phương pháp và kỹ thuật mới trong tổng hợp hửu cơ

       !  ! • " • I.1 – Mục tiêu nhất quán và không đối lập : • #$$%&'()*&(+, /,01)23*/23$4,546,(.78(9)2:.9.($% /2;$<.#:6=,>)?4,546,(.4#5$%.#@$%#34*<)2-$$<)2-$$<& alizarin =,( indigoA#%),5*<,($<4,#?4#-$%$%<2:/&'B4%)&> 7C$=,(4<D9.($%*E#$%<#,($%4.$%<2378>FG?$%&'()*,/,0 *,54</&'B44<,3*6,(.=,($<,-$/&'B44#-$%*<&54=,(1,H*/,@. /&,=,(#*#;$%<'BI OH OH O O Alizarin N O N O Indigo • Năm 1953 cấu trúc acide nhân được Watson và Crick xác đònh . Nhiều chuyên gia hàng đầu như Giáo sư Kogan đã thốt lên :”Ở trong đầu tôi đã nảy ra ước mơ tổng hợp nó”. Sau hai mươi năm lao động cật lực người ta đã thành công . • Ascorbic acide (vitamin C) đã được tổng hợp từ năm 1934 trong phòng thí nghiệm và sau này đã đưa vào trong sản xuất từ D-Glucoza . O HO OH O O O O HO (CH 2 ) 3 COOH C 5 H 11 OH Vitamine C Prostaglandine • Prostaglandine có vai trò quan trọng trong trao đổi chất ở động vật, có nhiều ứng dụng trong y học và chăn nuôi, có tác dụng ở nồng độ thấp cỡ nanogram trong 1 ml . • Tổng hợp hữu cơ đã đưa đến rất nhiều hợp chất khác nhau phục vụ cho các ngành công, nông, ngư nghiệp khác nhau . Rất nhiều hợp chất hữu cơ có ích quan trọng trong đời sống như vậy, mục tiêu nhất quán và không đối lập. • I.2 – Mục tiêu nhất quán và đối lập: • ,1)23*E,J$%+'B)C4<7<#,<#B46,$%+,B)7<#-$%I<,>) 1,#%)'(4.0$%$<K$*<,38$%,8E#$%+L4<M&>I<,5**E)2;$ #5,<&0.4'$%&'()*,/,04#-+,:IE,3*$<)2@.<'BI4<,3*<&0.4' .8$<)2@.<'BI4<,3*4#-+,:I/&'B4$%&'()*,4<&,<)2;.<23* =,)*E#(4<&54$,N$%4.>,4<.5$%,N66&')$,N6*E&'54?1,5# 4<C/&,*)$+,(4,54isoprenoide7<#-$%4#585$%<O,*<&B4*)2P$ =,(7<#-$%4#5<#,B**C$<M)$<<#B4%&'()*,4#)/#5/'$ *<.,@$+,(4<,3**<,>)4.>,M&BM#3$%?9#/#5?4,54$%<)2-$4&5. *,54<4<)23*4,3.*E.54E,3*C*/&'B4Q.,$*,-6&(*<,:I$)2-$ RS4.>,*<2378>*E&'54?$%&'()*,+,B)I<,5*<)2:$E,E,J$% )M#IE2$#)92E,3*4,@$*<)23*4<#M&BM#3$%%&'()*,$<,:$ *<,38$<)2@.4<,3*6,$%4<&54$,N$%$<&<#E6#$*<&B4=,:*=,( 4#-$*E.($% • )12E2+)$?,1M)4)4,4)92?T • #E6#$M, $#$UJuvenille HormonV • <2E#6#$UPheromon tính dục, Pheromon báo động, Pheromon tập hợpTV • I.3 – Tổng hợp như là mục đích : • Tổng hợp ra các hợp chất tương tự thiên nhiên đó chỉ là mục đích buổi đầu . Quá trình nghiên cứu đã rút ra qui luật và tổng hợp cơ nhằm tạo ra các chất có tính chất mới, dự đoán trước. • Ví dụ : - Các chất màu hữu cơ vai trò của Chromophore : • - Về các Steroide hormon : • Người ta đã tổng hợp rất nhiều các hợp chất tương tự hormon steroide cũng như isoprenoide với các hợp chất tương tự hormon sâu non . Steroid hormon Steroid hormon H HO H O Estron O OH H HH Testosteron HO O O O OH HH H OH O HO HO H H OH OH Cortizon β − ecdyson • I.4 – Tổng hợp như là công cụ nghiên cứu : • W,J$%4#-$%4.B*#;$%<'BI<&0.4'4#5*<2;*,B#$2-$1,3*78( 6#:*<#,B*4<,3*$,(#4#-+,:I*&(*<)2-$$<)2-$<&'$%I<,5I $,(8/,P*,B#$2-$E,3*$<)2@.4,544<,3*7<,54$<,.$<,J6 7<,X$%/L$<4,3.*E.54<#,B*4<,3*4<C$<72;4,>4,544,3.<K$< *&B$<)2-$ • #-$%*<&544<.$%4.