SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
"XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP BẢO VỆ NHÓM CHỨC
TRONG TỔNG HỢP HỮU CƠ DÙNG CHO VIỆC BỒI DƯỠNG
HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA"
PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU
I. Lí do chọn đề tài
Trong sự nghiệp đổi mới toàn diện của đất nước ta, đổi mới nền giáo dục là một
trong những trọng tâm của sự phát triển. Công cuộc đổi mới này đòi hỏi nhà trường phải
tạo ra những con người lao động tự chủ, năng động và sáng tạo.
Để đáp ứng nhu cầu về con người, nguồn nhân lực là yếu tố quyết định sự phát triển
của đất nước cần phải tạo sức chuyển biến cơ bản toàn diện về giáo dục và đào tạo. Đó là
"Đổi mới phương pháp dạy và học, phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự đào tạo của
người học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học
vẹt, học chay ".
Bên cạnh đó, nền công nghiệp hoá chất của nước ta đang ngày một phát triển, cần
phải có một lực lượng, đội ngũ cán bộ giỏi trong các lĩnh vực của công nghệ hoá học.
việc tiếp tục bồi dưỡng, đào tạo các thầy cô giáo giảng dạy Hoá học ở các bậc học phổ
thông, cao đẳng, đại học, các nghiên cứu viên ở các cơ sở nghiên cứu khoa học vẫn luôn
là một vấn đề lớn. Việc bồi dưỡng học sinh giỏi về Hóa học ở trường phổ thông nằm
trong nhiệm vụ phát hiện, đào tạo nhân tài mà trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay
nó có một vị trí không thể thiếu được. Để làm được điều đó, trong quá trình đào tạo học
sinh giỏi người thầy phải luôn mang lại cho học sinh niềm say mê học tập, sự hiểu biết
sâu sắc về kiến thức cùng với những ứng dụng thực tế mà môn học hoá học mang lại cho
cuộc sống. Một trong những cách gây hứng thú và phát triển tư duy của học sinh là làm
bài tập gắn liền với học lý thuyết.
Trong hệ thống trường THPT Chuyên thì sách giáo khoa dành cho học sinh các lớp
chuyên được dùng riêng để phù hợp với yêu cầu nâng cao kiến thức, học sâu hơn so với
các học sinh không chuyên. Đối với học sinh lớp chuyên hoá cũng vậy, khi học phần hoá
học hữu cơ thì học sinh học theo tài liệu [1]. Tuy nhiên mới chỉ có cuốn sách giáo khoa
chứ chưa có cuốn sách bài tập. Và số lượng sách bài tập hoá học hữu cơ dành riêng cho

nghiệm để tìm cách nghĩ ra bài tập sao cho phù hợp với thực tế bồi dưỡng HSGQG.
VI. Những đóng góp mới của đề tài
VI.1. Về mặt lí luận
- Góp phần xây dựng được một hệ thống lí thuyết hoàn chỉnh trong công tác bồi dưỡng
HSGQG môn hóa học.
- Bước đầu nghiên cứu và đề xuất bài tập hóa hữu cơ đáp ứng yêu cầu bồi dưỡng học
sinh giỏi QG.
VI.2. Về mặt thực tiễn
Đề tài này có thể sẽ là một tài liệu tham khảo tốt đối với các giáo viên dạy chuyên
hoá đồng thời là một tài liệu luyện tập đối với học sinh chuyên hoá nhất là những học
sinh đang trong đội tuyển HSGQG chính thức.
Phần hai: Nội dung
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lí luận
Trong số các hợp phần tạo nên hoá học hữu cơ hiện đại thì tổng hợp hữu cơ có quá
trình lịch sử lâu dài nhất. Tổng hợp hữu cơ là một lĩnh vực rộng lớn và hấp dẫn. Các nhà
hoá học ngày nay càng tạo ra nhiều phương pháp mới và sự đa dạng của tổng hợp hữu cơ.
Do vậy lượng kiến thức đặt ra cho người học là rất lớn và mênh mông. Họ sẽ rất khó
khăn trong sự tiếp thu khối kiến thức đó nếu như không có một cách lựa chọn và hệ thống
thích hợp.Trong một số giai đoạn của tổng hợp hữu cơ, phân tử phản ứng thường “chịu
tác động hoá học” một cách mạnh mẽ làm cho các nhóm chức cần được giữ lại bị phá
huỷ. Để tránh quá trình không mong muốn này phải bảo vệ nhóm chức trong quá trình
tổng hợp hay chuyển hoá các hợp chất hữu cơ.
2. Cơ sở thực tiễn
Thực tế giảng dạy một số năm cho học sinh chuyên tại trường THPT Chuyên Hưng
Yên tôi nhận thấy phần tổng hợp hữu cơ luôn là phần khó đối với học sinh. Trong quá
trình tổng hợp hữu cơ học sinh thường mắc một số sai lầm sau:
- Chưa chọn đúng hướng đi.
- Chưa chú ý đến việc bảo vệ nhóm chức.
Để giúp các em khắc phục được những sai sót trên đòi hỏi người giáo viên cần chỉ ra

