TIỂU LUẬN
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
ThS. NGUYỄN ĐỨC TRUNG
.
1
DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO
Đường dẫn: google -> 123doc -> Nguyễn Đức Trung -> Tất cả (chọn mục Thành
viên)
Tại đây quý vị sẽ được tiếp cận nhiều tài liệu cần thiết nhất về nhiều lĩnh vực
đặc biệt là Hóa học. Hy vọng bộ tài liệu sẽ giúp ích cho quý vị trong công tác,
trong học tập, nghiên cứu. Trân trọng cảm ơn.
1. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, PDF
2. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1,
Word
3. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 2.
PHẦN HỢP CHẤT CÓ NHÓM CHỨC
4. TỔNG HỢP TRI THỨC NHÂN LOẠI
5. 557 BÀI THUỐC DÂN GIAN
6. THÀNH NGỬ-CA DAO TỤC NGỬ ANH VIỆT
7. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỌC VÔ CƠ PHẦN 1.
CHUYÊN Đề TRÌNH HÓA VÔ CƠ 10 VÀ 11
8. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 2.
PHẦN HỢP CHẤT CÓ NHÓM CHỨC
9. BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC 1-40
10. BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC 41-70
11. ON THI CAP TOC HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, PDF
12. TỔNG HỢP KIẾN THỨC HÓA HỌC PHỔ THÔNG
13. 70 BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC, word
14. CHUYÊN ĐỀ VÔ CƠ, LỚP 11 – 12. ĐẦY ĐỦ CÓ ĐÁP ÁN
15. GIÁO TRÌNH HÓA HỮU CƠ DÀNH CHO SINH VIÊN CĐ, ĐH,
H
2
C
H
2
/Ni
CH
3
CH
2
CH
3
Trong khi đó, phản ứng với cyclobutan xảy ra ở 120
0
C.
H
2
/Ni
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
H
2
C
H
3
CH
3
H
2
/Ni
H
2
C
H
2
C
CH CH
CH
3
CH
3
CH
2
CH
CH
3
CH
3
CH
2
CH
3
II. PHẢN ỨNG CỘNG HỢP THEO CƠ CHẾ ELECTROPHIN.
Như chúng ta đã biết, xyclopropan có bản chất của liên kết đôi nên tất nhiên nó
C
HI
CH
3
CH
2
CH
2
I
+
CH
2
CH
2
H
2
C
H
2
CH
3
CH
2
CH
3
+
Ni
80
0
C
CH
2
CHCH
3
Br
CH
3
CH
2
CH C
4
H
9
OCOCF
3
C
4
H
9
+ F
3
CCOOH
+ Pb(OCOCH
3
)
4
OCOCH
3
OCOCH
R
R'
H
R'
R
R'
R
R
R'
R
R'
X
-
(b)
H
5
Cơ chế c:
R
X
R'
R
R'
H
R'
R
R'
R
X
-
Các hợp chất vòng có khả năng tham gia phản ứng cộng hợp với các tác nhân
electrophin với sự phá vòng. Phản ứng thường xảy ra dưới tác dụng của các
hiđrohalogenua.
Ví dụ:
(CH
2
)n
CH
2
H
2
C
HBr
CH
3
(CH
2
)n CH
2
Br
Phản ứng cũng xảy ra tương tự khi sử dụng tác nhân electrophin là H
2
SO
4
hoặc
Brôm.
(CH
2
)n
Ví dụ:
Các dẫn xuất ankyl hóa của cyclopropan rất dễ dàng phản ứng với axetat thủy
ngân:
CH
2
CHHCR
R
HgOCOCH
3
OCH
3
CO
CH
2
CHHC RR
+ Hg(OCOCH
3
)
Đặc biệt các phản ứng của hệ liên hợp vòng với nối đôi thường xảy ra theo quy tắc
phản Markovnikov:
6
CH
2
CHH
2
C C
O
C
6
H
O
+ KCN
CH
2
C OK
CH
2
CH
2
CN
O
Đây là phản ứng quan trọng dùng để điều chế axitcacboxylic.
