Transcript
Page 1: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

CHUONG 7 ALKYL HALIDE 2016 SV.pdf

CHUONG 8 ALCOHOL PHENOL 2016 SV.pdf

CHUONG 9 CARBONYL 2016 SV.pdf

CHUONG 10 CARBOXILIC ACID 2016 SV.pdf

CHUONG 11 AMINE 2016 SV.pdf

Page 2: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

CHƯƠNG 7

ALKYL HALIDES

GV: PHAN THỊ HOÀNG ANH 1

Page 3: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

R-X

2

Page 4: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

DANH PHÁP

• Tên thông dụng: alkyl halide

• Tên hệ thống: haloalkane – halogen được xem là

nhóm thế (fluoro, chloro, bromo, iodo) trên mạchchính

3

Page 5: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4

Page 6: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

TỔNG HỢP

5

Page 7: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG CỦA ALKYL HALIDE

6

Page 8: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

7

Page 9: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG THẾ ÁI NHÂN (SN1, SN2)

8

Khó đi ranhất

Dễ đi ranhất

Khó thamgia SN nhất

Dễ thamgia SN nhất

Page 10: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• Cơ chế SN1 hay SN2 phụ thuộc giai đoạn chậmquyết định tốc độ phản ứng

9

slow

slow

Nu:−

Page 11: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

10

Page 12: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

11

Page 13: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

12

Phản ứng thế ái nhân lưỡng phân tử SN2

Phản ứng SN2 xảy ra sự nghịch đảo cấu hình (cấu

hình sản phẩm nghịch đảo cấu hình alkyl halide ban đầu)

Page 14: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

13

Phản ứng thế ái nhân đơn phân tử SN1

Carbocationtrung gian

Chuyển vị ??

SN1 có thể đi kèm sự chuyển vị carbocation

Page 15: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

14

Page 16: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

15

SN1 tạo hỗn hợp sản phẩm R + S không

phụ thuộc cấu hình alkyl halide ban

đầu

Page 17: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Sự chuyển vị carbocation trong SN1

16

Page 18: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

17

B.-pr.16 – p.3801.30

Page 19: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

18

1) Chất nền

2) Tác nhân ái nhân

3) Nhóm đi ra

4) Dung môi

YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG PHẢN ỨNG SN1, SN2

Page 20: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

1. Cấu trúc chất nền (alkyl halide)

19

SN2 chịu ảnh hưởng lớn của yếu tố lập thể

CH3 -X > RCH2 -X > R2CH-X > > R3C-X

Page 21: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• R-X bậc 3 chủ yếu tham gia SN1

• R-X bậc 1 và CH3X chủ yếu tham gia SN2 (trừ trường hợpnhóm thế gắn với C-X quá cồng kềnh)

• R-X bậc 2 có thể tham gia cả SN1, SN2. Cơ chế nào chiếmưu thế phụ thuộc cấu trúc cụ thể, các yếu tố còn lại nhưtác nhân ái nhân, dung môi.

• Allyl-X, benzyl-X dễ tham gia cả SN1, SN2

• Vinyl-X, aryl-X (halogen gắn với C không no) khó thamgia phản ứng thế ái nhân

2020

SN1 và SN2

SN1 và SN2

Page 22: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

21

Page 23: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Tác nhân ái nhân

• Tác nhân ái nhân không ảnh hưởng tốc độ phản ứng SN1

• Tốc độ phản ứng SN2 phụ thuộc cả nồng độ và hoạt tính

tác nhân ái nhân

22

Page 24: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• Các tác nhân ái nhân có cùng nguyên tử ái nhân, tính áinhân đồng biến tính base

• Trong cùng chu kỳ, tính ái nhân giảm từ trái sang phải(tỷ lệ nghịch độ âm điện)

• Trong phân nhóm chính, trong dung môi phân cực tínhái nhân tăng dần từ trên xuống (ngược lại với tínhbase)

23

NH3 > H2O

HS- > HO-

Page 25: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.6-p.371

List the following species in order of decreasing nucleophilicity in an aqueous solution:

24

Page 26: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Nhóm đi ra

• Nhóm có tính base càng yếu càng dễ tách ra

25

• Khả năng đi ra của một số nhóm trong phản ứng SN

nhóm dễ đi ra

nhómkhó đi ra

Khó đi ranhất

Dễ đi ranhất

Page 27: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.7-p.371

For each of the following pairs of SN2 reactions, indicate which reaction occurs faster:

