Mặc dù ra đời muộn hơn các chuyên ngành hóa học khác nhưng sau hơn hai thế kỷ ra đời hóa
học hữu cơ đã có những bước phát triển nhanh chóng và đóng góp to lớn vào tất cả các lĩnh vực của
đời sống sản xuất. Ngành hóa hữu cơ khi mới ra đời mang ý nghĩa là ngành hóa học nghiên cứu về
những hợp chất có trong cơ thể sống. Hiện nay nó mang ý nghĩa rộng hơn là ngành hóa học nghiên
cứu về các hợp chất của cacbon (trừ CO2, CO, muối cacbonat, xianua, cacbua).
Tổng hợp hữu cơ là một bộ phận quan trọng của hóa học hữu cơ, bản thân nó có lịch sử phát triển
khá lâu dài. Đây là một lĩnh vực rộng lớn và hấp dẫn, lôi cuốn được khá nhiều nhà khoa học trên thế
giới quan tâm và nghiên cứu. Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật cũng như
các lĩnh vực khác của hóa học, ngày càng có nhiều hơn các phương pháp mới để tổng hợp các hợp
chất hữu cơ.
Tổng hợp hữu cơ có thể xem là một nhiệm vụ quan trọng của hóa học hữu cơ, nó không những
tạo ra những hợp chất quan trọng cho đời sống và sản xuất, mà còn trang bị cho người học những
kiến thức lý thuyết cơ bản về phản ứng hữu cơ. Muốn tổng hợp thành công một hợp chất hữu cơ,
cần nắm vững tính chất hóa học của các hợp chất khác nhau, sự chuyển hóa giữa các nhóm chức
đồng thời vận dụng linh hoạt vào từng trường hợp cụ thể để có thể đạt hiệu suất cao nhất.
Hợp chất cơ nguyên tố là những tác nhân có tính chất hóa học đa dạng và khả năng phản ứng cao.
Xuất phát từ các hợp chất cơ nguyên tố, người ta có thể tổng hợp và điều chế được nhiều hợp chất
khác nhau. Có thể nói đây là con đường tổng hợp hữu cơ cho hiệu suất tối ưu nhất. Với những lý do
đó tôi đã chọn đề tài: “Ứng dụng hợp chất cơ nguyên tố trong tổng hợp hữu cơ”. Tuy nhiên trong
giới hạn của một niên luận đề tài này chỉ trình bày ứng dụng cơ bản trong tổng hợp và điều chế của
một số hợp chất cơ nguyên tố điển hình: Cơ magie, cơ liti và cơ photpho.
31 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 6443 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Ứng dụng hợp chất cơ nguyên tố trong tổng hợp hữu cơ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
MỤC LỤC
----------
Phần I. MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 2
I. Đặt vấn đề ....................................................................................................................... 2
II. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................... 2
III. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................................... 2
IV. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 2
Phần II. NỘI DUNG ............................................................................................................ 3
I. Tổng quan lý thuyết ....................................................................................................... 3
1. Hợp chất cơ nguyên tố................................................................................................. 3
2. Phản ứng thế nucleophin (SN) ...................................................................................... 5
3. Phản ứng cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl (>C=O) .............................................. 6
4. Bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ ................................................................... 7
II. Tổng hợp một số hợp chất hữu cơ có nhóm chức qua con đường hợp chất cơ nguyên
tố ........................................................................................................................................ 8
1. Tổng hợp hiđrocacbon ................................................................................................. 8
2. Tổng hợp các ancol qua hợp chất cơ nguyên tố ......................................................... 10
3. Tổng hợp các hợp chất cacbonyl qua con đường hợp chất cơ nguyên tố .................... 11
III. Phương pháp giải bài tập tổng hợp hữu cơ nhiều giai đoạn .................................... 12
1. Phương pháp giải chung ............................................................................................ 12
2. Bài tập vận dụng........................................................................................................ 12
Phần III. KẾT LUẬN ........................................................................................................ 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 30
TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
Phần I. MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề
Mặc dù ra đời muộn hơn các chuyên ngành hóa học khác nhưng sau hơn hai thế kỷ ra đời hóa
học hữu cơ đã có những bước phát triển nhanh chóng và đóng góp to lớn vào tất cả các lĩnh vực của
đời sống sản xuất. Ngành hóa hữu cơ khi mới ra đời mang ý nghĩa là ngành hóa học nghiên cứu về
những hợp chất có trong cơ thể sống. Hiện nay nó mang ý nghĩa rộng hơn là ngành hóa học nghiên
cứu về các hợp chất của cacbon (trừ CO2, CO, muối cacbonat, xianua, cacbua).
