Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Tổng hợp 3-(8-hidroxiquinolin-5-yl)-1-(4-iodophenyl)prop-2en-1-on

Trong số các hợp chất dị vòng thì 8-hiđroxiquinolin và một số dẫn xuất của nó có hoạt tính sinh học cao đồng thời là thuốc thử hữu cơ quan trọng và rất phổ biến trong hóa học phân tích n

` BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TP.HCM

KHOA LUAN TOT NGHIEP CU NHAN HOA HOC

Chuyên ngành: HOA HỮU CƠ

Tưng PHỐ HỒ CHÍ MINH trường Đạt-nọc Sự nạ HANG 5 NĂM 2010

TP HO-CHI-MINH

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thầy Lê Văn Đăng

_—_—_—————————————————.=5=-°———_—S-LỜI CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp “Tổng hợp

3-(8-hidroxiquinolin-5-yl)-1-(4-iodophenyl)prop-2-en-1-on” hoàn thành nhờ sự giúp đỡ, hướng dẫn, quan tâm

của quý thay cô cũng như bạn bè dé em hoàn thành tốt khóa luận.

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Đăng đã trực tiếp

hướng dan.quan tâm giúp đỡ và động viên em vượt qua những khó khan trong

quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong ban chủ nhiệm khoa Hóa,

toàn thể các thầy cô trong tổ bộ môn Hóa Hữu Cơ đặc biệt là các thấy cô ở

phòng thí nghiệm Hóa Hữu Cơ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn

thành khỏa luận.

Do thời gian tiến hành còn hạn hẹp và kinh nghiệm còn ít ỏi vì vậy

luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy em xin ghi nhận và biết ơn

những ý kiến đóng góp từ quí thầy cô và các bạn để khóa luận được hoàn

chỉnh,

Thành phố Hồ Chí Minh - 5/2010

Bùi Thị Kim Hoa

SVTH: Bùi Thị Kim Hoa Trang |

Khóa luận tốt nghệp vd: Thầy Lê Văn Đăng

MỤC LỤC

lIN CĂN DÍN se ckcccctiiccccidlkdikcsdi(G00G:.di400ã.6340006018804Gui2u6320Á |

MUỨEEWSEE.2 4x vaeiaaq@isiuusanawaayaasaya 2

LOT NÓI ĐẦU 56-9 1212112111 1111022111211115131 10111011111 5

PHAN I: TONG QUAN VE CƠ SỞ LY THUYÉTT 7

Chương I: ĐẠI CUGNG VE PHAN UNG THE ELECTROPHIN Ở NHÂN

4 Usa) ep ae oR ne ae EN RAPES ERO NE IT ane a Se ome ey Spee nee Oe ern ap eect 8

I Khảo sát phan ứng thế electrophin vào nhân thơm ( SgAr) 8

I.3.5 Xác nhận sự hình thành phức o bằng cách nghiên cứu hiệu ứng

động ti ĐC G6 Re ODN RC SH OPEC ETS X20 006000 6220i06»e 13

1.3.6 Sự chuyển hóa của phức 6 cccccsessesesocenssssnessnsncensarsnesecenceneavensenne 13

1.3.7 Sự phân lập phức ơ trung gian esS 15

Il Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phan ứng thé electrophin trong vòng

KhưNN t5 4xxzaGivaieaiiaxtsaisxssi@6aisti\xqaltu¿esqiuwssas 15

11.1 Ảnh hưởng của cấu trúc chất ban đẩu 6 5555 55c vscee 15

11.2 Anh hưởng của tác nhân electronphin «se 18

11.3 Anh hưởng của dung môi và xúc tắc - 5-55 s<s<se2 20Chương II: CÁC PHƯƠNG PHÁP FORMYL HÓA NHÂN THƠM 22

L Formyl hóa gattermann — koch HH 25 xee 22

1.1 Cơ chế phần tng ccccccsssssovssssesessssssssveessnvenssssssasssvevsnnieaneeaeansenanenrancenenee 22

oD vì HE (ID Ggeceeccssccetoseiiroressevesireisdecsvoriirrcstrecrruioecosoesyoniogevveve 23

BS Hiến NG co 86cix226665/60510166g066ivx66s54030660104/(63G50/400666680 24 1.4 Những cải tiến của phương pháp - - S esees 24

L4 Điều kiên tiến hành phản ứng (2-5 S5 St v2 SE Erxrsres 25

II PHAN UNG FORMYL HÓA GATTERMANN 5© 25

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng_——_————_——_——_—_—_—_—_—_—_— _—_—_A-Õ””°”-5”?-?”?°"”-5””:=¬=::: ¬>~m5h.—m~~————~—_————

IV.4 Điểu kiện tiến hành phan ứng Hi 36

V, FORMYL HÓA BANG TÁC NHÂN FORMYL CLORUA 36

V:1:Gd Chế phan tng ssinccscit iia 36 V2 Điềb kiện tiến bd (6c c0 assess ae 37

VI CÁC PHƯƠNG PHÁP FORMYL HÓA KHAC 38

VL1 Formyl hóa bằng clorometylen dibenzoat và điclorometyl ankyÌ ete

Wrgtti(cbyy(X34044)(410i5488.4L20iii0104266001010G018402312681XG04A6181364i14058,23011i5)1856ã4i40 38

VỊ,2 Formyl hóa bằng etyloxalyl cÏorua 55s vsxsecserrre 39

VI.3 Formyl hóa bằng formyl clorua oxim - 5- 5s ssss+eeeeeeeve 39

VI.4 Formyl hóa bằng ankyl octoformiiat check 40 WES TỪ BơD CO RII toà so 00226 ciácqingesancco¿srznoi, 40

VE5:1:'T dẫn xưết cƠ NI Ni 0i6-2 2212006220002 6Gïi 40

VE S27 Deep chal ed LAI xát c0iá2csc is eS 4l

CHƯƠNG 3: PHAN UNG NGƯNG TU ALDOL-CROTON HÓA TẠO HỢP

CHẤT CACBONYL 8 KHÔNG NO 22-CCCCC22+cEZECECE2zzzee 42

1M GAN 640620266 122446610106Gá2061(00Ả434140J1366SQa08x52xdù 42

1.1 Đặc điểm của nhóm cacbonyÏÌ cà cnnxersesrsrnsrse 42

1.2 Tính axit của nguyên tử hidro a của nhóm cacbonyÌ 43 1.3 Phản ứng giữa hiro a của nhóm cacbonyÌ va nhóm cacbonyl 43

L4: Phần Gig CÔNG 0N“ (236v 06á241icsc20624)/662ccse con 44

1.4.1 Phan ứng cộng andol xúc tác bằng bAZO c.sssscseecsvsesesssesenneesneeeers 45 1.4.2 Phan ứng andol xúc tác bằng AXit ccccseecssecseessecsnecsssesecsneennecens 46