26

3

Page 28: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

27

Page 29: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4. Dung môi

• SN1

28

Dung môi phân cực có proton (H2O, CH3OH, C2H5OH,

ROH, RCOOH.. ) giúp ổn định cả cation (R+) và anion (X-)

tăng tốc phản ứng SN1

Page 30: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

29

Page 31: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• SN2

Dung môi có proton (H2O, CH3OH..) làm chậm phản ứng SN2

SN2 thuận lợi khi sử dụng dung môi phân cực không

proton (HMPA, CH3CN, DMF, DMSO..)

30 1.37

Page 32: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Một số dung môi phân cực không proton thông dụng

31

Page 33: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

32

Phản ứng SN2 thuận lợi khi:

- R-X bậc 1 > R-X bậc 2

- Tác nhân ái nhân mạnh, nồng độ cao: NH2-, HS-, RS-,

HO-, RO-, -CN, I- , -C≡CR..

- Dung môi phân cực không proton: DMSO, DMF, HMPA,

DMA

Phản ứng SN1 thuận lợi khi:

- R-X bậc 3 > R-X bậc 2

- Tác nhân ái nhân yếu, thường đồng thời là dung môi

phân cực có proton: H2O, CH3OH, C2H5OH, ROH, HCOOH,

CH3COOH, RCOOH..

Page 34: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

33

Page 35: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

34

Page 36: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

35

Page 37: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.27-p.393

How will the rate of each of the following SN2 reactions change if the polarity of a protic polar solvent is increased?

36

5

Page 38: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.25,26-p.388

Give the configuration(s) of the substitution product(s) that willbe obtained from the reactions of the following secondary alkylhalides with the indicated nucleophile:

37

6

Page 39: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

g.

h.

38

Page 40: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG TÁCH LOẠI (E1 and E2)

39

Page 41: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Phản ứng tách loại lưỡng phân tử E2

40

Slow

Fast

Page 42: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

41

Hướng tách trong phản ứng E2

Thông thường, sản phẩm chính trong phản ứng tách loạiE2 là alkene bền hơn

Alkene liên hợp bền hơn

Alkene giữa mạch(Alken thế nhiều hơn – bền hơn)Sản phẩm Zaitsev

Page 43: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

42

Ngoại lệ:Nếu - base cồng kềnh (vd (CH3)3CO-, (C2H5)3CO-..)

- alkyl halide bị cản trở không gian alkene ít thế hơn (alkene đầu mạch) là sản phẩm chính

Alkene đầu mạchSản phẩm Hofmann

Tuy nhiên

Alkene giữa mạch – sp Zaitsev

H giữa mạch khôngbị cản trở không gian

H giữa mạch bị cản trở khônggian bởi nhóm CH3

Page 44: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Lập thể E2

• E2 thuận lợi khi liên kết C-H và C-X ở vị trí anti-coplanar (đồng phẳng, khác phía).

43

1.39

Page 45: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

44

Page 46: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Phản ứng tách loại đơn phân tử (E1)

45

Tương tự SN1, chuyển vị carbocation có thể xảy ra

Page 47: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

46

Page 48: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.8-p.413

• For each of the following reactions, (1) indicate whetherelimination will occur via an E2 or an E1 reaction, and (2) give themajor elimination product of each reaction, ignoring stereoisomers:

47

13

Page 49: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

48

Cạnh tranh phản ứng thế / tách loại

Các yếu tố làm tăng tốc phản ứng tách loại so với phản ứng

thế:

• Nhiệt độ cao

• RX bậc cao (khả năng tách loại RX b.3 > RX b.2 > RX b.1)

hoặc RX cồng kềnh, bị cản trở không gian

• Base mạnh hoặc cồng kềnh

Page 50: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

FUNCTIONAL GROUP TRANSFORMATIONS USING SN2REACTIONS

49R-X bậc 3 tách loại chiếm ưu thế

Page 51: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG WILLIAMSON

50

Page 52: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

51

R-X bậc 3 tách loại chiếm ưu thế

Sp chính

Trong phản ứng Williamson, để hạn chế phản ứng tách loại, R-X nên bậc thấp (bậc 1 > bậc 2 > bậc 3)

Sp chính

Page 53: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.22-p.426

• How could the following ethers be prepared, using an alkyl halide and an alcohol?