Phản ứng buton với tác nhân Grinha tạo thành các hợp chất xetoancol:
H
2
C
H
2
C
C
O
CH
2
O
+ RMgCl
H
2
C
H
2
H
2
C
C
O
CH
O
CH
3
+ ROH
H
2
C
H
2
C
C
CH OH
OR
O
CH
3
Cơ chế của phản ứng trên:
7
H
2
C
H
2
C
3
H
+
ROH chËm
nhanh
H
2
C
H
2
C
C
O
CH
O
CH
3
H
O
+
R
H
chËm
nhanh
H
2
C
H
2
C
Zn
HOC (CH
2
)
4
CHO
Phản ứng cũng xảy ra tương tự với hợp chất Xibêton như sau:
HC
HC
(CH
2
)
7
(CH
2
)
7
C O
HOOC (CH
2
)
7
COOH +
HOOC (CH
2
)
6
COOH
Một số loại hợp chất vòng có thể bị phá vở bởi phản ứng thủy phân.
8
Phản ứng thủy phân dẫn đến sự phá vòng của các hợp chất xeton cũng có thể xảy ra
dưới tác dụng của ánh sáng:
H
3
C (CH
2
)
5
COOH
CH
3
O
hv, H
2
O
2.Phản ứng nhiệt phân.
Khi có nhôm clorua hoặc nhôm bromua xúc tác, xiclopropan bị đồng phân hóa
thành propen:
CH
2
CH
2
H
2
C
AlCl
3
CH
2
CH CH
H
2
O
OH
O H
H
H
2
O
+
OH
OH
+ H
3
O
+
Xiclohexan-1,2-diol
Đối với các epoxit bất đối xứng, sự mở vòng xúc tác bằng axit tạo ra hỗn hợp các
sản phẩm, tác nhân nucleophin ưu tiên tấn công vào cacbon ít nhóm thế hơn:
C CH
2
O
H
CH
3
CH
3
CHOH CH
2
Cl
CH
2
OH
1-Hi®roximetylxiclohexan-1-ol (70%)
Hướng mở vòng epoxit bất đối xứng phụ thuộc vào cấu trúc của epoxit, điều kiện
phản ứng và lực nucleophin của tác nhân. Nếu tác nhân có lực nucleophin mạnh, phản
ứng xảy ra theo cơ chế S
N
2, tác nhân sẽ ưu tiên tấn công về phía nguyên tử cácbon ít
nhóm thế.
Ví dụ:
C CH
2
O
H
CH
3
CH
3
CH
2
OH
C
2
H
5
O
-
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
OMgBr
H
3
O
+
-Mg(OH)Br
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
2
O
H
+
hay OH
-
Etilenglicol
O
oxiran
thietan
C
2
H
5
OCH
2
CH
2
CH
2
OH
+ C
2
H
5
OH
3-Etoxipropan-1-ol
VÕt H
2
SO
6
H
5
OCH
2
SCH
2
CH
2
OH
+ C
6
H
5
CH
2
SNa
3-bezylthiopropan-1-ol
100
0
C
+ H
2
O + NaOH
4.Các hợp chất như:1,2-Dioxan; 1,3-Dioxan, đó là chất lỏng, không bền, dễ bị vỡ
vòng khi hiđro hóa hoặc khi có tác động của axit, bazơ:
Dioxan
O O
HOCH
2
+
O
O
CH
3
C
6
H
5
CHCH
2
CH
2
OH
C
6
H
5
CH
3
H
2
/Ni
+ H
2
O
OH
OH
+ CH
2
O
CH
2
CH
2
C
O
CH
3
Hexan-1,5-dion
- Pirole khó cộng mở vòng hơn, nhưng khi phản ứng với hyđroxyamin clohyđrat
thì bị chuyển hóa:
N
+ 2H
2
NOH.HCl
1) C
2
H
5
OH, t
0
s«i
Sucxin®ian®oxim
2) Na
2
CO
3
CH
2
H
5
)
2
CH
2
CH
3
+ H
2
S
2-(1,1-§iemtoximetyl)thiophen
12
6.Một số hợp chất dị vòng không thơm 6,7 cạnh có thể mở vòng bằng phản ứng trùng
hợp khi có cấu tạo và điều kiện thích hợp.