1.5 Cơ chế phản ứng đehidrat hóa sản phẩm cộng anđol 47

1,3:1 Pebbktrát hóa ĐẤT ĐÁĐỦ sis 650060 C0 (G0 ((G.ZŸ.y47

1.5.2 Dehidrat hóa bằng xúc tác axit S2 scriey48

1.5.2.1 Dehidrat hóa theo cơ chế enol - co ccccc<<ssve 481.5.2.2 Dehidrat hóa theo cơ chế cacbocation - -‹-<5<e2 48

1.6 Anh hưởng của nhóm thế nối với nhóm cacbonyl đến khả năng phản

ng công enol = ceo be assis tái 6i 2066660166000 b242á 49

BG UST a 0n 6M O1 cá t0 0201202 x2 0008/22 Q05/4 49

1.6.2 Hiệu ứng không gian - <Ă 5S HH H01 50 1.7 Phản ứng ngưng tụ — croton hóa Claisen — Schimidt 30

L.& Các yếu tố ảnh hưởng đến phan ứng ngưng tụ - croton hóa 5I

Gil Rie the CC 7:24 16C 2110066060066 aE 31

f:8:1.10X6G TRS MNEU061044660G601v066660110067660/0022262vai 51

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng_—_—_—————_————_——————————_~B~—————~—~—~~~

1812 XP (RỀ | he ceo RMN NE ERR Creme 51

Be eT TIT ÐNNNNAAAANIDOAOONHEOODDDIINGENIERĐASARSG 52

EE:3 Nghề đỗ cach oxsE0106t0000066006616006)44104246660i126114664866611038888.038.67 52

8.4: S00 gìn phê ỨNGGS626:(0S06260( 02261666 0GG26020AaGxiL 32 L5, Tỷ lệ mol S62 006<s6064016cc4c6dlacdkss6ig4suvsoweoscoai 52

PHẨNHTHUỤE CHỈ, ——ŸS————S———SS -SSS=SẰ= =5- 53 CHỈ, To cài: PR AAÀ VAN TƯƠNG NÀNG TÔ NO NT NT 54

BE Tiling hóa các CIR cassis iciisassssnsssisipawcnsncsnnsatticacnacentiuia iccbpsatenestapeaenabton 54

IL.1 Tong hợp 5-formyl-8-hidroxiquinolin 0cessceesseesesserescvesseseeeeee 54 11.2 Tổng hợp 3-(8-hidroxiquinolin-5-yl)-1-(4-iodopheny])prop-2-en-1-on

Min innouonn90000000000006000090060060000600 000/09/0 60008000 0000000000n00009nibind64; 58

PHAN III: KET QUA VÀ THẢO LUAN ccsccsveccssseescovesrssvesssneesesnyesssneennoneeenes 60

1 Tống hợp 5-formyl-8-hidroxiquinolin -¿- 552252222 cxv22xecxczkrcex 61

1.1 Phan ứng vi cơ chế tổng hợp 5c csvcscsrrvrtrrrrerrerrrvrrs 6l

Sy cv AACE IE DÂN NNNAAONAAostdllaioelhsielinenbin, 62

_ ĐH „ l¡.- - Tn | 63

II Tổng hợp 3-(8-hidroxiquinolin-5-y])-1-(4-iodophenayl)prop-2-en- I-on 6 5

II.1 Phản ứng tổng hợp và cơ chế 72 szcccccczceecrecrserrsrcrcee 65 IEã: Điều Mê NIÊN c0 0066006)1 1266460666060 OOP COI 67

CE LLL LLL, 67

v21) 00922 2 1 Ci | 5? a eee 76

PHAN V017 L1 sswecadeeeaeasnotonnaete00690000270096000500047/(0060266100Ẻ T8

TẠI LINH THAM KH escent D0260 ccticcckbi0oaidatksaryia 83

SVTH: Bui ThiKimHoa - Trang 4

Khóa luận tốt nghiệp

LOI NÓI DAU

_ Gvhd: Thầy Lê Van Dang

Lý do chọn dé tài

Ngày nay, các hợp chất dị vòng đã và đang chiếm một vị trí ngày cang

quan trọng trong ngành sản xuất dược phẩm, đặc biệt là trong các thuốc phòng trừ và diéu trị các bệnh hiểm nghèo Với sự phát triển không ngừng của khoa học hóa học thì xu hướng nghiên cứu các hợp chất dị vòng và tổng

hợp bat chước theo các cấu trúc của các hợp chất thiên nhiên không những

không bị thu hẹp mà ngày càng được phát triển.

Nhiều hợp chất dị vòng chứa nitơ là chất có hoạt tính được học quí

báu, chính vì thế đối với ngành công nghiệp dược phẩm nhóm hợp chất này

được coi là những hợp chất vô cùng quan trọng và được nhiều người quan tâm

cả về nghiên cứu lẫn sản xuất,

Một số dẫn xuất của quinolin từ lâu đã được dùng làm thuốc chữa bệnh sốt rét, lị, lao Nhiều người đã tổng hợp, nghiên cứu quang phổ và thử họat

tính chống nấm chống khuẩn của một số andehit và xêtôn chứa nhân

quinolin Tuy vậy, việc tổng hợp cũng như các hidroxi quinolylidenaxêtôphenon mới chỉ để cập rất ít trong các tài liệu tham khảo

Trong số các hợp chất dị vòng thì 8-hiđroxiquinolin và một số dẫn xuất

của nó có hoạt tính sinh học cao đồng thời là thuốc thử hữu cơ quan trọng và

rất phổ biến trong hóa học phân tích nhỡ khả năng tạo phức của nó cũng như

các dẫn xuất với nhiều ion kim loại, đó là những muối nội phức vòng được

ứng dụng rộng rãi trong thực tế để tách phân tích trọng lượng, phân tích thể

tích.

Do đó, việc nghiên cứu và tổng hợp một số dẫn xuất cacbonyl của

8-hiđroxiquinolin bởi các lý do sau day:

> 8-Hiđroxiquinolin và dẫn xuất của nó có khả năng tạo phức với các ion

kim loại, do đó được sử dụng rộng rãi trong công nghệ hóa học phân tích.