52

Page 54: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

HỢP CHẤT GRIGNARDĐ

53

Vinylchlorides và arylchlorides : phản ứng vẫn xảy ra, tuy nhiên cầnđiều kiện khó khăn hơn (vd. Dung môi THF, nhiệt độ cao hơn)

Chú ý: R = alkyl hoặc vinyl, aryl

Grignard reagents are seldom isolated but are used for further reactions in ether solution.

Grignard reagent

Ether

Page 55: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG CỦA GRIGNARD REAGENTS

54

Base mạnh

Tác nhân ái nhân (Nu:)

Page 56: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

1. Grignard reagent là base rất mạnh

R: MgX + H-Y R-H + MgXY

H-Y: H2O, ROH, NH3, HC≡CR, RCOOH, -SH…

55

Grignard reagent là base rất mạnh ⇒ phản ứng acid-basevới hầu hết hợp chất có H linh động

Acid – base reaction

Page 57: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Phản ứng với hợp chất carbonyl

tổng hợp alcohol

56

o HCHO rượu bậc 1

o aldehyde rượu bậc 2

o ketone rượu bậc 3

d+

Page 58: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

57

Page 59: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

58

Page 60: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

M.-pr.14.7

• Suggest two ways in which each of the following alcohols might be prepared by using a Grignard reagent:

59

6

Page 61: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Phản ứng với epoxides rượu bậc 1

60

Với epoxide bất đối xứng, Grignard reagents tấn công vàoC ít cản trở không gian hơn

Page 62: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

61

4. Phản ứng với ester rượu bậc 3

rượu chứa 2 gốc alkyl giống nhau đi từGrignard reagent

Page 63: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

62

B. 18.8. Which of the following tertiary alcohols cannot be preparedfrom the reaction of an ester with excess Grignard reagent?

Page 64: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

5. Phản ứng với CO2 carboxylic acid

63

Page 65: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

6. Phản ứng với nitrile ketones

64

Page 66: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

65

Page 67: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

CHƯƠNG 8

ALCOHOL- PHENOL

1GV: PHAN THỊ HOÀNG ANH

Page 68: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

A. ALCOHOL

2

Common name: Alkyl + alcohol

Page 69: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3

Page 70: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4

DANH PHÁP

Page 71: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

TỔNG HỢP

5

Page 72: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• Hydrate hóa alkene

6

Page 73: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• Tổng hợp diol từ alkene

7

Page 74: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• Từ Grignard reagent

8

Page 75: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Khử hợp chất carbonyl

Tác nhân khử H2 (Pd, Pt, Ni..)

NaBH4/methanol

1. LiAlH4/diethyl ether, 2. H2O

9

NaBH4, LiAlH4 khôngkhử lk đôi >C=C<

Page 76: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• NaBH4 và LiAlH4 cung cấp hydride (H-)

10

LAN (LiAlH4): tác nhân khử mạnh hơn nhiều NaBH4, phản ứng mạnhvới dung môi có proton Dung môi có proton phải được đưa vàotrong giai đoạn 2 sau khi hoàn tất giai đoạn 1.

Page 77: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

11

Khử acid, ester

Tác nhân khử : 1.LiBH4, diethyl ether, 2.H2O

H2 , NaBH4 không khử được acid và dẫn xuất acid

Page 78: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG CỦA ALCOHOL

12

weak acid

Nucleophile

Electrophile

Rượu thể hiện 3 vai trò: - Acid yếu- Tác nhân ái nhân (cặp e trên O)- Tác nhân ái điện tử (C mang một phần điện dươnggắn với O)

Page 79: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Acidity of alcohols, phenols

13

RH < NH3 < HC≡CH < C2H5-OH < H2O < C6H5-OH

pKa 50 36 25 16 15.7 10

Page 80: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

14

R OH

HX

SOCl2 or

H+

ROH

PBr3 or PI3

R X

R X

R OR

Phản ứng thế ái nhân của ROH

HO- là base mạnh (nhóm khó đi ra) khó bị thế bởi tácnhân ái nhân ngoại trừ OH được chuyển thành nhóm cótính base yếu hơn (nhóm dễ đi ra)