Tổng hợp hữu cơ là một bộ phận quan trọng của hóa học hữu cơ, bản thân nó có lịch sử phát triển
khá lâu dài. Đây là một lĩnh vực rộng lớn và hấp dẫn, lôi cuốn được khá nhiều nhà khoa học trên thế
giới quan tâm và nghiên cứu. Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật cũng như
các lĩnh vực khác của hóa học, ngày càng có nhiều hơn các phương pháp mới để tổng hợp các hợp
chất hữu cơ.
Tổng hợp hữu cơ có thể xem là một nhiệm vụ quan trọng của hóa học hữu cơ, nó không những
tạo ra những hợp chất quan trọng cho đời sống và sản xuất, mà còn trang bị cho người học những
kiến thức lý thuyết cơ bản về phản ứng hữu cơ. Muốn tổng hợp thành công một hợp chất hữu cơ,
cần nắm vững tính chất hóa học của các hợp chất khác nhau, sự chuyển hóa giữa các nhóm chức
đồng thời vận dụng linh hoạt vào từng trường hợp cụ thể để có thể đạt hiệu suất cao nhất.
Hợp chất cơ nguyên tố là những tác nhân có tính chất hóa học đa dạng và khả năng phản ứng cao.
Xuất phát từ các hợp chất cơ nguyên tố, người ta có thể tổng hợp và điều chế được nhiều hợp chất
khác nhau. Có thể nói đây là con đường tổng hợp hữu cơ cho hiệu suất tối ưu nhất. Với những lý do
đó tôi đã chọn đề tài: “Ứng dụng hợp chất cơ nguyên tố trong tổng hợp hữu cơ”. Tuy nhiên trong
giới hạn của một niên luận đề tài này chỉ trình bày ứng dụng cơ bản trong tổng hợp và điều chế của
một số hợp chất cơ nguyên tố điển hình: Cơ magie, cơ liti và cơ photpho.
II. Đối tượng nghiên cứu
- Tính chất hóa học của các hợp chất cơ nguyên tố và ứng dụng trong tổng hợp và điều chế hữu cơ.
- Phương pháp giải các bài tập về tổng hợp và điều chế hữu cơ.
- Hệ thống câu hỏi và bài tập về tổng hợp và điều chế hữu cơ.
III. Mục tiêu nghiên cứu
- Góp phần rèn luyện khả năng giải các bài tập tổng hợp và điều chế hữu cơ bằng nhiều con đường
khác nhau từ đó bồi dưỡng ý thức yêu thích môn học.
IV. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của đề tài.
- Nghiên cứu các tài liệu khoa học có liên quan đến đề tài.
TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
Phần II. NỘI DUNG
I. Tổng quan lý thuyết
1. Hợp chất cơ nguyên tố
1.1 Khái niệm và phân loại
- Hợp chất cơ nguyên tố là những hợp chất mà trong phân tử có chứa liên kết C-E trong đó E không
phải là các nguyên tố organogen (C, H, O, N, S, Halogen...)
- Tùy thuộc vào bản chất của nguyên tố E trong liên kết C-E mà người ta phân ra hợp chất cơ kim
và hợp chất cơ phi kim. Tuy nhiên sự phân chia này không có một ranh giới rõ rệt.
1.2 Đặc điểm cấu tạo và tính chất chung
1.2.1 Hợp chất cơ kim
- Các hợp chất cơ kim có thể có 2 dạng cấu tạo khác nhau: R-Me (1) và R-Me-Hal (2)
Trong đó Me là các nguyên tố kim loại, Hal- là các halogen (Cl, Br, I). Tùy thuộc vào bản chất của
kim loại, halogen, R- mà hợp chất cơ kim có những loại liên kết khác nhau:
Liên kết C-Me có thể là liên kết ion ở mức độ nào đó (Me: K, Na, Li, Ca, Mg...)
Liên kết C-Me có thể là liên kết cộng hóa trị (Me: Pb, Hg...)