SVTH: Bai Thị Kim Hoa ‘Trang 5

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thầy Lê Văn Đăng

> Các dẫn xuất của 8hiđroxiquinolin đặc biệt là dẫn xuất cacbonyl œ,B

-không no của chúng là mô hình tốt để nghiền cứu sự ảnh hưởng qua lại giữa

các nguyên tử trong phân tử.

> Dẫn xuất của 8-hidroxiquinolin đặc biệt là dẫn xuất cacbonyl a8 - không

no của nó có tác dụng hoạt tính sinh lý như: chống lao, chống nấm, diệt

khuẩn nên được sử dụng trong y dược làm thuốc chữa bệnh

> Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học thực nghiệm nhằm nâng cao

kĩ năng thực hành, làm tién dé cho quá trình học tập sau này

Tên để tài

“Tổng hợp 3-(8-hidroxiquinolin-5-yl)-1I-(4-iodophenyl)prop-2-en-1-on "

Mục đích của luận văn

> Tổng hợp thành công 5—formyl-8-hidroxiquinolin từ 8-hidroxiquinolin với

tác nhân formyl hóa là CHCl, dùng KOH làm xúc tác theo phản ứng

Reimer-Tiemann

> Tổng hợp 3-(8-hidroxiquinolin-5-yl)-1-(4-iodophenyl)prop-2-en-l-on bằng

phan ứng ngưng tụ anđol—croton hóa với xúc tác axit.

> Xác định các thông số vật lý của các chất tổng hợp chất : nhiệt độ nóng

chảy, dung môi hòa tan.

> Tiến hành đo phổ hổng ngoại và phổ cộng hưởng từ của các chất tổng hợp

được.

Phương pháp nghiên cứu :

>» Nghiên cứu lý thuyết

> Tiến hành thực nghiệm tại phòng thí nghiệm

> Do phổ hồng ngoại và cộng hưởng từ hạt nhân, phân tích các kết quả từthực nghiêm, từ đó rút ra kết luận.

SVTH:BaiThiKimHoa CC Trag6

Khóaluậntốngp Gv: Thầy Lê Văn Đăng

PHANI

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thầy Lê Văn Dang

Chương I: ĐẠI CƯƠNG VE PHAN UNG THẾ

ELECTROPHIN Ở NHÂN THƠM

1 Khảo sát phản ứng thế electrophin vào nhân thơm ( SgAr):

(6,13.14,16,17]

11 Đặt vấn dé :

Vòng thơm ( benzen, naphtalen, azulen, pirol, ) là vòng liên hợp kín

rất bền vững và có năng lượng thơm hóa khá lớn (benzen 36 kcal/mol;

naphtalen 61 kcal/mol ) Vì vậy, đối với một hợp chất thơm, phản ứng thế dé

xảy ra hơn phản ứng cộng, vi phản ứng cộng phá vd hệ thơm.

Các phản ứng thế ở nhân thơm có thể là : thế electrophin SeAr, thế

nucleophin S„Ar hoặc thế gốc SgAr

Do vòng thơm có mật độ electron cao, dé tương tấc với tác nhân

electrophin nên phản ứng thế đặc trưng và phổ biến hơn cả ở các hợp chất

thơm là thế electrophin

L.2.Cơ chế chung :

Xét về mat lý thuyết, phản ứng giữa chất thơm ArH và tác nhân

electrophin E” tạo sản phẩm ArE và HỶ có thể xảy ra theo 3 cơ chế :

Cơ chế 1 : cơ chế | giai đoạn tương tự cơ chế S„2 :

E`+Ar-H ~>[E” Ar H“ | E-ArtH"

trạng thái chuyển tiếp

Cơ chế 2 : Cơ chế 2 giai đoạn đơn phân tử, tương tự cơ chế Syl:

Ar-H—“—»Ar — —»Ar-E

cacbanion

Cơ chế 3 : Cơ chế 2 giai đoạn lưỡng phân tử ( cơ chế phức ø ):

§WHBAiIjKmHAO - - Trang §

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Dang

' Si

Ar-H+E'—— thâm „ A;; —- ss ArE

Các kết quả nghiên cứu bằng thực nghiệm cho thấy rằng hầu hết các phản ứng thế electrophin ở nhân thơm đều xảy ra theo “co chế phức ø”,

1.3 Tìm hiểu “cơ chế phức o” :

1.3.1 Nguyên tắc :

Phản ứng đòi hỏi xúc tac thường là axit proton mạnh như H;SO; hay

axit Lewis dạng halogenua kim loại như : AIC];, FeBr;, ZnBr;

Phản ứng diễn ra theo cùng một con đường :+ Phản ứng bắt đầu bởi chất xúc tác tương tác với tác nhân phản ứng tạo tác

nhân electrophin thường là các cation E*

+ Tác nhân electrophin (cation E”, hay đầu mang điện tích dương của liên kếtphân cực mạnh) vào hệ thống electron œ thơm kết quả là tạo phức ø không

1.3.2 Hai giai đoạn của phản ứng :

Ngoại trừ phản ứng sunfo hóa, các phản ứng theo cơ chế này thông

thường qua 2 giai đoạn ;

+ Giai đoạn | : thường xảy ra châm và tạo phức ø trung gian

Khóa luận tốt nghiệp = Gvhd: Thay Lê Van Đăng

phức x phúc ơ

Phức ø được an định bởi cộng hưởng và điện tích dương phân bố trên ba của

năm obitan p nhưng kém bền hơn aren đầu vì đã mất tính thơm

HE ⁄ gt

Cổ — O— |» €

phức ơ

phức ơ

+ Giai đoạn 2 : phức ø loại nhanh một proton H* tạo sản phẩm

Thực tế, hợp chất thơm và tiểu phân electrophin có khả năng tạo phức yếu

hơn phức ø Phức yếu này gọi là phức x Trong phức x, hệ thống electron x

tham gia như là chất cho electron còn tác nhân electrophin là chất nhận Sự tạo thành và phân ly phức œ rất nhanh, không ảnh hưởng đến tốc độ phản

ứng cũng như bản chất của chất tạo thành

SVIH: Bùi ThKmHaA Trang 10

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thiy Lê Văn Đăng

thé nang

Trong phản ứng SeAr, giai đoạn chậm quyết định tốc độ phan ứng là giai

đoạn 1, tác nhân E* thiếu electron tấn công vào hệ thống thơm giàu electron

của nhân Do đó, khi vòng benzen có nhóm đẩy electron làm tăng mật độ

electron trong nhân thì tôc độ phản ứng SeAr sẽ tăng và ngược lại nhóm rút electron làm tốc độ phản ứng giảm.