SN

Page 81: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

15

2.1. Phản ứng với HX

Nhóm khó đi ra

Nhóm dễ đi ra

Dell
Highlight
Page 82: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

16

Cơ chế: Rượu bậc 1 SN2

Rượu bậc 2, bậc 3 SN1 có thể chuyển vị carbocation

Page 83: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2.2. Phản ứng với SOCl2 (thionyl chloride)

PBr3, PI3 (phosphorus trihalide)

17

pyridine

pyridine

Cơ chế SN2 Không xảy ra chuyển vị carbocation

Không hiệu quả với rượu bậc 3

pyridine

Dell
Highlight
Page 84: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

18

SN2

Pl3, PBr3, SOCl2 chuyển –OH thành nhóm dễ đi ra

Nhóm dễ đi ra

Page 85: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

19

SN2

Page 86: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

20

2.3. Chuyển hóa rượu thành ethers

Chỉ hiệu quả với rượu bậc 1

Với rượu bậc 2, bậc 3, phản ứng tách loại sẽ chiếm ưu thể

ở nhiệt độ cao

Dell
Highlight
Page 87: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

21

Step 1

Step 2

Step 3

Page 88: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2.4. Dehydrate hóa rượu alkene

22

Xúc tác acid, H2SO4, H3PO4 thường dùng nhất

Dell
Highlight
Page 89: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

23

Sản phẩm chính tuân theo Zaitsev

Sản phẩm tách sau khi chuyển vị

Rượu bậc 2, bậc 3 cơ chế E1 chuyển vị carbocation?

Dell
Highlight
Page 90: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

24

Rượu bậc 1 cơ chế E2, tuy nhiên, sự chuyển vị vẫn có thểxảy ra do alkene tạo thành trong môi trường acid.

1-alkene chuyểnthành 2-alkene do xúc tác acid

Sản phẩm chính

Luôn xem xét khả năng chuyển vị trong phản ứngtách H2O của rượu (b.1, b2, b3) xúc tác acid

Page 91: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

25

3. ROH với vai trò Nucleophile

Page 92: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Phản ứng ester hóa rượu (Fisher esterification)

26

Hoạt tính :

RCOCl > (RCO)2O > RCOOH (thuận nghịch, cần xt acid)

Page 93: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

27

Page 94: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

28

Page 95: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4. Oxi hóa rượu

29

Các tác nhân oxy hóa thông dụng như KMnO4, H2CrO4, CrO3/H+, Na2CrO4/H+ oxy hóa rượu b1 đến acid carboxylic

PCC (pyridinium chlorochromate) oxy hóa

rượu b.1 thành aldehyde

Page 96: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

30

Rượu bậc 3 không còn H gắn với C-OH nên khó bịoxy hóa

PCC, PDC không ảnhhưởng lk đôi C=C

Rượu bậc 2

Page 97: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B. PHENOL

31

Page 98: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

TỔNG HỢP PHENOL

32

1. Oxy hóa cumene (công nghiệp)

Page 99: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Thủy phân chlorobenzene

33

Page 100: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Phản ứng kiềm chảy:

34

4. Thủy phân diazonium

Page 101: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG CỦA PHENOL

1. Tính acid của phenol:

35

H2CO3 > phenol > H2O > ROH

Page 102: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Tổng hợp arylether:

36

Phản ứng Williamson

Page 103: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Acyl hóa phenol:

37

3.1. O-acyl hóa (ester hóa OH phenol)

Page 104: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3.2. C-acyl hóa Acyl hóa Friedel-Crafts vòng thơm

38

Không có mặt acid LewisO-acyl hóa

Có mặt acid Lewis C-acylation

Page 105: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

R OH

HX

SOCl2 or

H+

ROH

R'COH

H+

R'CCl

R'COCR'

R-X

R-X

R-OR

PBr3 or PI3

O

O

O O

R'COR

O

R'COR

O

R'COR

O

HX

SOCl2 or

H+

ROH

R'COH

H+

R'CCl

R'COCR'

PBr3 or PI3

O

O

O O

OH

OCR'

O

Page 106: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4. Phản ứng thế ái điện tử vòng phenol:

40

Dung môi khôngphân cực thế 1 lần

OH là nhóm tăng hoạt mạnh SE của phenol xảy ra dễ hơn và ở điều kiện êm dịu hơn so với benzene.