trimetylsilylclorua (CH
3
)
3
SiCl ( trong pirindin ) , trityl( triphenylmetyl) clorua ( trong
pirindin ), benzyl (C
6
H
5
-CH
2
-) .
Các ete này dễ dàng chuyển lại thành ancol khi đun với dung dịch axit loãng. Với
phenol người ta thường chuyển thành ete metylic khi phản ứng với điazometan hoặc
đimetylsunfat. Loại nhóm metyl bằng cách thuỷ phân trong axit.
b) Chuyển qua nhóm chức este
Các este khá bền trong môi trường axit nên cũng được dùng để bảo vệ nhóm
–OH khi nitro hoá, oxi hoá và tạo ra cloanhiđrit của axit cacboxylic.
Để tạo thành este thường cho nhóm chức ancol tác dụng với anhiđrit axit, cloanhiđritaxit
hoặc với axit cacboxylic. Các este dễ dàng được thuỷ phân cho lại nhóm chức ancol ban
đầu.
c) Bảo vệ điol
Các điol được bảo vệ một cách thuận tiện và đồng thời ngay lập tức cả hai nhóm –OH
khi chuyển chúng thành axetat, xetat. Thường sử dụng phản ứng của chúng với axeton
hay benzanđehit để chuyển thành axetat và xetat. Các xeton thường tương tác với cis-1,2
điol trong môi trường axit, còn benzanđehit tương tác với 1,3- điol trong sự có mặt của
ZnCl
2
. Sau đó các điol được tái tạo khi dùng axit loãng phân huỷ các axetat và xetat.
3) Bảo vệ nhóm amino

3
)
3
tác dụng với aminoaxit.

Sau khi tổng
hợp được peptit nhóm bảo vệ Boc được loại ra khỏi phân tử peptit nhờ tác dụng của HBr
hoặc CF
3
COOH.
_ Dùng trityl clorua (C
6
H
5
)
3
CCl.
Axyl, axetyl, amin rất nhạy cảm với tác dụng của chất oxi hoá , vì vậy khi sử lý với
HNO
3
hoặc chất oxi hoá nào khác thì phải dùng nhóm axyl để bảo vệ. Với anilin khi tiến
hành nitro hoá bằng HNO
3
thì phải khoá nhóm –NH
2
bằng cách chuyển thành axetatnilit
C
6
H
5

2
H
5
OH.
Nhưng trong điều kiện axit mạnh hay kiềm đối với các metyl hay etyl ese thì sự tách loại
chúng sau quá trình tổng hợp thường không có lợi.
Khi đó để thuận lợi hơn, người ta dùng tert-butylancol để chuyển hoá –COOH thành
este. Nhóm tert-butyl este được loại đi dễ dàng khi tác dụng với các axit yếu.
Nhóm benzyl este ( dễ bị loại bởi hiđrohoá cắt đứt liên kết, tức là hiđro phân) và
tricloetyleste ( bị tách loại dưới tác dụng của kẽm) cũng được sử dụng để bảo vệ nhóm –
COOH.
Sự chuyển hoá nhóm chức –COOH thành nhóm benzyleste hay tert-butyleste có ứng
dụng đặc biệt trong tổng hợp peptit.
II. Các bài tập vận dụng
Bài 1 : Thực hiện các chuyển hoá sau:
1) Từ HOCH
2
(CH
3
)
2
CH
2
Br điều chế ra HOCH
2
(CH
3
)
2
CH

3
)
2
CH
2
Br
Mg
D
2
O
(CH
3
)
3
SiOCH
2
C(CH
3
)
2
CH
2
D
HOCH
2
(CH
3
)
2
CH

O
CH
OCH
2
C
O
CCH
3
OCH
2
C
CCH
3
HOCH
2
C
C
4
H
9
Li
CH
3
I
1
)
2
)
H
3

CH
2
Br
Ag
2
O
CH
2
=CHC(CH
3
)
2
OCH
2
C
6
H
5
HBr/ peoxit
BrCH
2
CH
2
C(CH
3
)
2
OCH
2
C