>,periplanon+,(UV$<&$%M,.7<) *#;$%<'BIY/#@$%I<,-$Q.,$%<#B4*<K4,3.<K$<*&B$<)2-$ 4.>,$#56'5)/&'B4Z,54/L$<+,(UWV O O O O O O A BPeriplanon • I.5 – Bộ môn Hóa học là cơ sở nền tảng : • Từ năm 1860, M.Berthlo đã viết :”Hóa học đã xây dựng nền tảng . Nhờ khả năng sáng tạo và nghệ thuật bắt chước thiên nhiên, hóa học khác hẳn với bộ môn khoa học tự nhiên và xã hội khác” . • Các hợp chất hóa học đã tạo nên nền tảng của sự sống như AND, protein, polypeptide và rất nhiều hợp chất khác đều có thể tạo nên thông qua tổng hợp hữu cơ . Hoá học tạo nên rất nhiều thuốc chữa bệnh, vật liệu, phục vụ cho đời sống con người, tạo ra nguyên vật liệu cho nhiều ngành khác . [ \ [ \ "\ "\ • II.1 – Mở đầu : • E#$%+O$<=&B4*#;$%<'BI<&0.4'<)2:$/,B)4,@$I<,>)M&> 9.B$%$<)2@.I<,>$&5$%Z.54*,54/#@$%*<2;<&B4*23<,@.<23* 7)6+#,B)4<.82;$*)23I/2@.4#57<,>$,N$%*,B#I<&54='5)<#,B* *C$<#Z)<#5,4,# • II.2 – Phản ứng Sharpless – Katsuki oxi hóa bất đối xứng : I#Z8<#5,4<#B$+#B4allyl alcol1'>)t-butylhydroperoxide='5)M&B <)2:$9)2:$4.>,Titan isopropoxide=,(tartratester4<#*, epoxide 2UM'/#@FV R OH R R Bu t OOH, Ti(OPr i ) 4 CH 2 Cl 2 , -20 0 C O R R R OH 90% ee D (-) dialkyltartrate [...]... ButOOH (86%) OH OH OH VO(acac) 2 O >300 O : 1 • Trong một số trường hợp ligand acetylacetone bò phân huỷ nhanh thành formic acide và acetic acide, các tác chất này ảnh hưởng đến các nhóm epoxide mới hình thành, do đó, trong trường hợp này dùng trialkyl vanad làm xúc tác tốt hơn VO(OR)3 (R = Et, Pr, Pri) có hoạt tính xúc tác cao • Ứng dụng : VO(acac)3 trong tổng hợp Taxol • TBSO VO(acac) 2 ButOOH HO O HO... đến từ lâu trong tổng hợp hữu cơ 20 năm cuối Nhiều phản ứng được xúc tác với sự biến đổi nhóm chức với độ chọn lọc và lập thể cao rất có ý nghóa trong nghiên cứu cũng như áp dụng vào thực tiễn sản xuất • Hóa học Paladium có ưu thế bởi nó có hai dạng oxi hóa Dạng thấp nhất là Pd(0) như trong tetrakis (triphenylphosphyl) paladium với đặc điểm rất giàu điện tử, khi tham gia phản ứng cộng hợp oxi hóa... polymer khá bền, không tan trong hầu hết dung môi hữu cơ • Các phức : (PhCN)2PdCl2 và (MeCN)2PdCl2 điều chế dễ dàng từ PdCl2 • Tương tự : (PPh3)2 PdCl2 bền với khí quyển III.3 – Phản ứng Heck : • Phản ứng Heck là hay được dùng nhất với xúc tác Paladium Phương pháp này rất hiệu quả và có thể tạo ra cả dãy alken khác nhau mà điều này rất khó thực hiện với các phương pháp truyền thống trong một bình phản... Kochi đề xuất, Jacobsen và Katsuki đã phát triển phản ứng này vào các phản ứng epoxy hóa bất đối xứng với cis – alken Ví dụ như dihydronaphthalen NaOCl or PhIO 2 - 6 mol% xúc tác 4-R C 5H4NO (R=H or Ph) O (1S, 2R) > 90% ee khi dùng xúc tác A 83% ee khi dùng xúc tác B Ph Ph H N H N N O Cl But O O Ph But O Et Me But A N Mn Mn But PF6 Me H Et Ph H B • Phương pháp đơn giản tổng hợp cis – aminoindanol... NaOCl/ 00C 88% ee 90% NH2 P3NO Ph O N OH • II.4 – Oxy hóa bằng nối đôi bằng OsO4 : Trong các tác nhân oxy hóa mạnh phải kể đến muối