Dung môi phâncực thế nhiều lần

4.1. Halogen hóa

Page 107: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4.2. Nitro hóa, sulpho hóa phenol

41

Có thể dùngacid acetic thay H2SO4

Page 108: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4.3. Alkyl hóa, acyl hóa Friedel-Crafts

42

Page 109: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4.4. Phản ứng Kolbe-Schmitt

4343

Đưa nhóm COOHvào vị trí ortho củaOH phenol

Tổng hợp Aspirin

Page 110: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

5. Oxy hóa phenol

Page 111: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

CHƯƠNG 9

1GV: PHAN THỊ HOÀNG ANH

HỢP CHẤT CARBONYL

Page 112: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2

Page 113: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3

Page 114: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

DANH PHÁP• ALDEHYDES: ane anal

4

Page 115: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

5

Page 116: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

6

Page 117: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

7

• KETONE

• ane anone

Page 118: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

8

Page 119: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.2-p.735

• Give two names for each of the following compounds:

9

1

Page 120: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

TỔNG HỢP

• Tổng hợp formadehyde

• Formaldehyde, a starting material for a number of plastics, isprepared by oxidation of methanol over a silver or ironoxide/molybdenum oxide catalyst at elevated temperature.

• Similar processes are used to convert ethanol to acetaldehyde and isopropyl alcohol to acetone.

10

Page 121: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

11

PREPARATION

• Từ alcohols

• Từ alkenes

• Từ alkynes

• Acyl hóa F-C

Page 122: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Khử ester, acyl chloride• Dùng tác nhân khử diisobutylaluminum hydride

(DIBALH) thay LiAlH4, phản ứng khử có thể dừng lại ở giaiđoạn tạo aldehyde (LiAlH4 khử đến rượu)

12

Page 123: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

13

PHẢN ỨNG CỦA ALDEHYDES, KETONES

Page 124: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

14

• Nucleophiic addition• Wittig• Reduction• Oxidation

• Halogenation• Alkylation• Aldol condensation

Page 125: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

15

1. PHẢN ỨNG CỘNG ÁI NHÂN

X-Y : H-OH, H-OR, H-CN, H-SO3Na, Li-R, BrMg-R…

• C-Nu: RMgX, HCN, RCC-

• O-Nu: H2O, ROH

• N-Nu: RNH2, R2NH

• S-Nu: RSH, NaHSO3

• H-Nu: NaBH4, LiBH4

Page 126: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

16

• Hoạt tính

Page 127: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

1. Phản ứng với Grignard reagents

17

C-nucleophile

d+

Page 128: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Cộng hydrogen cyanide (HCN)

18

C-nucleophile

-C NC O C OH

C N

HCl

Page 129: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

a-hydroxy carboxylic acid

b-hydroxy amine

19

Page 130: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Cộng acetylide anion

20

C-nucleophile

C ORC C-

C OH

C CR

NH

1.

2.

Page 131: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4. Cộng H2O geminal diol

21

O-nucleophile

Xúc tác H+ hoặc OH-

Page 132: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

22

With most ketones, the equilibrium favors the unhydratedketo form of the carbonyl

Page 133: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

5. Cộng ROH acetal, ketal

23

O-nucleophile

H+ H+

Hemiacetal/ hemiketal Acetal / ketal

Phản ứng thuận nghịch, xúc tác H+

Page 134: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

24

Page 135: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

25

Bảo vệ nhóm carbonyl (thường dùng ethylene glycol, propylene glycol)

Page 136: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.33-.p.760

• Show how each of the following compounds can be preparedfrom the given starting material. In each case, you will need touse a protecting group.