- Do bản chất liên kết C-Me trong các hợp chất cơ kim là khác nhau do đó các hợp chất cơ kim có
những tính chất vật lý và hóa học khác nhau. Về mặt hóa học các hợp chất cơ kim thể hiện 2 tính
chất chính:
Tính chất bazơ: Các hợp chất cơ kim dễ dàng tác dụng với các hợp chất có H linh động như:
HOH, ROH, HX...
Tính nucleophin: Các hợp chất cơ kim đóng vai trò là một tác nhân nucleophin mạnh.
Các tính chất này có sự thể hiện cụ thể ở từng tác nhân khác nhau.
1.2.2 Hợp chất cơ phi kim
- Là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có liên kết C-E (E là các phi kim P, S, Si...) trong đó quan
trọng hợp cả là hợp chất cơ - photpho và cơ - silic.
1.3 Một số hợp chất cơ nguyên tố tiêu biểu
1.3.1 Hợp chất cơ magie
- Các hợp chất cơ magie có cấu tạo khá phức tạp, song để đơn giản người ta dùng công thức RMgX
(R là gốc hidrocacbon, X là halogen).
- Hợp chất cơ magie được tổng hợp đầu tiên bởi Barbier vào năm 1899. Năm 1900 học trò của
Barbier là Grignard đã đưa ra quy trình tổng hợp hợp chất cơ - magie đi từ dẫn xuất halogen trong
môi trường ete khan cho hiệu suất cao (Thuốc thử Grignard).
RX + Mg ete RMgX
TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
Chưng khan
R- có thể là gốc ankyl bậc 1, bậc 2 hay gốc ankyl bậc 3. Nó cũng có thể là gốc xycloankyl, ankenyl,
aryl. Đietyl ete khan là dung môi thường sử dụng trong phản ứng điều chế hợp chất cơ magie theo
phương pháp trên, tuy nhiên trong trường hợp vinyl- và arylclorua thì dung môi sử dụng là THF
(tetrahiđrofuran).
- Nhờ có khả năng phản ứng cao và tính chất hóa học đa dạng cho nên các hợp chất cơ-magie được
ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp và điều chế hữu cơ.
- Hai phản ứng cơ bản của hợp chất cơ-magie là: Phản ứng thế MgX bởi H linh động và phản ứng
cộng RMgX vào liên kết >C=O trong hợp chất cacbonyl.
Nhược điểm cơ bản của thuốc thử Grignard chính là tính bazơ mạnh của nó do đó trong các phản
ứng hóa học nó dễ bị thủy phân bởi các axit yếu (HOH, ROH, RNH2…)
1.3.2 Hợp chất cơ liti
- Hợp chất cơ liti (RLi) được điều chế từ dẫn xuất halogen và liti kim loại trong dung môi ete khan
hoặc hexan.
RX + 2Li hexan RLi + LiX
- Các hợp chất cơ liti tham gia các phản ứng tương tự hợp chất cơ magie nhưng khả năng phản ứng
cao hơn.
1.3.3 Hợp chất cơ đồng (Liti điankylcuprat)
- Liti điankylcuprat được điều chế từ hợp chất cơ liti và muối Cu (I) halogenua:
2RLi + CuX → R2CuLi + LiX
(X là Cl, Br, I)
- R2CuLi (tương đối dễ tan trong nước) là hợp chất quan trọng trong quá trình tổng hợp, điều chế
các hiđrocacbon bất đối xứng (Phương pháp Corey-House).
1.3.4 Hợp chất cơ photpho
- Hợp chất cơ photpho là loại hợp chất cơ phi kim được nghiên cứu nhiều nhất và có nhiều ứng
dụng rộng rãi nhất.
Người ta phân chia hợp chất cơ photpho thành 2 loại lớn: Loại có liên kết C-P và loại có liên kết
gián tiếp P và C qua một nguyên tố khác. Thực tế thì cả hai loại này đều có nhiều ứng dụng trong
thực tế.