1.3.3 Xác nhận sự hình thành E* :

Bằng nhiều phương pháp khác nhau, người ta đã chứng minh được sự

có mặt của E* như NO;*, Br°, R”,

Ví dụ như sự hình thành NO,” trong phan ứng nitro hóa đã được chứng

minh bằng phương pháp nghiệm lạnh, bằng phổ Raman, bằng động học và

bằng cả cách tách riêng muối nitroni,

1.3.4 Sự hình thành phức o:

Phức ø là sản phẩm trung gian không bén của phản ứng thế, là một

cation vòng chưa no, trong đó 4 electron x phân bố ở 5 nguyên tử cacbon,

còn nguyên tử cacbon thứ sáu thì ở trạng thái lai hóa sp’ có cấu tạo tứ diện :

SVTH: Bùi ThịiKimHoa Trang 11

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng._——_—————_————————_——————————————————~~~

—>~*+>—~——~—~-Ta có thể mô tả cấu tạo của phức øbằng công thức sau :

Hà £

1+

3

Sự tạo thành phức o có sự thay đổi trạng thái lai hóa từ C,,3 sang C,,2

nên đã phá hủy tính thơm của nhân benzen, do đó giai đọan này thu nhiệt.

Theo tính toán của cơ lượng tử thì :

> Năng lượng liên hợp của phức o là 26 kcal/mol

> Năng lượng liên hợp của nhân benzen là 36 kcal/mol

> Suy ra : Phản ứng thế cần năng lượng khoảng 10 kcal/mol

Khi tạo thành phức ơ, phức đó có thể bén vững theo hai hướng khác

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng—_—_——_——— ————_——`Ể—Ƒ——`ỄŠ.2EĐẶmỢ _yềýƑ.ẹớ

we & (1)

oF SN

1.3.5 Xác nhận sự hình thành phức ø bằng cách nghiên cứu hiệu ứng đồng vị

học :

Biện luận về 3 cơ chế lý thuyết nêu trên, ta thấy :

> Nếu proton bị tách ra trước khi tác nhân E' tác kích vào vòng thơm ( cơ chế

2 giai đoạn đơn phân tử ).

> Nếu cả hai quá trình đó xảy ra ( cơ chế | giai đoạn ) thì phải có hiệu ứng

đồng vị học nghĩa là hợp chất thơm đã được đetơri hóa hay triti hóa sẽ tham

gia phản ứng có tốc độ nhỏ hơn so với hợp chất thơm không chứa hidro đồng

vị vì bước phân cắt liên kết C — H quyết định tốc độ chung của phản ứng.

>» Nếu liên kết C - H không bị cắt đứt ở giai đoạn quyết định tốc độ chung

(cơ chế phức ø) thì sẽ không thấy hiệu ứng đồng vị

Thực nghiệm cho thấy, các phản ứng thế electrophin ở nhân thơmkhông cho hiệu ứng đồng vị

+ VD : Nitro hóa C4HsNO, và CạÐ;NO; không thấy có sự khác nhau về tốc

độ phản ứng

Như vậy : các phản ứng thế electrophin ở nhân thơm xảy ra theo cơ chế : hai

giai đoạn lưỡng phân tử hay “cơ chế phức o” hay “cd chế S;2Ar”

1.3.6 Sự chuyển hóa của phức o:

Trong phức ơ, electrophin liên kết ở vị trí xác định của nhân benzen, ở

đó cacbon có mật độ eletron lớn hơn và sự tạo thành phức o có thể thuận

nghịch Sự chuyển hóa phức ơ cũng có thể là thuận nghịch phụ thuộc vào sự

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lẻ Van Đăng..—_—_—_———————————Ừ—_—_—_————ỄẰễ—————

dé dàng tách eletrophin hay tách proton Phức o cũng có thể cộng hợp với

nucleophin để tạo thành sản phẩm cộng đien:

Giản đồ năng luợng chuyển hóa phức ơthành sản phẩm

Đa số phan ứng xảy ra qua quá trình tách proton vì có sự thơm hóa

nhân benzen, đòi hỏi năng lượng thấp hơn là cộng nucleophin, song cũng có

phản ứng mà sản phẩm hình thành là sản phẩm cộng nucleophin khi tác nhân

nucleophin là tác nhân mạnh và hiệu ứng nhiệt của phản ứng tái thơm hóa

không lớn Chẳng han nitro hóa antraxen trong ancol:

ÔNG, —ROH „ Œ

Phản ứng xảy ra sự tạo thành sản phẩm cộng vì khuynh hướng tái tạo

hệ thơm anưaxen không lớn do nhiệt giải phóng ra nhỏ.

Khi nghiên cứu hầu hết các phản ứng thế eletrophin vào nhân thơm,

cho thấy có tính tương quan giữa tốc độ thế và tính ổn định của phức, hay nói

cách khác tính bén của phức o quyết định tốc độ của phan ứng S;

SVTH: Bùi Thị Kim Hoa —— Tangl4

Khỏa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lé Văn Đăng_——_—_—_——— ễ — eneniememnaies

1.3.7 Sự phân lập phức o trung gian

Người ta đã phân lập được phức o sinh ra trong quá trình thếelectrophin Đây là bằng chứng cho cơ chế

+ VD : Cho Etyl florua tác dụng với mezitylen ở - 80°C có mặt BE; làm xúc

tác người ta thu được phức (I) Phức (1) là một chất rắn, nóng chảy ở - 15°C,

khi đun nó chuyển ngay thành sản phẩm (H)

Trên đây ta chỉ mới để cập đến sự hình thành phức co Thực ra trong

phản ứng thế electrophin ở nhân thơm còn có hình thành phức x trước và sau

khi tạo thành phức ø.

Trong nhiều trường hợp, để đơn giản hóa vấn để người ta có thể bỏ qua

không trình bày các bước tạo thành phức x nhất là phức 6s.

Il Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản ứng thế electrophin

trong vòng thơm Í1*121819

11.1 Ảnh hưởng của cấu trúc chất ban đầu

Về khả năng phản ứng, mật độ electron nói chung trong nhân benzen

càng lớn thì tác nhân của E” càng dé tấn công Do đó các nhóm có hiệu ứng

+l và +R làm tăng khả năng phản ứng, các nhóm thế -I, -R làm giảm khả

năng phản ứng.