26

4

Page 137: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

6. Cộng RSH thioacetal/thioketal

27

S-nucleophile

thioacetal

Page 138: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

7. Phản ứng với amine bậc 1 imine

28

N-nucleophile

Imine

Phản ứng thuận nghịch, xúc tác H+

H+

Page 139: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

29

-H+ +H+

Page 140: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

8. Phản ứng với amine bậc 2 enamine

30

N-nucleophile

Phản ứng thuận nghịch, xúc tác H+Enamine

H+

Page 141: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

31

9. Phản ứng khử với ion Hydride

H-nucleophile

NaBH4 : khử yếu hơn LiAlH4, thường dùng khửaldehydes, ketones, acyl halides .LiAlH4 thường dùng khử carboxylic acid, esters, amides,(không khử được bằng NaBH4)

Page 142: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

32

Page 143: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

33

• Phương pháp hữu hiệu tổng hợp alkene từ aldehyde,ketone

2. PHẢN ỨNG WITTIG

Ylide

Page 144: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

34

phosphonium ylide được tổng hợp từ phản ứng thế SN2reaction giữa triphenylphosphine và alkyl halide

Page 145: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

35

Page 146: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.34-p.764

a. What carbonyl compound and what phosphonium ylide are required for the synthesis of the following alkenes?

b. What alkyl halide is required to prepare each of the phosphonium ylides?

36

13

Page 147: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

37

Page 148: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

38

Page 149: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Khử >C=O thành nhóm >CH2

39

Page 150: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4. Phản ứng oxy hóa

40

• Aldehyde dễ bị oxy hóa hơn so với rượu bậc 1

Tollens reagent – tác nhân oxy hóa yếu oxy

hóa được aldehyde nhưng không oxy hóa đượcrượu và các nhóm chức khác (vd lk đôi)

Ketones không bị oxy hóa bởi hầu hết các tác nhân oxy hóa thôngthường dùng để oxy hóa aldehyde.

Page 151: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

41

5. PHẢN ỨNG TẠI Ca

1. Tính acid của a-hydrogen

Page 152: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.3-p.791

• List the compounds in each of the following groups in order of decreasing acidity:

42

9

Page 153: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

43

Trong môitrường base

Base rất mạnh

Page 154: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Phản ứng aldol hóa

• Xảy ra trong dung dịch base

44

Page 155: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

45

Page 156: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

46

Ketone ít nhạy cảm với tác nhân ái nhân hơn so vớialdehyde Phản ứng aldol hóa của ketone xảy ra chậmhơn so với aldehyde

Page 157: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

47

Phản ứng ngưng tụ aldol Aldol hóa + tách nước

Dễ táchnước hơnrượuthôngthườngTách nước

Xảy ra trong dung dịch base ở nhiệt độ cao

OH tách racùng Hydro gần lk C=O alkeneliên hợp

Page 158: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.17-p.807

• Show the aldol addition product that would be formed from each of the following compounds:

48

10

Page 159: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Phản ứng aldol hóa giữa 2 hợp chấtcarbonyl khác nhau

49

4 sản phẩm

Page 160: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

50

Không có a-hydrogen

Base rất mạnh

Page 161: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.21-p.810

• Give the products obtained from mixed aldol additions of the following compounds:

51

11

Page 162: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.22-p.810

• Describe how the following compounds could be prepared using an aldol addition in the

• first step of the synthesis:

52

12

Page 163: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Aldol hóa nội phân tử

• 1,4 hoặc 1,6-diketone vòng 5 cạnh

53

Page 164: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

54

O

CH3

OH

CH3

Page 165: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

• 1,5 hoặc 1,7-diketone vòng 6 cạnh

55

O

CH3

OH

CH3

Page 166: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

56

6. Halogen hóa Ca

Xúc tác acid chỉ 1 Ha bị thay thế bởi halogen

Xúc tác base tất cả Ha đều có thể bị thế bởi halogen (nếu dùng dư halogen)

Page 167: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

57

Page 168: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

58

Phản ứng haloform

excess

excess

Page 169: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

59

Bài tập: 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 7.10, 7.11, 7.12, 7.13, 7.15, 7.18, 7.19, 7.20, 7.21, 7.22, 7.23

Page 170: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

60

Page 171: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

CHƯƠNG 10

CARBOXYLIC ACID

GV : PHAN THỊ HOÀNG ANH 1

Page 172: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2

Dẫn xuất acid

Page 173: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3

Citric acid

Page 174: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4

Penicillin G, was first isolated from a mold in 1928 by Sir Alexander Fleming

Page 175: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

5

DANH PHÁP• ane anoic acid

Page 176: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

6

Tên IUPAC : Đánh số mạch chính bắt đầu từ C của nhóm COOH.

Tên thông dụng: dùng kí tự Hy Lạp a, b, g, d, e… đánh số nhóm

thế bắt đầu từ C cạnh nhóm COOH.