1.3.5 Một số hợp chất cơ nguyên tố khác.
Ngoài những hợp chất cơ nguyên tố đã nêu ở trên còn rất nhiều những hợp chất cơ nguyên tố khác:
- Hợp chất cơ Na, K: Về cả tính chất và cấu tạo giống với hợp chất cơ Liti
- Hợp chất cơ kẽm: Có thể có 2 dạng RZnR hay RZnX và được điều chế từ dẫn xuất halogen và
kẽm: R-I + Zn → RZnI
2RZnI RZnR + ZnI2
TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
Về tính chất hóa học, hợp chất cơ kẽm tương tự hợp chất cơ magie nhưng khả năng phản ứng kém
hơn nhiều đồng thời việc điều chế nó gặp khá nhiều khó khăn do đó nó ít được sử dụng trong tổng
hợp hữu cơ hơn các hợp chất cơ-magie.
- Hợp chất cơ thủy ngân: Nhiều hợp chất cơ thủy ngân đã được điều chế và sử dụng trong thực tế vi
hoạt tính sinh học cao. Tuy nhiên hợp chất cơ thủy ngân rất độc.
2. Phản ứng thế nucleophin (SN)
2.1 Cơ chế SN1
- Qua 2 giai đoạn: Giai đoạn chậm: Tạo cacbocation R+
Giai đoạn nhanh: Cacbocation kết hợp với một tác nhân nucleophin trong
hỗn hợp phản ứng tạo ra sản phẩm.
- Hóa lập thể: Do cấu tạo của gốc cacbocation phẳng nên đa số các trương hợp nếu xuất phát từ hợp
chất quang hoạt sẽ thu được một biến thể raxemic. Tuy nhiên nếu cacbocation sinh ra không hoàn
toàn tự do thì sản phẩm sinh ra là biến thể raxemic và quay cấu hình một phần.
2.2 Cơ chế SN2
- Là cơ chế 1 giai đoạn đi qua trạng thái chuyển tiếp
Y- + R-X [ Y...R...X] → Y-R + X-
- Hóa lập thể: Về phương diện không gian trong phản ứng SN2 tác nhân Y- tấn công vào nguyên tử
C trung tâm từ phía đối diện của X do đó nếu đi từ dẫn xuất quang hoạt thì sản phẩm thu được có
cấu hình ngược với dẫn xuất ban đầu (Sự quay cấu hình).
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng
2.3.1 Ảnh hưởng của gốc hidrocacbon (R-)
- Cấu tạo của gốc R- có ảnh hưởng đến phản ứng thế nucleophin:
+ Các gốc ankyl có bậc càng cao thì khả năng phản ứng SN1 tăng, phản ứng SN2 giảm.
+ Các dẫn xuất anlyl và benzyl thuận lợi cho cả cơ chế SN2 và SN1
+ Các dẫn xuất phenyl và vinyl thường tham gia phản ứng thế nucleophin khó khăn.
2.3.2 Ảnh hưởng của nhóm bị thay thế
- Khả năng phản ứng của các dẫn xuất R-X trong phản ứng SN1 và SN2 không chỉ phụ thuộc vào cấu
tạo của gốc R- mà còn phụ thuộc vào bản chất của nhóm bị thay thế X-
Ví dụ: I- > Br- > Cl- >> F-
2.3.3 Ảnh hưởng của tác nhân nucleophin
- Phản ứng xảy ra theo cơ chế SN1 thì tốc độ phản ứng hầu như không phụ thuộc vào nồng độ và
bản chất của tác nhân nucleophin còn theo cơ chế SN2 thì tốc độ phản ứng lại phụ thuộc vào nồng
độ và lực nucleophin của tác nhân.
TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
R
O
L
N
T
b
Hướng chính
2.3.4 Ảnh hưởng của dung môi
- Sự ảnh hưởng của dung môi đến phản ứng thế nucleophin là khá phức tạp, khi chuyển từ dung môi
này qua dung môi khác tốc độ phản ứng sẽ thay đổi và có khi làm thay đổi cả cơ chế của phản ứng.
Tuy nhiên trong các trường hợp lý tưởng người ta bỏ qua sự tương tác của dung môi.
3. Phản ứng cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl (>C=O)
3.1 Cơ chế AN(CO)
Phản ứng tổng quát:
Trong đó X-Y có thể là: HOH, ROH, HCN, HSO3Na, R-MgX...
