Skkn tong hop huu co su dung phan ung aldol hóa

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM : Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là một công việc khó khăn và đầy thách thức đối với mỗi giáo viên. Từ năm học 20092010 đến nay tôi được tổ chuyên môn phân công bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 12. Trong quá trình giảng dạy tôi đã đúc kết một số kinh nghiệm trong việc sử dụng bài tập hóa hữu cơ để bồi dưỡng cho học sinh trong đội tuyển hóa học. Chuyên đề về phản ứng hợp chất cacbonyl, đặc biệt là phản ứng aldol hóa, phản ứng ngưng tụ Claisen và phản ứng cộng Michael là một trong những chuyên đề quan trọng và không thể thiếu trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học. Đây cũng là một chủ đề kiến thức khó, sách tham khảo bằng tiếng Việt rất ít. Đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết về phản ứng aldol hóa và xây dựng một số dạng bài tập liên quan để góp phần giảng dạy và nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn hóa học của nhà trường.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CÀ MAU TRƯỜNG THPT HỒ THỊ KỶ

- -SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:

SỬ DỤNG BÀI TẬP “PHẢN ỨNG ALDOL HÓA”

ĐỂ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC

- Đề tài thuộc lĩnh vực chuyên môn: Hóa học

- Họ và tên người thực hiện: Phạm Công Nhân

- Chức vụ, nhiệm vụ đang phụ trách: Giáo viên

- Đơn vị công tác: Trường THPT Hồ Thị Kỷ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-o0o -Cà Mau, ngày 20 tháng 01 năm 2021

BÁO CÁO SÁNG KIẾN

- Tên sáng kiến: Sử dụng bài tập “Phản ứng ALDOL hóa” để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học

- Họ và tên: PHẠM CÔNG NHÂN

- Đơn vị công tác: Trường THPT Hồ Thị Kỷ

- Thời gian đã được triển khai thực hiện: Từ năm học 2010 đến năm học 2021 I-ĐẶT VẤN ĐỀ

1-Tên sáng kiến kinh nghiệm:

SỬ DỤNG BÀI TẬP “PHẢN ỨNG ALDOL HÓA” ĐỂ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

HÓA HỌC

2-Sự cần thiết, mục đích của việc thực hiện sáng kiến

Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là một công việc khó khăn và đầy thách thứcđối với mỗi giáo viên Từ năm học 2009-2010 đến nay tôi được tổ chuyên môn phâncông bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 12 Trong quá trình giảng dạy tôi đã đúc kết một sốkinh nghiệm trong việc sử dụng bài tập hóa hữu cơ để bồi dưỡng cho học sinh trongđội tuyển hóa học Chuyên đề về phản ứng hợp chất cacbonyl, đặc biệt là phản ứngaldol hóa, phản ứng ngưng tụ Claisen và phản ứng cộng Michael là một trong nhữngchuyên đề quan trọng và không thể thiếu trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏihóa học Đây cũng là một chủ đề kiến thức khó, sách tham khảo bằng tiếng Việt rất ít

Đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết về phản ứng aldol hóa và xây dựng một số dạngbài tập liên quan để góp phần giảng dạy và nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏimôn hóa học của nhà trường

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN

+ Aldol hóa là phản ứng cộng nucleophin (thân hạch)

+ Enolat là nucleophin tốt và C của nhóm cacbonyl là electrophin (thân điện tử)+ Bazơ thường dùng là bazơ mạnh như NaOH hoặc KOH được cộng vào aldehyde.+ Sản phẩm của các phản ứng là b -hydroxyandehit hay andehit-ancol còn gọi là aldol.+ Cơ chế của phản ứng aldol hóa gồm 3 giai đoạn

Bước 1: 

Xảy ra phản ứng axit-base. Nhóm OH- tác kích vào H và

tách H để tạo thành enolat

Bước 2: 

Các enolat thân hạch tấn công andehit tại C của nhóm

cacbonyl thân điện tử để tạo thành một ancoxit trung gian

Bước 3: 