COOH gắn với vòng: thêm đuôi “carboxylic acid” vào tên

của vòng

Page 177: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

7

Acyl halide: -oic acid -oyl halide

CO-X gắn với vòng thêm đuôi carbonyl halide vào tênvòng

Anhydride acid: -oic acid -oic anhydride”

Page 178: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

8

Ester: (từ rượu) alkyl alkanoate (từ alkanoid acid)

Cyclic ester (lactone): 2-oxacycloalkanone

Page 179: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

9

Muối của carboxylic acid : tên cation + alkanoate.

Page 180: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

10

Amide: alkanoic acid “alkanamide”.

Nếu có 1 nhóm thế gắn với N, thêm “N-” phía trước tênnhóm thế.

Cyclic amide (lactam): “2-azacycloalkanone”

Page 181: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

11

Nitrile: alkanenitrile

Page 182: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

RCOOH

RX

RCH2OH

RCHO

RCO

Z

RCH=CHR'

TỔNG HỢP

12

Page 183: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Oxy hóa rượu bậc 1, aldehyde

13

Thủy phân nitrile

Page 184: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

14

Oxy hóa alkyl benzene

Từ Grignard reagent

Page 185: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

15

RCH2CO

O-Na+

RCH2CO

Cl

RCH2CO

OR'

RCH2CO

NR'2

RCH2CO

OCOR

RCHCO

OHBr

RCH2CH2OH

RCH2CO

OH

+

-

Nu-Reduction

Alpha substitution

Deprotonation

Nucleophilic substitution

Page 186: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

16

PHẢN ỨNG THẾ ÁI NHÂN VÀO C-acyl

Y, Z = -OH, -Cl, -NH2, -OCOR..

Phản ứng thế xảy ra khi Z- có tính base mạnh hơn Y-

( Z- dễ tách ra hơn Y-)

Cơ chế Cộng - Tách

Page 187: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

17

Tính base

Hoạt tính

Hoạt tínhmạnh nhất

Hoạt tính kém nhất

Page 188: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

18

1. Ester hóa

Phản ứng thuận nghịch, xúc tác acidCarboxylic

acid

Anhydride acid

Acyl chloride

Page 189: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

19

Waxes are simple esters, whereas fats and oils are more complex

Page 190: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

20

Ester hóa nội phân tử lactone

g- lactone

d- lactone

Page 191: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

21

Thủy phân ester

Xúc tác acid

Xúc tác base phản ứng xà phòng hóa

Sodium carboxylate

Thuận nghịch

Không thuận nghịch

Page 192: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

22

Page 193: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

23

Page 194: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

24

Phản ứng trao đổi ester (transesterification)

Page 195: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Phản ứng tạo Acyl halide

25

Page 196: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

26

Page 197: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Acyl halide rất dễ tham gia phản ứng ái nhân

Page 198: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

28

3. Phản ứng tạo Amide

Page 199: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

29

Amides rất khó bị thế bởi tác nhân ái nhân

Page 200: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

30

Tuy nhiên, amide có thể phản ứng với nước, rượu khiđược đun nóng có mặt xúc tác acid

Page 201: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

31

4. Phản ứng tạo anhydride

Page 202: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

32

5. Brom hóa Ca(Phản ứng Hell-Vohard-Zelinsky )

a-bromination

Page 203: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

33

Page 204: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

34

a,b-unsaturated acid

Page 205: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

35

6. Khử hoá carboxylic acid

NaBH4, H2/Pt không khử được acids, esters, amides

Page 206: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

36

Page 207: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

37

Reduction of esters, amides, acyl halides

(1)

Page 208: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

38

Page 209: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

B.-pr.6-p.1228

Give the products of the following reactions (assume that excess reducing agent is used in d):

39

Page 210: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

AMINE

1

CHƯƠNG 11

GV: PHAN THỊ HOÀNG ANH

Page 211: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2

Page 212: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

I. DANH PHÁP

3

Tên thông dụng: alkyl + amine

Page 213: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Tên IUPAC: Alkanamine

4

Page 214: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

5

Amine thơm được xem là dẫn xuất của aniline.