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thầy Lẻ Văn Đăng_—_—_—_—_—_—_—_—_—_—_—_—_—_— —-^^ỪỪ”ờỪỜ”Ừ”””Ừ”Ừ”Ừ”Ừ'”Ừ”Ừ”””nn"b——————— So eee

Mặt khác vì phức có điện tích dương nên các nhóm thé làm ổn định

phức ơ (+1, +R) làm tăng khả năng phản ứng, các nhóm thế làm mất ổn định

phức o thì ngược lại Các nhóm thế có hiệu ứng -I lớn hơn +R cũng làm giảm

khả năng phản ứng (F, Cl, Br )

Để giải thích hiện tượng này, thường hay dùng quan niệm về cấu trúc

cộng hưởng hay liên hợp Các nhóm thế có thể hoạt hóa hay bị thụ động hóa

chọn lọc trong nhân benzen phụ thuộc vào hiệu ứng electron của nhóm thế

làm ổn định trạng thái chuyển phức ơ.

Các nhóm thế trên được chia thành hai nhóm lớn chính:

+ ¬ Nhóm làm tăng họat nhân benzen: Các nhóm thế này xúc tiến nhanh

phản ứng hơn bezen và phức o có năng lượng ổn định hơn phức o của benzen.

> Các nhóm ankyl : có hiệu ứng +l làm tăng mật độ electron của nhân, làm

ổn định phức o ở o- và p- bằng hiệu ứng siêu liên hợp:

Ổn định của nhóm ankyl ở o- và p- ở m- không có ổn

bằng liên hợp hay cộng hưởng định này

> Các nhóm thế chức cặp electron tự do hay liên kết x cũng làm ổn định

trạng thái chuyển tiếp ở o- và p-

§SWIHBùủIhjKmHEO CC anle

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng~———=~————————————————————————————————————~~~=~~~~ i S90 ee i em

> Các nhóm chức no thiếu electron như C=O, C=N hoặc những nguyên tố

âm điện mạnh không có cặp electron tự do: làm cho phản ứng chậm hơn

bezen và phức ơ có năng lượng cao hơn phức o của benzen

bị động hóa mạnh bị động hóa yếu bị động hóa mạnh bị động hóa yếu

> Các nhóm thế bị động như các halogen: làm giảm khả năng phản ứng

bằng hiệu ứng —I, song khi tạo thành phức o, các halogen lại xuất hiện hiệu

ứng liên hợp của cặp electron trên obitan 3p với obitan của cacbon nhân

Không có tương tác liên hợp hay

ổn định bằng liên hợp hay cộng hưởng cộng hưởng với nguyên tử clo

Khóa luận tốt nghiệp _ Gvhd: Thay Lê Văn Đăng

Tương tác này bù trừ cho hiệu ứng —I, nhưng vì hiệu ứng này không hiệu ứng

không hiệu dụng như trường hợp liện hợp của obitan 2p nên hiệu ứng -I vẫn quyết định hơn.

> Các nhóm thế hút electron như CH;CI, CHC];, CH;CC|; làm gidm khả năng phản ứng bằng -I nhưng có hiệu ứng siêu liên hợp ở phức o ở vị trí o-

và p-.

® Kết luận:

> Nhóm đẩy electron an định phức o hơn nhóm rút eletron do đó phản ứng

S;Ar xảy ra dé dang hơn

> Nhóm đẩy electron càng mạnh thì để xảy ra phan ứng S_ hơn

11.2 Anh hưởng của tác nhân electronphin :

Trong phan ứng Se, chất ban đầu đóng vai trò là một bazơ, nghĩa là tính bazơ hay khả năng cho electron của chất ban đầu quan trọng như đã nói

trên nhưng tác nhân electrophin E” còn quan trọng hơn.

Tác nhân E” là axit Lewis, nghĩa là thiếu electron, có ảnh hưởng tới tốc

độ phản ứng cũng như tỷ lệ đồng phân:

Nếu tác nhân E* là axit yếu, nghĩa là thiếu hụt electron, có ảnh hưởng

tới tốc độ phản ứng như tỷ lệ đồng phân.

Nếu tác nhân E” là axit mạnh, nghĩa là sự thiếu electron định chỗ và

mạnh thì sự khác nhau càng nhỏ Tác nhân này bản thân đã có năng lượng

cao can thiết cho phan ứng hay ít đòi hỏi sự chuyển electron từ nhóm thế tới

trung tâm phản ứng Khi có E* mạnh thì ảnh hưởng của nhóm thế trong nhân

benzen đền tốc độ phản ứng có giá trị nhỏ.

> Ví dụ:

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng_—_—_——_————————————_— —Ờ_——_—>_ ^“~T~~—~—~~~~~~~

Bang 1: tốc độ phản ứng của toluen và benzen bởi các tác nhân khác nhau

Clo hóa

Axetylnitrat nitro

4 Tác nhân E* ảnh hưởng tới sản phẩm thế ở vị trí khác nhau trong phân

tử chất ban đầu:

> Tác nhân E” giàu năng lượng sẻ tạo thành lượng ortho và para lớn hơn khi

có nhóm thế ưu tiên định hướng meta và lượng lớn meta khi có nhóm thế ưu

tiên ortho-para.

> Tác nhân E* nghèo năng lượng hơn thì tỷ lệ sản phẩm phụ thuộc vào ban

chất của nhóm thế theo quy tắc chung.

> Ngoài ra, tác nhân E’ cũng có khả năng phản ứng ở các vị trí khác nhau này

gọi là sự lựa chọn của tác nhân Có thể hình thành quy tắc: Khả năng phản

ứng càng cao, tính chọn lựa của nó càng nhỏ và ngược lại Chẳng hạn, tỷ lệ

tốc độ phản ứng và tỷ lệ sản phẩm như bảng | dựa vào hai chỉ số:

1 Tính chọn lựa khi tấn công và toluen so với benzen;

2 Tính chọn lựa giữa vị tri meta va para.

Bảng 2: Tốc độ tương đối và phân bố sản phẩm thế của toluen và benzen

-nate

1 BuiThiKanHoa TT | nướng ĐạrH0ES0Phạm | —"“Trang 19

SVTH: Bùi Thị Kim Hoa TP HỒ-0ni.1u0ni | rang

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thấy Lê Văn Đăng

đánh giá bằng tỷ lệ ở vị trí para và meta.

® Kết luận

> Tác nhân E' là axit yếu thì ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của benzen vả

dẫn xuất thé càng lớn hơn tác nhân E” là axit mạnh.