ruthernium • • và Osmium Xúc tác thường dùng ở dạng Tetraoxide : OsO4, RhO4­ Phức xúc tác oxy hóa alken thành sản phẩm hữu cơ mới và kim loại được khử thành dạng có hoá trò thấp hơn Xúc tác RhO4 và OsO4 phản ứng với alken cho các sản phẩm khác nhau Cả hai xúc tác đều cho... heteroaryl, vinyl và benzyl halogen do chúng có sp3 carbon ở vò trí β có hydrogen nhanh chóng tham gia phản ứng loạiβ-hydride Cơ chế phản ứng đã được trình bày trên H.3.1 • Với các chất nền alken bất đối xứng nhóm alkyl và sản phẩm trung gian alkylpaladium như là nhóm lớn vì vậy phản ứng cộng hợp xảy ra ở vò trí ít bò che phủ ở cuối nối đôi phản ứng loại β-hydride, paladium và hydride ở cùng phía và phản ứng... khác ở đó η3-π-allyl ligand tạo phức với kim loại theo kiểu sau : L L Pd L L + X Pd X L Nguyên liệu ban đầu có thể dùng cả hai dạng Pd2+ và Pd(0) Đây là phương pháp thông dụng tạo phức allyl từ allylacetate, carbonate, sulfonate, các nhóm thế X với Pd(0) • Tổng hợp phức trên có thể thông qua allyl Grignard hay trực tiếp với alken L L Pd Cl + Cl Pd(O2CCF3)2 MgCl + R Pd Cl - R Pd L + L L 2 L Phức π-allyl... khá quen thuộc chuyển • hóa ethene vào ethanal 2- R PdCl4 ,CuCl2 H2O, O2 RCHO • Trong phản ứng này, Pd2+ bò khử loại thành Pd(0) và Cu2+cho phép tái sinh Pd(0) Pd2+ Phản ứng oxi hóa 1,3-dien do Bckvall đề xuất, ở đây benzoquinon được dùng thay O2 OAc OAc Pd(OAc)2, LiOAc Benzoquinon, AcOH trans _ OAc Li2 PdCl4 , LiOAc Benzoquinon, AcOH 68% 74% OAc • Phản ứng xảy ra trong môi trường CO/O2 được phát... aldehyde và tiếp tục oxi hóa thành acide carboxylic, còn Osmium oxide cho sản phẩm dihydroxyl R' R R' R MO4 O O O O M R M=Ru O R' R' R R Acide R' OH OH M=Os R' R' R R • II.5 – Kim loại nhóm 9 xúc tiến oxi hóa : Thông thường oxigen không phản ứng với các phân • tử hữu cơ ở điều kiện phản ứng êm dòu Trạng thái cơ sở của oxi là triplet (paramagnetic) không thuận lợi cho phản ứng với trạng thái singlet của hợp. .. loạiβhydride Điều này có thể thực hiện được nếu như trong hệ có một base để loại bỏ HX sinh ra từ phản ứng Để làm rõ hơn ta sẽ gặp lại phản ứng Heck trong phần sau Et3N.HX Pd(0) RX Et3N 2+ 2+ R Pd X H Pd X R' R X Pd R' R 2+ R • H.3.2 – Chu trình phản ứng Stille Pd(0) RX 2+ R Pd X R-R' R'SnMe3 2+ R Pd R' XSnMe3 Ngoài cơ chế loại β-hydride, một cơ chế khác cho xúc tác Paladium là phản ứng loại khử . Pheromon tập hợpTV • I.3 – Tổng hợp như là mục đích : • Tổng hợp ra các hợp chất tương tự thiên nhiên đó chỉ là mục đích buổi đầu . Quá trình nghiên cứu đã rút ra qui luật và tổng hợp cơ nhằm. quan trọng trong trao đổi chất ở động vật, có nhiều ứng dụng trong y học và chăn nuôi, có tác dụng ở nồng độ thấp cỡ nanogram trong 1 ml . • Tổng hợp hữu cơ đã đưa đến rất nhiều hợp chất khác. tự nhiên và xã hội khác” . • Các hợp chất hóa học đã tạo nên nền tảng của sự sống như AND, protein, polypeptide và rất nhiều hợp chất khác đều có thể tạo nên thông qua tổng hợp hữu cơ . Hoá