NH2 xem là nhóm thế (-amino) khi trong phân tử có nhữngnhóm chức khác (COOH > CHO > C=O > OH)

Page 215: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

6

Page 216: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

II. TỔNG HỢP

7

1. Alkyl hóa amine

Tạo hỗnhợp sảnphẩm độ chọnlọc thấp

Page 217: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Tổng hợp Gabriel amine bậc 1

8

or Hor H++, H, H22OO

Phthalimide

Page 218: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Khử nitrile amine bậc 1

9

NaBH4 không khử được

?

Page 219: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4. Khử amide amine

10

Amide b.1, b.2, b.3 amine b.1, b.2, b.3

Page 220: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

11

5. Chuyển vị Hofmann amide b.1 amine b.1

Amide b.1 amine b.1

Page 221: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

6. Amine hóa khử hợp chất carbonyl

12

65%

Page 222: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

13

Page 223: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

7. Tổng hợp arylamine

khử nhóm NO2 vòng thơm

– H2 / Pt, Pd or Ni

– Fe/HCl or Sn/HCl không khử lk C=O, C=C

– Na2S, (NH4)2S tác nhân khử yếu

14

Page 224: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

15

Na2S, (NH4)2S khử chọn lọc1 trong 2 nhóm NO2

Page 225: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

III. PHẢN ỨNG CỦA AMINE

16

Base

Nucleophile

Page 226: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

1. Alkyl hóa amine

17

Tạo hỗn hợp sản phẩm

Dư amine tăng tỷ lệ sản phẩm thế 1 lần

Dư alkyl halide (> 4:1) muối ammonium bậc 4

Page 227: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Muối ammonium bậc 4 Tách loại Hofmann

Tổng hợp alkene đầu mạchNhóm dễ đi ra

Nhóm khó đi ra

DTách loạiHofmann

Sản phẩm chính

Page 228: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

19

Tách loại Hofmann sản phẩm chính là alkene ít thếhơn (alkene đầu mạch)

Page 229: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

20

Page 230: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

2. Acyl hóa amine

21

Page 231: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Bảo vệ nhóm NH2 trong arylamine

Giảm hoạt nhóm NH2 trong arylamine

Acyl hóa arylamine

22

Page 232: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

?

23

?

?

Page 233: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

24

Page 234: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

3. Phản ứng với hợp chất carbonyl

25

Amine bậc 1 imine

Amine bậc 2 enamineimine

enamine

Page 235: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

4. Phản ứng với HNO2

26

HNO2 / H+ NO+

Page 236: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Alkylamine bậc 1 ion alkyl diazonium, kém bền

Kém bền

Arylamine bậc 1 ion aryl diazonium

Alkene, alcohol, alkylhalide

ArNH2 ArN≡N+NO+

0-5oC

Page 237: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

28

Page 238: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

29

R3N no reactionNO+

NO+

R2N R2N NO + H+SE

Alkylamines bậc 3 không phản ứng

Arylamine bậc 3 nitrozoarylamine (SE)

N-Nitrozoamine

Arylamine, alkylamine bậc 2 N-Nitrozoamine

p-Nitrozoarylamine

Page 239: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

30

Page 240: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

IV. PHẢN ỨNG CỦA ION ARYL DIAZONIUM

31

Page 241: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

32

Page 242: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

33

Phản ứng thế ái nhân Ar-OH và Ar-I

KI hoặc NaI

Page 243: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Schiemann reaction Ar-F

34

Page 244: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Sandmeyer reaction Ar-Cl, Ar-Br, Ar-CN

35

CuX: CuCl, CuBr, CuCN X từ CuX

Page 245: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

Deamine hóa khử Ar-H

36

These reductions are free-radical reactions in which ethanol or hypophosphorous acid acts as a hydrogen atom donor:

khử nhóm NH2 khỏi vòng thơm

Page 246: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

37

Page 247: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

PHẢN ỨNG GHÉP ĐÔI AZO

Phản ứng thế SE giữa ion Aryl diazonium với vòng thơm

đã được hoạt hóa lk azo N=N

38

Phản ứng chỉ xảy ra với vòng thơm được hoạt hóa bởicác nhóm cho điện tử mạnh –OH, OR, NH2, NHR, NR2

Ion diazonium tấn công vào vịtrí ortho/para so với Q

Page 248: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

39

Page 249: Bai giang sv 2016 ch7 ch11

40