> Tác nhân Eˆ có khả năng phan ứng càng cao thì tinh chọn lọc vio các vị trí

the trên vòng benzen càng nhỏ.

11.3 Anh hưởng của dung môi và xúc tác:

Dung môi ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng cũng như hàm lượng đồng

phân.

> Ví dụ: Khi clo hóa toluen trong các dung môi được trình bày ở bảng 3 Ta

thấy tỷ lệ đồng phân ortho khi chuyển tới dung môi phân cực hơn, chứng tỏ

dung môi đã tham gia vào quá trình làm cho trạng thái chuyển tiếp có khó

khăn không gian lớn ở vị trí ortho hơn para nên ham lượng đồng phân ortho

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng

Kết qua trên cho thấy: sự thay đổi tốc độ thé clo trong hai dung môi

+ axit axetic : e = 6.15

+ nirometan : e = 37.5

Làm giảm etropi từ -30.4 đến -50 đ.v.e và năng lượng giảm từ 13.5 đến 5.6

kcal/mol đều có liên quan tới độ phân cực của dung mồi

Anh hưởng của dung môi biểu hiện mạnh trong trong những phản ứng có hiệu

ứng đồng vị, tức giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng là phân hủy phức ơ

SVTH: Bùi ThKmHaA CC Trng2l

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng

_—_—_—_— ———————————————————————Ƒ—~—————~—~~—=—-~-Chương II: CÁC PHƯƠNG PHÁP FORMYL HÓA

NHÂN THƠM

Để gắn - CHO vào nhân thơm vó nhiều phương pháp khác nhau, tuỳ thuộc

bản chất của nhân thơm, tác nhân formyl hóa cũng như xúc tác

I Formyl hóa gattermann — koch '**!

Phan ứng Gattermann — Koch là phản ứng đưa trực tiếp nhóm —- CHO

vào nhân thơm mà tác nhân formy! hóa là formy! clorua Phan ứng là sự tương

tác của hỗn hợp khí cacbonmono oxit (CO) và khí hidro clorua (HCI) với

hidro cacbon thơm khi có mặt nhôm clorua (AICI;) và déng(1) clorua ( Cu;C];)

I.1 Cơ chế phan ứng

Dưới ảnh hưởng của xúc tác CuCl, , CO và HC! sẽ hóa hợp tạo thành

formyl! clorua (HCOC)) :

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng.

+ HCl + AICI,

1.2 Pham vi ting dung

Phương pháp Gattermann — Koch là một phương pháp thuận lợi để

điều chế các anđehit thơm đơn giản

>» Với dẫn xuất một lần thế của benzen như : ankyl benzen, diphenyl,

florobenzen, clorobenzen thì nhóm -CHO sẽ thế vào vị trí para

(bromobenzen và iođobenzen không phản ứng ) Ví dụ :

AICH,-Cu;C, Cu;Cl;

> Với dẫn xuất hai lần thế của benzen như oxilen và mxilen thì nhóm

-CHO vào vị trí para còn p = xilen thì có sự đồng phân hóa

— CO/HC! HạC CH

AICH - CusCl> 3 ~ CuzCl>

CH=O

> Với dẫn xuất ba lần thế của benzen như : mesitylen hay diisopropyltoluen

thì cho các anđehit tương ứng mà không có sự đồng phân hóa

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: : Thầy Lé Văn Đăng

CO + HCI 4 ;

HyC CHO

> Napthtalen bj formyl h 6a khi dùng HF +BF; làm xúc tác

CHO

"

“mm ˆ BF;

13 Hạn chế

Phương phấp này không dùng để formyl hóa :

» Các phenol, các phenol ete ở áp suất thường : do Cu;C]; không tan trong

hỗn hợp phản ứng

> Các hợp chất dị vòng : do bị polime hóa

» Các điankylaminobenzen : do khi diankylbenzandehit tạo thành tham gia

phản ứng ngưng tụ

L.4 Những cải tiến của phương pháp :

Gresham va Taber đã thay thế AICI, và HCI bằng BF; và HF khan.Trong nhiều trường hợp, phản ứng xảy ra nhanh hơn so với phản ứng

Gattermann — Koch với tỷ lệ mol CO: HF: BF;=1:1:1.

Woods va Dix đã thay thế xúc tác AICI, va Cu;Cl; bằng axit

trifloaxetic (CF;COOH) để formyl hóa các hợp chất dị vòng với tỷ lệ HCI:

CO=1:1

Khoa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng

—————————ỗỖỒŠỀỖỄƑ:—ỄỄẰ>_——ẰằẰằƑ—_ễằễƑ——-Meuly đã kết hợp phản ứng ankyl hóa và formyl hóa khi cho benzen

phan ứng với isopropy! clorua (hay propen) và CO + HCI thu được p Isopropylbenzanđehit

-CO+HCHE(CH;),CHCI

(H;C)aHC CHO

1.4 Điêu kiên tiến hành phản ứng:

> Ap suất: phản ứng gattermann-Koch tiến hành tại áp suất khí quyển hay áp

suất khoảng 100-250 atm trong điều kiện nhiệt độ phòng

> Chất xúc tác: thường dùng là các axit Lewis như AICI3, AIBr3, AlI3,

FeCl3, SnCl4, TiCl4, SbCIS trong khi dó khả năng xúc tác của AIBr3 > AlI3 >

AICI3 > FeCl3 Do AICI3 dé bị thủy phân nên không có họat tính xúa tác khitổn tại trong không khí ẩm, vì vậy phải làm thé khô chất đầu và dụng cụ

trước khi tiến hành phản ứng Chất xúc tác cho hiệu suất cao là AICI3 trộn lẫn với Titanclorua.

> Dung môi: Nếu chất thơm là chất lỏng thì sử dụng chính chất thơm làm

dung môi Trong các trường hợp khác thì dùng benzen hoặc nitro benzen làm

dung môi.

I PHAN UNG FORMYL HÓA GATTERMANN: |!

Phương pháp Gattermann dùng để điều chế các andehit của phenol,phenol ete và các hợp chất dị vòng thơm không thể diéu chế được bằng

phương pháp Gattermann — Koch

Phản ứng này dùng axit xianhidric (HCN) thay vì CO trong môi trường axit

HCI với sự có mặt của AICI; hay ZnCl, đóng vai trò là chất xúc tác.

Trung gian phan ứng là iminium clorua Chất này thủy phân thành andehit

nhờ axit vô cơ,

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng.

xilen, mesitylen, benzen, antranxen, diphenyl, naphtalen, axenanphtylen.