Phản ứng diễn ra qua 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Y- + →
- Giai đoạn 2: + X+ →
3.2 Hóa lập thể.
- Về mặt hóa lập thể, phản ứng cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl (trong anđehit, xeton) không có
tính đặc thù vì nguyên tử C trong nhóm cacbonyl ở dạng phẳng. Nếu phản ứng cộng vào nhóm
cacbonyl dẫn tới sản phẩm có cacbon bất đối thì đó phải là biến thể raxemic.
- Nếu nhóm >C=O liên kết với một nguyên tử C bất đối thì phản ứng sẽ ưu tiên tạo thành một đồng
phân quang học không đối quang (đồng phân đia) theo quy tắc Cram
Nội dung: Nếu một phân tử mà trong đó nhóm cacbonyl liên kết trực tiếp với một nguyên tử cacbon
bất đối có ba nhóm thế với kích thước khác nhau (Lớn ‘L’, Trung bình ‘Tb’, Nhỏ ‘N’) thì trong
phản ứng cộng nucleophin tác nhân Y- sẽ ưu tiên tấn công từ phía ít bị án ngữ không gian hơn.
- Tuy nhiên quy tắc Cram không phải hoàn toàn nghiệm đúng, tỷ lệ sản phẩm theo quy tắc Cram và
ngược quy tắc Cram phụ thuộc vào kích thước không gian của các nhóm thế trong hợp chất
cacbonyl cũng như kích thước của tác nhân nucleophin. Để xác định sản phẩm chính của phản ứng
TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl người ta sử dụng mô hình Felkin-Anh. Đây là mô hình dựa
trên tính toán lý thuyết và phù hợp rộng rãi với các kết quả thực nghiệm.
3.3 Các yếu tố ảnh hưởng
3.3.1 Hiệu ứng electron
- Trong phản ứng cộng nucleophin nếu điện tích trên nguyên tử C trung tâm càng lớn thì tác nhân
nucleophin càng dễ tấn công, phản ứng càng dễ xảy ra. Như vậy các nhóm thế đẩy electron (có hiệu
ứng +I, +C) nối với nguyên tử cacbon-cacbonyl sẽ làm giảm điện tích dương và khả năng phản ứng
giảm đi. Trái lại các nhóm thế hút electron (có hiệu ứng -I, -C) có tác dụng ngược lại nghĩa là làm
tăng điện tích dương trên nguyên tử cacbon-cacbonyl do đó khả năng phản ứng tăng lên.
Ví dụ: CCl3-CHO > HCHO > CH3-CHO > (CH3)2CO
3.3.2 Hiệu ứng không gian
- Tác nhân nucleophin trong phản ứng cộng vào nhóm cacbonyl thường có kích thước khá cồng
kềnh do đó sẽ có sự ảnh hưởng của hiệu ứng không gian loại I tới khả năng phản ứng. Nếu các
nhóm thế liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon-cacbonyl có kích thước càng cồng kềnh thì sẽ làm
cho tác nhân nucleophin khó tấn công vào nguyên tử cacbon trung tâm hơn, mặt khác trạng thái
chuyển tiếp tạo thành kém bền do đó khả năng phản ứng giảm.
4. Bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ
4.1 Khái niệm bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ
- Trong quá trình tổng hợp hữu cơ thường xảy ra sự cần thiết phải chuyển hóa các nhóm chức này
mà không tác động tới nhóm chức khác trong phân tử nghĩa là cần phải bảo vệ nhóm chức này trong
quá trình chuyển hóa nhóm chức kia. Để làm được điều này người ta có thể thực hiện theo hai cách
cơ bản:
Thứ nhất là sử dụng các tác nhân chọn lọc và điều kiện phản ứng nghiêm ngặt. Ví dụ: Dùng chất
khử là LiAlH4 thay cho H2/Ni để khử nhóm cacbonyl mà không tác động tới các liên kết bội...
Cách thứ hai là tạm thời chuyển hóa nhóm chức cần bảo vệ thành một nhóm chức khác mà nó sẽ
không biến đổi trong suốt quá trình chuyển hóa nhóm chức cần thiết. Cách thứ hai mà ta đang đề
cập tới ở đây chính là phương pháp bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ, nhóm chức được tạm
thời thay đổi được gọi là nhóm bảo vệ.