2
)
2
CH
2
Br
(CH
3
)
3
SiCl
(CH
3
)
3
SiOCH
2
(CH
2
)
2
CH
2
Br
Mg
(CH
3
)
3
SiOCH

2
(CH
2
)
3
CHO
(CH
3
)
3
SiOCH
2
(CH
2
)
2
CH
2
MgBr
H
3
O
HOCH
2
(CH
2
)
3
CH(CH
2

, sau đó thuỷ phân.
Trong điều kiện đó nhóm – CHO bị oxi hoá nên trước hết phải bảo vệ nhóm – CHO. Có
thể dùng C
2
H
5
OH / HCl.
CH
2
=CH-CHO CH
3
CHCH(OC
2
H
5
)
2
Br
CH
2
=CH-CH(OC
2
H
5
)
2
HOCH
2
CHOHCH(OC
2

OH
CH
2
=CH-CHO
KHSO
4
Sau đó làm tương tự bài 2 thu sản phẩm.
Bài 5 : Từ (CH
3
)
2
CClCHO điều chế ra CH
2
=C(CH
3
)CHO
Phải bảo vệ nhóm – CHO bằng cách dùng HOCH
2
CH
2
OH
(CH
3
)
2
CClCHO
(CH
3
)
2

Bài 6 : Thực hiện sự chuyển hoá:

BrCH
2
CH
2
CHO

CH
3
CH
2
C
CCH
2
CH
2
CHO
Phải bảo vệ nhóm – CHO nếu không khi cho tác dụng với
RC CNa
nhóm
– CHO cũng phản ứng
BrCH
2
CH
2
CHO
BrCH
2
CH

CHO
CH
3
CH
2
C CNa
+

Bài 7 : Thực hiện sự chuyển hoá:

O
CHO

HO
CHO
Phải bảo vệ nhóm – CHO nếu không khi cho tác dụng với H
2
cả nhóm
– CHO cũng phản ứng.
O
O
HOCH
2
CH
2
OH
O
O
LiAlH
4

O
O
CHO
CH
3
HO
CH
3
MgBr
H
3
O
1
)
2
)
+
Bài 9 : Từ xiclohexanon và BrCH
2
CH
2
CHO điều chế ra:

CH
2
CH
2
OH
OH
BrCH

CH
2
CH
2
OH
OH
H
3
O
+
Bài 10 : Từ 4- brombutanal, CH
3
OH và CH
3
CHO điều chế ra
- Từ các hợp chất mạch hở điều chế ra hợp chất mạch
vòng như vậy phải có sự đóng vòng, muốn có hợp chất trên phải
tổng hợp được
CH
3
CHOHCH
2
CH
2
CH
2
CHO. Bảo vệ - CHO của chất
BrCH
2
CH

OH
CH
3
CHO
H
3
O
Mg
CH
3
CHOH(CH
2
)
3
CHO
O
OH
H
3
C
CH
3
OH
H
3
O
O
O CH
3
H

COCH
2
C(CH
3
)
2
OH
CH
3
COCH=C(CH
3
)
2
HOCH
2
CH
2
OH
CH
3
CCH=C(CH
3
)
2
O
O
CH
3
CCH
2

- Chuyển nhóm – COOH thành – CHO
- Giữ nguyên nhóm – CHO ban đầu.
Do đó phải bảo vệ nhóm – CHO.
CHO
COOH
HOCH
2
CH
2
OH
COOH
O
O
SOCl
2
COCl
O
O
CHO
O
O
H
2
/ Pd
CHO
CHO
H
3
O
+

CH
3
COCH
2
CH
2
COOCH
3
HOCH
2
CH
2
OH
CH
3
CCH
2
CH
2
COOCH
3
O
O
CH
3
CCH
2
CH
2
CH

2
CH=C(CH
3
)
2
LiAlH
4
PCC
(C
6
H
5
)
3
P=C(CH
3
)
2
H
3
O
+
Bài 14 :
Chuyển hỗn hợp cis, trans xibeton thành cis- xibeton
Bảo vệ nhóm - CO -, chuyển hỗn hợp thành hợp chất có 1 liên kết ba C C.
Sau đó dùng tác nhân khử chọn lọc để thu được đồng phân cis.
(CH
2
)
7