Trong phan ứng Gattermann, nhóm —CHO bao giờ cũng vào vị trí para đối với

nhóm thế có tác dụng họat hóa, và chỉ vào vị trí ortho khi nào vị trí para đã chiếm.

( ) _1 tHCN+HCI, AICI

> Điều chế các andehit tương ứng từ phenol, polyphenol, polyphenol ete của

benzen và naphtalen và phenol ete.

> Fomyl hóa các hợp chất dị vòng thơm như: pirol, thiophen, indol, furan,

azulen, benzofuran cũng như các dẫn xuất của chúng

» Cho các nhân thơm có nhóm thế phản hoạt hóa.

> Cho các amin thơm do sản phẩm tạo thành tham gia ngưng tụ

11.4 Cải tiến của Adams

Để tránh sử dụng trực tiếp HCN là một axit rất đôc nên đã thay HCN

bằng Zn(CN); và HCI để phát sinh HCN ngay trong bình phan ứng và ZnCl,

tạo thành đóng vai trò chất xúc tác cho phản ứng

Zn(CN), + HCl———®HCN + ZnCl,

> Zn(CN); được điều chế :

2NaCN + ZnClị ——*Zn(CN)»; + 2NaCl

ILS Điều kiện tiến hành phản ứng

> Xúc tác: Sử dụng xúc tác AICI, khi tiến hành phan ứng với phenol hay các

phenol ete, dùng ZnCl; đối với diol và triol và hỗn hợp ZnCl;, AICI, đối với

dictoxiglixinflorua.

»> Nhiệt độ: Da số trường hợp formyl hóa các phenol va ete của chúng nhiệt

độ được duy trì ở 30-45°C, trong một số trường hợp khác ta phải làm lạnh hỗn

hợp phản ứng.

SVTH: BùiThiKmHaA 7 — Tang?

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Dangi ee

>» Dung môi: Phản ứng thường được tiến hành trong các dung môi như:

benzen, cloroform, tetracloroetan, o-điclorobenzen, ete và clorobenzen.

IIL TONG HỢP VILSMEIER: *!"

Tác nhân được sử dung là các amit như fomanilit, fomamit hay các tác

nhân khác như: N-fomylpiridin, N-fomylindol Trong đó hai tác nhân được sử

dụng nhiều nhất là N,N-dimetylfomamit, N-metylfomanilit và chất xúc tác

thường được dùng là photpho (V) oxitriclorua,

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng——ỂỄẶằỄ

+ Se od

\ | ae

Sg xổ Seo aN

111.2 Pham vi ting dung

Phương pháp tổng hợp Vilsmeier có thể ấp dụng cho các hợp chất thơm giàu

eletron

> Các phenol, phenol ete, các dẫn xuất của chúng va thiophenyl ete

Khỏa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lẻ Văn Đăng

» Các hidrocacbon đa vòng ngưng tụ cũng như các dẫn xuất của chúng như :

azulen, axenaphtylen, antraxen, piren:

(CH )3N-CHO POCI.

.CH.NH

azulen I-fomylazulen

>» Các dị vòng thơm chứa -N- (pirol, indol,); chứa -O- (furan, benzofuran);

chứa -S- (thiophen); -Se- (selenophen) cũng như các dẫn xuất của chúng:

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng

> Phản ứng còn được mở rộng để đưa các chất đồng đẳng vinyl của các amit

vào nhân thơm để điều chế các andehit không no

> Phạm vi ứng dụng của phản ứng còn được mở rộng để đưa các chất đồng

đẳng vinyl của các amit của các axit vào nhân thơm để điều chế các anđehit

Phản ứng Vilsmeier không thành công để điểu chế các anđehit từ

benzen, các ankyl benzen, naphtalen

Phản ứng cũng không thực hiện được và cho hiệu suất rấ thấp đối với

các phenol ete nếu vị trí para bị thế

111.4, Điều kiện phản ứng

> Xúc tác: Được sử dụng phần lớn trong các phản ứng thực hiện theo phương

pháp Vilsmeier là POCl;, COCl;, POBr; Thionylclorua (SOCI,), AICH; cũng

được sử dụng nhưng trong trường hợp này có tạo phản ứng phụ với fomamit.

> Dung môi: Nếu các chất phản ứng có thể hòa tan vào nhau được thì không

cần dung môi Ngược lại thì hay sử dụng benzen, clobenzen, o-diclobenzen

hay dùng lượng dư N,N-đimetylformamit làm dung môi.

SVTH: Bùi Thị KimHoa ˆ ¬ Trang 3]

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lé Van Dang

> Nhiệt độ: Đối với các hợp chất thơm hoat động thì phản ứng được thực

hiện ở nhiệt độ cao hơn (80-90°C, vì có thể xảy ra phản ứng chuyển vị đối

phân tử).

IV PHAN UNG REIMER - TIEMANN: !!®1!:8I

Phản ứng Reimer — Tiemann là sự tương tác giữa phenol và cloroform

và NaOH đặc hoặc KOH đặc dư sẽ tạo thành 0 và p = hidroxianđehit thơm

IV.1 Cơ chế phan ng

Thực chất là phản ứng thế electrophin vào nhân thơm với tác nhân

electrophin là là cacben :CCl;

SVTH: Bủi Thị Kim Hoa Trang 32

Khóa luận tối nghiệp —- - Gvhd: Thay Lê Văn Đăng.

Nếu vị tri ortho và para đối với nhóm — OH có mang nhóm thé thì sự hỗ biến

không thể xảy ra , do đó phan ứng thuỷ phân cũng không thể xảy ra, ví dụ :

SVTH: Bùi Thi KimHoa —— Trang 33

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Dang—_—_—_———_—_———_—_—_— — —_—_——

Phương pháp này có thể dùng để formyl hóa các : phenol, poliphenol

(pirocatechin, hidroquinon ) và naphtol

> Từ pirocatechin sẽ tạo thành andehit pirocatechuic :

> Từ axit xalixilic sẽ cho 2 andehit với nhóm ~ CHO ở vị trí para và ortho so

với nhóm - OH:

COOH OH đài COOH

Cy ĐH CHCLOH l oe

OHC CHO

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thầy Lẻ Văn Đăng ˆ

Phản ứng Reimer - Tiemann còn được dùng để formyl hóa các hợp

chất dị vòng thơm :

> Pirol tạo thành 3 — cloropiriđin hoặc 2 — formylpirol hoặc cả hỗn hợp 2 sản

phẩm đó tuỳ thuộc vào tác nhân và diéu kiện sử dụng Nhưng trong tất cảcác trường hợp, pirol đều phản ứng với điclocacben và tạo thành hợp chất 2

» Benzothiophen không tham gia phản ứng này

> Inđol có thể cho các sản phẩm 3 - formylinđol hoặc 3 ~ cloroquinolin :

> 5~formyl~8-hidroxiquinolin được tổng hợp từ chất phản ứng là 8- hirdroxi

quinolin với tác nhân formyl hóa là cloroform và KOH làm xúc tác

Khoa luận tốt nghiệp Gvhd: Thầy Lẻ Văn Đăng

1V.3 Hạn chế

Phương pháp này cho hiệu suất không cao và không cố định do các

nguyên nhân sau:

> Các hidroxi andchit được tạo thành trong môi trường kiểm phan nào bị

nhựa hóa.