Xảy ra phản ứng axit-bazơ. Ancoxit deproton hóa một phân

tử nước tạo ra OH- và sản phẩm bhydroxyandehit là aldol

b-hidroxyandehit

Thí dụ 1 Phản ứng aldol hóa propanal

+ Trong điều kiện phản ứng aldol hóa, thường theo sau là đehydrat hóa tạo thành hợp chất

,b-carbonyl bất bão hòa

+ Cơ chế của phản ứng tách nước aldol theo 2 bước

Bước 1: 

Phản ứng axit-bazơ. Nhóm OH- tách H tạo thành enolat

Bước 2: 

Các electron của enolat để tạo thành liên kết C = C và nhóm HO

-tách ra Sản phẩm tạo thành là andehit có chứa hệ  liên hợp

,b-andehit bất bão hòa (enal)Đehydrat hóa

electrophin Nucleophin Liên kết C-C mới

Thí dụ 2: Phản ứng aldol hóa axetandehit, axetophenon

1.2 Phản ứng aldol hóa xeton

+ Là phản ứng cộng nucleophin

+ Bazơ thường dùng là NaOH hoặc KOH

+ Hoạt tính nucleophin của xeton kém hơn aldehit, ngoài ra còn bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng lập thể và điện tử Tuy nhiên phản ứng vẫn dễ xảy ra

+ Sản phẩm aldol bị tách nước tạo thành hợp chất có hệ  liên hợp

Điều kiện để aldol hóa hỗn hợp thuận lợi nhất là:

 Chỉ có một chất phản ứng có thể tạo thành một enolat

 Chất còn lại không có H và do đó tạo thành cacbonyl thân điện tử

 Trong 2 chất phải có một chất phản ứng thân điện tử hơn chất còn lại và đóng vai trò

là cacbonyl thân điện tử

 Thường thì andehit là chất thân điện tử hơn so với xeton nên sẽ là chất electrophin

Thí dụ 3: Khi sử dụng hợp chất cacbonyl chứa H như trường hợp sau đây thường tạo thànhsản phẩm duy nhất

Phản ứng aldol hóa có vai trò quan trọng trong tổng hợp hữu cơ vì nó tạo liên kết carbon mới, tạo ra các sản phẩm có hai nhóm chức

carbon-Các hợp chất b-Hydroxy carbonyl hình thành trong các phản ứng có thể dễ dàng chuyển đổithành nhiều hợp chất khác

Phản ứng

chung

b-dicacbonyl

Liên kết C-C  và  mới

Thí dụ 4: Phản ứng aldol hóa giữa diethylmalonat và benzaldehit Trong aldol hóa hỗn hợp,

các hợp chất b-hydroxy ban đầu luôn luôn bị mất nước để tạo thành các sản phẩm chứa hệ liên hợp

Andehit

electrophin

b-dicacbonyl tạo thành enolat electrophin

Không bền

Thí dụ 5:

1.4 Phản ứng aldol hóa nội phân tử

 Các hợp chất Dicacbonyl có thể tham gia phản ứng aldol hóa nội phân tử.

 Thành phần enolat và thành phần cacbonyl cùng thuộc cùng một phân tử

 Hướng phản ứng thường ưu tiên tạo thành sản phẩm aldol hóa có vòng bền hơn, vòng

5 - hoặc vòng 6

 Có thể xảy ra sự chuyển vị để tạo thành vòng bền hơn

Thí dụ 6: Aldol hóa 2,5-hexanđion

Sản phẩm aldol

xiclohexanon b-hidroxy cacbonyl

Ancol anlyic ,b-cacbonyl không bão hòa Với RMgX Với R2 CuLi

xeton

2,5-hexanđion Vẽ lại Liên kết mới C-C  và 

Thí dụ 7:

2-Thực trạng:

Chuyên đề về phản ứng hợp chất cacbonyl, đặc biệt là phản ứng aldol hóa, phảnứng ngưng tụ Claisen và phản ứng cộng Michael là một trong những chuyên đề quantrọng và không thể thiếu trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học Đâycũng là một chủ đề kiến thức khó, sách tham khảo bằng Tiếng Việt rất ít Đề thi thuộcchủ đề tổng hợp hữu cơ hiện đại hằng năm đều có sự cập nhật kiến thức mới yêu cầugiáo viên giảng dạy phải biên soạn bài tập để giảng dạy rất khó khăn Chính vì vậy, tàitập trung nghiên cứu lý thuyết về phản ứng aldol hóa và xây dựng một số dạng bài tậpliên quan để góp phần giảng dạy và nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi mônhóa học của nhà trường

Cơ chế phản ứng

Bước 1 Sự tạo thành enolat

Bước 2-4 Sự tạo vòng và tách nước

3 Giải pháp

Đề tài nghiên cứu về phản ứng aldol hóa và xây dựng các dạng bài tập liên quan đểphục vụ cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi cũng như làm tài liệu tham khảo chogiáo viên

Sau đây là các dạng bài tập liên quan đến phản ứng aldol hóa thường được sử dụng đểhọc sinh luyện tập, từ mức độ dễ đến khó

+ Bài tập xác định cấu trúc của sản phẩm trong phản ứng aldol hóa đơn giản

+ Bài tập giúp học sinh phân biệt được phản ứng aldol hóa với phản ứng ngưng tụClaisen, phản ứng cộng Michael

+ Bài tập về cơ chế phản ứng aldol hóa, ngưng tụ Claisen, cộng Michael

Bài tập 1 Xác định cấu trúc sản phẩm tạo thành: A, B, C, trong các phản ứng sau:

Trả lời bài tập 1

Bài tập 2 Xác định cấu trúc sản phẩm trong phản ứng aldol hóa và ngưng tụ Claisen sauđây.

Trả lời bài tập 2

Bài tập 3 Xác định loại phản ứng (aldol, ngưng tụ Claisen, cộng Michael) và xác định

sản phẩm tạo thành

Trả lời bài tập 3

Bài tập 4 Trình bày cơ chế của các quá trình sau:

Trả lời bài tập 4

III ĐÁNH GIÁ VỀ TÍNH MỚI, TÍNH HIỆU QUẢ VÀ TÍNH KHẢ THI, PHẠM

VI ÁP DỤNG.

1-Về tính mới

Chuyên đề về phản ứng hợp chất cacbonyl, đặc biệt là phản ứng aldol hóa, phảnứng ngưng tụ Claisen và phản ứng cộng Michael là một trong những chuyên đề quantrọng và không thể thiếu trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học Đâycũng là một chủ đề kiến thức khó, sách tham khảo bằng Tiếng Việt rất ít Đề tài tậptrung nghiên cứu lý thuyết về phản ứng aldol hóa và xây dựng một số dạng bài tập liênquan để góp phần giảng dạy và nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn hóahọc của nhà trường

2-Tính hiệu quả và khả thi

Kết quả thi học sinh giỏi vòng tỉnh từ năm học 2009-2010 đến nay: 1 giải nhất;

4 giải nhì; 9 giải ba và 30 giải khuyến khích

Năm học 2012-2013 có em Trịnh Văn Hưng – lớp 12C2, năm học 2013-2014

có em Lâm Tân Tấn – lớp 12T1, năm học 2015-2016 có em Quách Minh Nhựt – lớp12M được chọn vào đội tuyển dự thi vòng quốc gia

Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là một việc làm đầy khó khăn và thử thách, ngoài

sự nhiệt tình của giáo viên, sự say mê của học sinh cần có sự tổ chức tuyển chọn và kếhoạch bồi dưỡng hợp lý Sau đây là một số kiến nghị nhằm nâng cao chất lượng côngtác giảng dạy:

+Cần có kế hoạch tuyển chọn học sinh ngay từ lớp 10 Giáo viên dạy cần dạy chắc

cơ bản sau tăng dần tốc độ để đến lớp 11 học sinh có thể tham gia đội tuyển

+Phải tạo niềm tin trong học sinh Gây hứng thú cho các em và có quyết tâm vào

hóa học là việc làm rất quan trọng Trên đây, chỉ là một số bài tập, giáo viên giảng dạycòn phải tự cập nhật thêm từ các nguồn tài liệu trong nước và nước ngoài để có thêmngân hàng bài tập phong phú và phù hợp với yêu cầu giảng dạy.