O
O
C
(CH
2
)
7
(CH
2
)
7
C
C
O
O
C
(CH
2
)
7
(CH
2
)
7
C
C
O
O
C
(CH

+
Bài 15 : Từ toluen hãy tổng hợp
a) 4- Cloro-2-metyl anilin

CH
3
CH
3
SO
3
H
CH
3
SO
3
H
NO
2
CH
3
NH
2
CH
3
NO
2
HNO
3
[H]
Muốn

O
Cl
2
Fe
OH
+
2- Bromo-1-
iođo-4-metyl benzen
CH
3
CH
3
NO
2
CH
3
NH
2
CH
3
NHCOCH
3
CH
3
Br
CH
3
Br
CH
3

NH
2
NH
2
SO
2
NH
2
- Muốn có chất A phải có:
NH
2
NH
2
và
SO
2
NH
2
N
2
+
Nên phải điều chế hai chất đó trước.
NO
2
O
2
N
NH
2
NH

2
NH
2
N
2
N=N
NH
2
NH
2
SO
2
NH
2
(CH
3
CO)
2
O
HOSO
2
Cl
NH
3
OH
NaNO
2
/ HCl
NH
2

CONHCHCOOH
CH
3
PCl
5
CH
3
CHCOOH
NH
2
OH
H
2
/ Pd
Bài 18 : Tổng hợp peptit glyxyl alanyl phenyl alanin từ các amino axit tương ứng
- Bảo vệ nhóm – NH
2
của glyxyl
CbzCl
CbzNHCH
2
COOH
H
2
NCH
2
COOH
OH
- Bảo vệ nhóm – COOH của alanin
H

2
CO
CbzNHCH
2
CONHCHCOOH
CH
3
C
6
H
5
CH
2
OH
CbzNHCH
2
COOH
H
2
/ Pd
Cbz-ClOH
- Từ phenyl alanin bảo vệ nhóm – COOH
C
6
H
5
CH
2
CHCOOH
NH

5
H
2
NCH
2
CONHCHCONHCHCOOH
CH
3
CH
2
C
6
H
5
C
6
H
5
CH
2
OH
DCC
CbzNHCH
2
CONHCHCOOH
CH
3
H
2
/ Pd

OH
O
CH
3
O
OH
CH
2
OH
H
3
O
CH
3
COCH
3
H
2
O, HCl
+
Bài 20 : Chuyển hoá D- glucozo thành D- anlozơ
O
O
OH
O
H
O
O
O
O

H
2
O, HCl
LiAlH
4
[O]
RuO
4
+
α-và β-D-anlo piranozo
Phần thứ ba : KẾT LUẬN
1. Đề tài đã thực hiện được các mục tiêu sau:
- Bồi dưỡng kiến thức và kỹ năng cho học sinh giỏi tham dự các kỳ thi Học sinh
giỏi cấp Tỉnh, cấp Quốc gia và thi chọn đội tuyển thi Olimpic Hoá học Quốc tế
- Đã chuẩn hóa các kiến thức hoá học hữu cơ, đó là nội dung kiến thức nền tảng,
xuyên suốt chương trình mà học sinh cần được trang bị.
- Đã đề xuất hệ thống bài tập kèm theo hướng dẫn giúp học sinh có khả năng tự
học và tự nghiên cứu phục vụ cho kì thi chọn HSG cấp Quốc gia và Quốc tế
2. Khối lượng công việc mà tác giả làm được :
- Về mặt nội dung, đề tài đã tổng kết và làm chính xác hóa các khái niệm, chuẩn
xác nội dung và đã đưa ra các ví dụ minh họa cho lí thuyết.
-Các câu hỏi và bài tập đó được sắp xếp một cách khoa học, tư duy logic theo trình
độ nhận thức người học, người đọc.
- Đã thực nghiệm sư phạm kết quả ứng dụng đề tài đối với đội tuyển HSGQG trong
bốn năm học liên tiếp: 2009-2010, 2010-2011, 2011-2012, 2012-2013 ở trường THPT
Chuyên Hưng Yên, kết quả đạt được cụ thể như sau:
• Năm học 2009-2010 thi học sinh giỏi quốc gia có 6/6 em đoạt giải, trong đó có 5
giải ba, 1 khuyến khích.
• Năm học 2010-2011 thi học sinh giỏi quốc gia có 7/8 em đoạt giải, trong đó có 5
giải ba và 2 giải khuyến khích.