> Một phan phenol không tham gia phản ứng vì nó tác dụng với Cloroform

lao este của axit octofomic HC(OC,H;);; sau khi được axit hóa thì tách ra

dưới dang phenol đến 20%

> Các chất có chứa nhóm ankyl trong nhân thơm ở các vị trí ortho và para so

với nhóm hidroxi có kết quả cộng hợp cloroform sẽ cho những chất kiểu

quinon có chứa clo

1V.4 Điều kiện tiến hành phản ứng

> Dung môi : Phản ứng Reimer - Tiemann được tiến hành trong các dung

môi ; rượu, etenol, hỗn hợp dung môi etanol — nước

> Nhiệt độ: phan ứng duy trì dưới 100°C nếu nhiệt độ cao quá nhiệt bay hơi của clorofom va dung môi phản ứng sẽ bay hơi nhanh chóng.

V FORMYL HÓA BANG TÁC NHÂN FORMYL CLORUA: !!”!

La phương pháp điều chế andehit thom bằng cách ding tác nhân fomyl

hóa là formyl với chất xúc tác BF.

Á ) + FCHO — LH S= + HF

»—< ) „ Feo — 1 "—Á =o + HF

fi

V.1 Cơ chếphan ứng

Ở nhiệt độ thấp, formyl clorua kết hợp với BF; tạo phức HCOF.BF,.

Phức này tác dụng với hợp chất thơm tạo thành anđehit tương ứng

SVTH: Bai Thị Kim Hoa ˆ Trang 36

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Dang

HCOF + BF HCOF EF- Hay "| fer

Bi - & -EF HCI

V.2 Điều kiện tiến hành

Có nhiều cách khác nhau để tiến hành phản ứng tùy thuộc vào khả

năng hoạt hóa động và tính chất vật lý của hợp chất thơm :

» Nếu hợp chất thơm hoạt động và có nhiệt độ đông đặc thấp thì hòa tan

HCOF vào chất phản ứng ở điều kiện lạnh rồi bão hòa bằng BF;

>» Nếu hợp chất thơm kém hoạt động thì tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thấp

(không cần dung môi )

Trong nhiều trường hợp, ta cho HCOF và BF; đồng thời đi qua hợp chất thơm

ở nhiệt độ phòng hay cao hơn

Dung môi thường dùng là cacbondisunfua và nitroankan.

Ngoài BF, còn có thé dùng BC]; và BBr;, chúng được hòa tan trong chất phảnứng Nếu dùng BCI, và BBr; thì chúng có thể chuyển thành BF; trong quá

trình phản ứng

3Ar-H+3FCHO+BCI, -> ArCHO+BF, +3HC/

AICI; và AIBr; không có tác dụng xúc tác mà trái lại làm giảm hiệu suất của

phản ứng do tham gia vào sự phân hủy formyl clorua

3Ar-H+3FƑCHO+AICI, + ArCHO+AIF, +3HC/

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thay Lê Văn Đăng

-VI CÁC PHƯƠNG PHÁP FORMYL HÓA KHÁC

VI.1I Formyl hóa bằng clorometylen dibenzoat và diclorometyl ankyl ete

VỊ.!.! Wenzel tiến hành cho hỗn hợp clorometylen đibenzoat và AlCl; tác dung

—+ để đưa nhóm - CHO vào hợp chất thơm cũng như các dị vòng thom với

xúc tác của phản ứng Fiedel - Crafts Sản phẩm trung gian là các

đ-ankoxylbenzyl clorua không bền, bị phân hủy bởi nhiệt hoặc nước tạo thành

anđehit :

xúc tác Fricdel- _xúc tác Friedel-Cafis

CS, ; thời gian phản ứng từ 0 đến 15 phút

Điclorometyl ankyl ete được điểu chế từ PCl¿ với este tương ứng của axit

formic.

R—O—C—H + PCl—————m> R—O-CHCI + POCI;

5 diclorometyl ankyÌ ete

Nói chung, phương pháp này dé formyl hóa các ankyl benzen, hợp chất da

vòng ngưng tụ, phenol ete và phenol

SVTH: BuiThjKimHoa Trang 38

Khóa luận tốt nghiệp Gvhd: Thầy Lẻ Van Đăng

VI.2 Formyl hóa bằng etyloxalyl clorua:

Phương pháp này do Bouveault đưa ra năm 1896, etyl oxalyl clorua

tương tác với bebzen( hay các dẫn xuất của nó ) tạo ra este phenylglioxalat,

este này bị thủy phân và đecacboxyl hóa cho andehit tương ứng

€Ccccc;H, CHC

AICI.

-HCl CO,

Phương pháp này thuận lợi để điểu chế các andehit từ ankylbenzen ( toluen,

các xylen, mesitylen) và các phenol ete ( anisol, resoxinol dimety! ete, picryl

phenyl! ete, hidroquinon đimctyl ete ) nhưng các phenol thì không thực hiện

được ,

VI.3 Formyl hóa bằng formyl clorua oxim: ''***!

Theo Nef, Scholl và Boeseken có thể đưa nhóm - CHO vào nhân

thơm bằng cách dùng hỗn hợp thủy ngân cianat va HCI khi dùng hỗn hợp xúc

tác AICI, + AICI.6H;O + Al(OH),

-HẹCl; -NH;CH

Quá trình gồm 2 giai đoạn : tạo benzanđoxim và sau đó là thủy phân oxim

Tuy nhiên nếu dùng xúc tác có khả năng đehidrat hóa như AICI, khan thì sản

phẩm chủ yếu là nitrin :

Hg(OCN), +4HCl =>» 2CICH=NOH+HCI,

SVTH: Bui Thi Kim Hoa Trang 39