Ý kiến xác nhận của thủ trưởng đơn vị Người báo cáo

Châu Văn Tuy Phạm Công Nhân

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-o0o -Cà Mau, ngày 25 tháng 05 năm 2014

ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN

Kính gửi: Hội đồng xét, công nhận sáng kiến Sở Giáo dục và Đào tạo Cà Mau -Họ và tên: PHẠM CÔNG NHÂN

-Đơn vị công tác: Trường THPT Hồ Thị Kỷ

Đề nghị Hội đồng sáng kiến công nhận sáng kiến năm 2014 như sau:

1 Tên sáng kiến: Sử dụng bài tập “phản ứng aldol hóa” để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học.

2-Sự cần thiết.

Với mục tiêu góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn hóahọc trong nhà trường Chính vì thế, sáng kiến kinh nghiệm “Sử dụng bài tập “phản ứngaldol hóa” để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học góp phần bồi dưỡng cho học sinh nắmchắc kiến thức từ cơ bản đến nâng cao, rèn luyện các kỹ năng làm các dạng bài tập đặctrưng của hóa hữu cơ như: xác định cấu trúc sản phẩm, viết cơ chế phản ứng, rèn luyện

kỹ năng tổng hợp, so sánh Nhằm phục vụ tốt hơn công tác bồi dưỡng học sinh giỏimôn hóa học

3-Nội dung cơ bản của sáng kiến

Sáng kiến gồm có 2 phần:

Phần 1: Tìm hiểu về lý thuyết phản ứng aldol hóa

Trong phản ứng aldol hóa, hai phân tử aldehit hoặc xeton phản ứng với nhau trong môitrường bazơ tạo thành hợp chất b-hydroxy cacbonyl

+ Phản ứng aldol hóa andehit

+ Phản ứng aldol hóa hỗn hợp: Phản ứng aldol hóa hỗn hợp có nghĩa là enolat và cacbonylkhông phải từ cùng một aldehit hoặc cùng một xeton.

+ Phản ứng aldol hóa có vai trò quan trọng trong tổng hợp hữu cơ vì nó tạo liên kết carbon mới, tạo ra các sản phẩm có hai nhóm chức

carbon-+ Các hợp chất b-Hydroxy carbonyl hình thành trong các phản ứng có thể dễ dàng chuyểnđổi thành nhiều hợp chất khác

+ Phản ứng aldol hóa nội phân tử: Hợp chất Dicacbonyl có thể tham gia phản ứng aldolhóa nội phân tử ưu tiên tạo thành sản phẩm aldol hóa có vòng bền hơn, vòng 5 - hoặc vòng 6

Phần 2: Các dạng bài tập liên quan đến phản ứng aldol hóa

Sau đây là các dạng bài tập liên quan đến phản ứng aldol hóa thường được sử dụng đểhọc sinh luyện tập, từ mức độ dễ đến khó

+ Bài tập xác định cấu trúc của sản phẩm trong phản ứng aldol hóa đơn giản

+ Bài tập giúp học sinh phân biệt được phản ứng aldol hóa với phản ứng ngưng tụClaisen, phản ứng cộng Michael

+ Bài tập về cơ chế phản ứng aldol hóa, ngưng tụ Claisen, cộng Michael

4-Phạm vi áp dụng

Giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học dự thi vòng tỉnh, vòng quốc gia.

4-Hiệu quả đạt được.

Kết quả thi học sinh giỏi vòng tỉnh các năm qua

Năm học Số học sinh dự thi Giải nhất Số học sinh đạt giảiGiải nhì Giải 3 Giải kk

Phạm Công Nhân