O O
O
BF
3
(hay tia
γ
)
CH
2
O
3n
n
Trioxan
Polifoan®ehit
NH
2
NOH
HNO
3
NOH
xiclohexanoxim
oleum
O
NH
caprolactam
Nilon-6
HOOC(CH
2
)
4
COOH
Nilon-6,6
H
2
N(CH
2
)
6
NH
2
axit a®ipic
2. Ta có thể tạo nhựa gliptan bằng phản ứng mở vòng do tác dụng của glixerol và
anhiđrit phtalic. Gliptan là một polime rất bền, có ứng dụng trong công nghiệp
chế tạo sơn tổng hợp, loại sơn này được gọi là sơn ankit. [S2-151;186]
O
C
H
3
O
+
C C
OHOH
Thí dụ:
O
H
3
O
+
OH
H
2
O
OH
O H
H
H
2
O
+
OH
OH
+ H
3
O
OH
-
100
0
C
O
-
CH
2
OH
H
2
O
OH
-
OH
CH
2
OH
1-Hi®roximetylxiclohexan-1-ol (70%)
Hướng mở vòng epoxit bất đối xứng phụ thuộc vào cấu trúc của epoxit, điều kiện
phản ứng và lực nucleophin của tác nhân. Nếu tác nhân có lực nucleophin mạnh, phản
ứng xảy ra theo cơ chế S
N
2, tác nhân sẽ ưu tiên tấn công về phía nguyên tử cácbon ít
nhóm thế.
VI. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1:
Dihyđropyran (DHP) phản ứng với RCOOH trong C
6
H
H
H
+
DHP
O
H
H
H
+
O
B
+RCOOH
-RCOOH
O
RCO
+
O
H
+H
+
-H
+
ORCO
O
C
A
b) A kém bền trong môi trường axit. Vì trong môi trường axit A phản ứng ngược cho
B tạo hemiaxetan rồi thành anđehit-ancol:
+H
CH
2
OH
c) Có thể dùng DHP để este hóa nhóm COOH và tái tạo lại nhóm COOH. Từ p-
HOOCC
6
H
4
CH
2
CH=O khóa COOH bằng DHP, oxi hóa CHO bằng [Ag(NH
3
)
2
]
+
,
sau đó, este hóa bằng CH
3
OH rồi thủy phân trong môi trường axit cho p-
HOOCC
6
H
4
CH
2
COOCH
3
và tái tạo lại DHP.
15
- H
2
O
CH
3
OOCCH
2
OCO
O
CH
3
OOCCH
2
COOH
+
O
H
H
DHP
+ H
2
O
H
+
Bài 2:
Hãy đề nghị cơ chế hình thành mỗi sản phẩm sau: [Th2.121]
t-buOOt-Bu
A (chÝnh)
O
O
Ph
O
O
Ph
Ph
O
O
Ph
O
O
O
O
H
Ph
O
O
H
Ph
(A)
(B)
A được hình thành từ gốc bậc 2 nên bền hơn gốc bậc 1. Vì vậy sản phẩm A
được tạo nhiều hơn.
Bài 3:
Viết cơ chế phản ứng của propylen oxit với CH
3
OH trong môi trường kiềm? [T2.19]
Bài làm
C CH
2
O
3
OH
CH
3
Bài 4:
a. Viết sản phẩm phản ứng của
(CH
3
)
2
C CH
2
O
với CH
3
OH trong môi trường axit (a)
và trong môi trường bazơ (b).
b. Giải thích sự khác nhau trên?
Bài làm
a. (CH
3
)
2
C(COCH
3
)CH
2
OH (a); (CH
3
)
3
CH
3
OCH
3
-H
+
(CH
3
)
2
C
+
CH
2
OH
- Trong môi trường bazơ, nucleophin CH
3
O
-
tấn công vào nhóm CH
2
do án ngữ
không gian.
18
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đào Hùng Cường: Lý thuyết hóa học hữu cơ, 1996.
2. Đào Hùng Cường: Tổng hợp hữu cơ, 1996.
3. Đỗ Đình Rãng: Hóa học hữu cơ, T1, nhà xuất bản giáo dục 2006.
4. Đỗ Đình Rãng: Hóa học hữu cơ, T2, nhà xuất bản giáo dục 2006.