SKKN một số vấn đề về TỔNG hợp hữu cơ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG THẾ VINH Mã số: SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ Người thực hiện: TRẦN TUYẾT NHUNG Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục - Phương pháp dạy học môn: Hóa học - Lĩnh vực khác: Có đính kèm: Mô hình Phần mềm Phim ảnh Năm học: 2012 – 2013 Hiện vật khác SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN Họ tên: TRẦN TUYẾT NHUNG Ngày tháng năm sinh: 25 – 08 – 1982 Nam, nữ: Nữ Địa chỉ: 7/77, khu phố 3, phường Tân Hiệp, Biên Hòa, Đồng Nai Điện thoại: 0613825577 (NR); ĐTDĐ: 0918130623 E-mail: nhungchem@gmail.com Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: THPT chuyên Lương Thế Vinh II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc sĩ - Năm nhận bằng: 2009 - Chuyên ngành đào tạo: Lý luận phương pháp dạy học hóa học III KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Hóa học Số năm có kinh nghiệm: năm - Các sáng kiến kinh nghiệm có năm gần đây: + Sử dụng multimedia dạy học hóa học + Cân axit – bazơ + Cân oxi hóa khử + Cân dung dịch tạo phức + Lý luận phương pháp giải tập aminoaxit MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nhân tài có vai trò quan trọng phát triển kinh tế – xã hội Vì vậy, để thực thắng lợi công công nghiệp hoá - đại hoá, đạt mục tiêu “dân giàu, nước mạnh”, đưa nước ta “sánh ngang với cường quốc năm châu giới”, bên cạnh nâng cao dân trí, Đảng Nhà nước ta trọng đến bồi dưỡng phát triển nhân tài Trong đó, việc phát bồi dưỡng học sinh có khiếu môn học bậc phổ thông bước khởi đầu quan trọng để xây dựng nguồn nhân tài tương lai cho đất nước Nhiệm vụ phải thực thường xuyên trình dạy học, qua kỳ thi chọn bồi dưỡng học sinh giỏi cấp Hàng năm, tổ chức thi học sinh giỏi môn hoá học để phát em có khiếu nên việc tổng kết, đúc rút kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học cần thiết mang tính thiết thực, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Trong giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi, tập tổng hợp hữu có vị trí quan trọng Nó góp phần giúp học sinh hiểu rõ lý thuyết hoá hữu cơ, thực tế tổng hợp sản xuất chất hữu mà hết giải loại tập này, lực tư trí tuệ học sinh nâng cao Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài: “MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ” II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Ngày tổng hợp hữu dây chuyền phản ứng cho sản phẩm thường bao gồm khoảng 15-20 công đoạn Trong trình thực phản ứng, có trường hợp tác chất đưa vào để thực công đoạn mà lại tác dụng không mong muốn với nhóm chức khác sẵn có phân tử, làm biến đổi cấu trúc chất Như thế, người ta nhận thấy cần thiết phải bảo vệ nhóm chức có khả bị tác chất đưa vào tác dụng sau đó, phản ứng kết thúc, nhóm bảo vệ tách để tái sinh lại nhóm chức ban đầu Ví dụ alcohol thường bảo vệ dạng silyl ether tứ cấp aldehyde dạng acetal R – OH + R’3SiX → R– O – SiR’3 RCH=O + 2R’OH → RCH(OR’)2 Việc gắn nhóm bảo vệ vào nhóm chức sau tách nhóm bảo vệ làm tăng thêm công đoạn dây chuyền tổng hợp, làm giảm hiệu suất phản ứng chung, nhiên phản ứng có hiệu suất cao Để chọn nhóm bảo vệ cần phải xét ba vấn đề : - Tính chất nhóm chức cần phải bảo vệ - Các điều kiện phản ứng để nhóm bảo vệ bền Các điều kiện cần thiết để tách nhóm bảo vệ BẢO VỆ NHÓM HYĐROXYL Nhóm hydroxyl bảo vệ cách chuyển thành dẫn xuất không chứa nguyên tử hydrogen nhóm hydroxyl, để đưa tác chất Grignard hay hợp chất nguyên tố vào môi trường phản ứng, nguyên tử hydrogen không phân hủy anion tác chất sinh Phương pháp thông thường dùng để bảo vệ OH chuyển nhóm OH thành alkyl silyl ether Việc chọn nhóm ether thích hợp tùy thuộc vào khả tách nhóm bảo vệ Một phương pháp quan trọng để bảo