, BF3,…) và dung môi phân cực Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

37

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng cộng a) Phản ứng cộng thân điện tử (AE)

Giai đoạn chậm: X+ tấn công vào C=C  Phản ứng cộng thân điện tử

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

38

Phản ứng cộng a) Phản ứng cộng thân điện tử (AE) 

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

39

Phản ứng cộng a) Phản ứng cộng thân điện tử (AE) Các yếu tố ảnh hưởng

• Nhóm thế đẩy điện tử  tăng mật độ điện tử của C=C 

Tăng khả năng phản ứng AE • Nhóm thế rút điện tử  Giảm khả năng phản ứng AE Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

40

Các yếu tố ảnh hưởng

• Các nhóm thế như allyl, phenyl nếu có khả năng cho +C với carbocation  bền hóa carbocation  thuận lợi cho AE

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

41

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng cộng b) Phản ứng cộng thân hạch (AN) Phản ứng cộng vào liên kết kép giữa C=O, CN với các hợp chất như HCN, NaSO3H, NH2-NH2, NH2-R,…

Xúc tác sử dụng là các base Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

42

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng cộng b) Phản ứng cộng thân hạch (AN)

Giai đoạn chậm: Y- tấn công vào C+  Phản ứng cộng thân hạch

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

43

 Phản ứng cộng b) Phản ứng cộng thân hạch (AN)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

44

 Phản ứng cộng b) Phản ứng cộng thân hạch (AN) Các yếu tố ảnh hưởng

Nguyên tử C trong C=O có điện tích dương càng lớn  AN càng thuận lợi • Nhóm thế đẩy điện tử làm giảm khả năng phản ứng • Nhóm rút điện tử làm tăng khả năng phản ứng Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

45

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng thế a) Phản ứng thế thân điện tử (SE) Phản ứng thay thế nguyên tử H của nhân thơm bằng tác nhân thân điện tử

Xúc tác sử dụng là các acid vô cơ: H2SO4, H3PO4,… hoặc acid Lewis AlCl3, FeCl3, ZnCl2,…

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

46

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng thế a) Phản ứng thế thân điện tử (SE) 

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

47

Phản ứng thế a) Phản ứng thế thân điện tử (SE)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

48

 Phản ứng thế a) Phản ứng thế thân điện tử (SE)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

49

 Phản ứng thế a) Phản ứng thế thân điện tử (SE) Các yếu tố ảnh hưởng

Nhóm thế đẩy điện tử  SE tăng Nhóm rút điện tử  SE giảm

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

50

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng thế b) Phản ứng thế thân hạch (SN) Phản ứng thay thế nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử X liên kết với carbon bằng nhóm thân hạch Nu. R-X + Nu-  R-Nu + XNu = Cl-, Br-, OH-, RO-, CN-, H2O, ROH,NH3,…

X = -Cl, -Br, -SO3H, H2O+, N+R3,…

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

51

 Phản ứng thế b) Phản ứng thế thân hạch (SN) Phản ứng thế thân hạch đơn phân tử SN1  Phản ứng thường xảy ra khi chất nền là các alkyl halide bậc ba.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

52

 Phản ứng thế b) Phản ứng thế thân hạch (SN) Phản ứng thế thân hạch lưỡng phân tử SN2  Phản ứng thường xảy ra khi chất nền là các alkyl halide bậc một hoặc bậc 2.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

53

 Phản ứng thế b) Phản ứng thế thân hạch (SN) Phản ứng R-OH + HX  R-X + H2O

Tên loại phản ứng Ester hóa alcol bằng acid vô cơ

R-OH + R’OH  R-OR’ + H2O R-X + OH-  R-OH + XR-X + R’O-  R-OR’ + X-

Ether Thủy phân Williamson

R-X + R’COO-  R’COOR + XR-X + NH2R’  R-NHR’ + HX

Ester Alkyl hóa amin

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

54

 Phản ứng thế b) Phản ứng thế thân hạch (SN) Các yếu tố ảnh hưởng SN1

Tác nhân Nu yếu

SN 2

Tác nhân Nu mạnh

Chất nền có nhiều nhóm thế Chất nền ít nhóm thế Nhóm xuất tốt (base yếu)

Nhóm xuất yếu (base mạnh)

Dung môi phân cực có proton (rượu, nước,…)

Dung môi phân cực không có proton (acetone, DMSO,…)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

55

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

56

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

57

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng tách Phản ứng tách là phản ứng loại phân tử ban đầu bằng một hay nhiều phân tử có phân tử lượng nhỏ hơn và tạo ra một phân tử mới chứa một hoặc nhiều nối đôi.

Nhóm tách cùng Hβ:-OH, -OR, -X, -N+R3, O+H2,…

-, RO-, NH -,…

Xúc tác base mạnh như: OH 2 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

58

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng tách - Phản ứng tách loại đơn phân tử E1 - Phản ứng tách loại lưỡng phân tử E2

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

59

1.4. Phân loại và cơ chế các loại phản ứng 1.4.1. Cơ chế một số loại phản ứng  Phản ứng tách Quan hệ giữa phản ứng thế thân hạch và phản ứng tách  - Nhiệt độ phản ứng càng cao  ưu tiên phản ứng tách loại.

- Nhóm alkyl R trong R-X có bậc càng cao hay base càng mạnh  ưu tiên phản ứng tách loại.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

60

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

61