- Như vậy yêu cầu cơ bản đối với nhóm chức bảo vệ là:
+ Phải dễ dàng chuyển hóa thành các nhóm chức khác, mà nhóm chức mới này được ổn định và
không tham gia vào quá trình phản ứng chuyển hóa nhóm chức cần chuyển hóa.
+ Sau phản ứng chuyển hóa nhóm chức cần thiết, nhóm bảo vệ lại dễ dàng được chuyển lại nhóm
chức cũ trong điều kiện hết sức nhẹ nhàng.
TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
4.2 Bảo vệ nhóm ancol
- Chuyển hóa qua nhóm chức ete: Các ete nói chung bền vững với hầu hết các tác nhân oxi hóa
trong môi trường trung tính và kiềm. Để tái tạo ancol người ta thủy phân các ete trong môi trường
axit.
- Chuyển hóa qua nhóm este: Các este tương đối bền trong môi trường axit, do đó nó được ứng
dụng trong việc bảo vệ nhóm hyđroxyl trong quá trình nitro hóa, oxi hóa...
- Bảo vệ điol: Các điol được bảo vệ một cách thuận tiện và đồng thời bằng cách chuyển hóa thành
axetal hay xetal. Để tái tạo người ta thủy phân các xetal, axetal trong môi trường axit.
4.3 Bảo vệ nhóm chức axit cacboxylic
- Để bảo vệ nhóm chức axit người ta thường chuyển hóa chúng thành nhóm chức este khi cho tác
dụng với ancol. Ancol thường sử dụng là metanol và etanol, tuy nhiên trong điều kiện môi trường
axit mạnh hay kiềm thì với các metyl-, etyleste này sự loại tách chúng sau phản ứng thường không
có lợi, để khắc phục người ta sử dụng ancol tert-butylic vì các tert-butyleste dễ dàng loại bỏ sau
phản ứng khi tác dụng với các axit yếu.
4.4 Bảo vệ nhóm amino
- Để bảo vệ nhóm chức amino người ta thường chuyển hóa nhóm amino thành nhóm chức amit N-
thế bằng phản ứng axyl hóa giữa nhóm chức amino với dẫn xuất của axit cacboxylic. Các amit N-
thế dễ bị thủy phân nhờ xúc tác OH- hoặc H+ và tái tạo lại nhóm amino.
4.5 Bảo vệ nhóm chức cacbonyl
- Bảo vệ nhóm chức cacbonyl tốt nhất là chuyển hóa chúng thành axetal hay xetal nhờ điol mà tác
nhân thường sử dụng hơn là etylen glicol vì các axetal hay xetal vòng bền trong môi trường trung
tính và kiềm.
II. Tổng hợp hợp chất hữu cơ có nhóm chức qua con đường hợp chất cơ nguyên tố
1. Tổng hợp hiđrocacbon
1.1 Tổng hợp hiđrocacbon giữa nguyên mạch cacbon (phương pháp Grignard)
- Để điều chế các hiđrocacbon từ dẫn xuất halogen tương ứng với số cacbon không đổi người ta sử
dụng phương pháp Grignard theo sơ đồ sau:
R-X eteMg / R-MgX HOH RH + Mg(OH)X
Phương pháp này dựa trên cơ sở tính chất bazơ mạnh của thuốc thử Grignard.
1.2 Tổng hợp các hiđrocacbon tăng mạch cacbon
1.2.1 Phương pháp Wurtz (Vuyêc)
Trong điều chế hiđrocacbon, để thực hiện điều chế các hiđrocacbon có mạch cacbon dài hơn đi từ
các dẫn xuất halogen có số cacbon ít hơn người ta có thể sử dụng phản ứng Wurtz.
TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG
HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH
09798.17.8.85 – 09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org - admin@hoahoc.org
2RX + 2Na → R-R + 2NaX
Có thể xem thực ra phản ứng ban đầu tạo thành hợp chất cơ-natri (R-Na), đó là một tác nhân
nucleophin mạnh nó sẽ phản ứng với dẫn xuất halogen để tạo ra hiđrocacbon.
R-X + 2Na → R-Na+ + NaX
R-Na+ + R-X → R-R + NaX
Trong trường hợp nếu dùng hỗn hợp 2 dẫn xuất halogen (RX, R’X) ta sẽ thu được hỗn hợp gồm 3
hiđrocacbon (R-R, R-R’, R’-R’). Nh