vệ OH cho nhóm OH tác dụng với đihydropyran tạo thành tetrahydropyranyl ether (THP) với xúc tác aciđ sau thủy giải ether môi trường acid yếu để tái sinh lại nhóm OH Nhiều chất xúc tác khác sử dụng p-toluensulfonic acid dẫn xuất pyridinium Gắn nhóm bảo vệ: H+ + O O ROH + + + O RO + O RO H+ O H Tách nhóm bảo vệ : H+ RO H2O + RO O ROH + O HO H O Nhóm THP giống ketal acetal khác, bảo vệ nhóm OH tác nhân thân hạch, hợp chất nguyên tố,các tác chất khử hydride, phản ứng oxy hóa phản ứng môi trường kiềm Khi thay 2-propenyl ether cho dihydropyran, phản ứng thủy phân tách nhóm bảo vệ xảy điều kiện êm dịu CH3 ROH + CH2 = C OCH3 H2O ROC(CH3)2OCH3 Ethyl vinyl ether hữu dụng để bảo vệ nhóm hydroxyl dạng 1ethoxyethyl ether (EE) Nhóm methoxymethyl (MOM) p-methoxyethoxymethyl (MEM) sử dụng rộng rãi để bảo vệ nhóm OH alcohol phenol dạng formaldehyde acetal Các nhóm đưa vào tác dụng muối kiềm alcohol với methoxymethyl chloride (3-methoxyethoxymethy chloride CH3OCH2Cl CH3OCH2OR RO-M+ CH3OCH2CH2OCH2Cl CH3OCH2CH2OCH2OR Nhóm bảo vệ MEM tách dễ dàng Lewis acid, ZnBr2, MgBr2, TiCl4, (CH3)2BBr, (CH3)3SiI sử dụng Trái lại, nhóm MEM bền nhóm THP phản ứng thủy phân acid Như thế, nhóm MEM THP sử dụng bổ sung cho để bảo vệ nhóm OH, nhóm đòi hỏi điều kiện khác để khử nhóm bảo vệ CH2 = CH CH2 = CH CH3COOH, H2O OMEM THPO 30oC, 40h HO OMEM Nhóm methylthiomethyl (MTM) sử dụng để bảo vệ alcohol Có nhiều cách gắn nhóm MTM Alkyl hóa alcoholate methythiomethyl chloride với xúc tác ion chloride phương pháp thường hay sử dụng Alcohol chuyển thành MTM ether tác dụng DMSO với diện acetic acid với benzoyl peroxide dimethyl sulfide Trong hai phương pháp sau có sinh ion methylthiomethylium ion hóa acyloxysulfonium RO-M+ ROH + + CH3SCH2Cl CH3SOCH3 Cl- CH3COOH (CH3CO)2O ROH + (CH3)2S + (PhCO2)2 CH3SCH2OR + MCl CH3SCH2OR CH3SCH2OR Nhóm MTM tách cách chọn lọc dung dịch nước muối Ag+ Hg2+ Trong điều kiện này, nhóm THP MOM bền Nhóm MTM tách phản ứng với methyl iodide sau thủy giải muối sulfonium với acetone loãng Nhóm alkyl đơn giản đùng để bảo vệ alcohol nhóm đưa vào dễ dàng để bảo vệ, để tách cần phải có tác chất thân điện tử mạnh BBr3 Nhóm t-butyl thường đưa vào phản ứng alcohol với isobutylene có xúc tác acid ROH + CH2 = C(CH3)2 H+ ROC(CH3)3 Nhóm triphenylmethyl (Trityl, Tr) tách điều kiện nhẹ nhàng nhóm t-butyl nên sử dụng rộng rãi, dùng để bảo vệ OH carbohydrate Nhóm đưa vào phản ứng alcohol với triphenylmethyl chloride theo chế SN1 Dung dịch acetic acid nóng đủ để tách nhóm trityl Nhóm benzyl sử dụng để bảo vệ OH để cắt đứt C-O ether để tách nhóm bảo vệ cần hydrogen giải xúc tác khử với Na dung dịch NH4OH Nhóm benzyl gắn vào alcohol phản ứng benzyl alcohol với trichloroacetonitril cho trichloroacetinate để hợp chất tác dụng với alcohol CH2OH CH2O + CH2O C NH Cl3CCN CCl3 C CCl3 NH CH2OR + ROH + Cl3C C NH2 O Silyl ether đóng vai trò quan trọng để bảo vệ nhóm hydroxyl Alcohol chuyển thành trimethylsilyl (TMS) ether tác dụng trimethylsilyl chloride với diện amine t-Butyldimethylsilyl (TBDMS) ether với cấu trúc kềnh tương đối bền với phản ứng khử hydride oxy hóa nên sử dụng để bảo vệ nhóm OH Nhóm TBDMS đưa vào tác dụng alcohol với t-butyldimethylsilyl chloride triflat vối chất xúc tác amine tam, sau cần thủy giải để tách TBDMS Những nhóm kềnh bền TBDMS sử dụng nhóm triisopropylsilyl (TIPS), triphenylsilyi (TPS) t-butyldiphenylsiìyl (TBDPS) Để bảo vệ diol 1,2 1,3-diol, phản ứng với aldehyde xeton tạo axetal vòng thường áp dụng Thí dụ: R CH CH OH OH R R R' + CH3COCH3 + H O O H3C CH3 Nhóm isopropylene gắn vào phản ứng xúc tác acid với 2,2dimethoxypropane R CH CH2OH OH R OCH3 + CH3 C H CH3 + O OCH3 H3C + O 2CH3OH CH3 Nhóm ketal kháng lại tác nhân thân hạch tác nhân kiềm dễ bị tách dung dịch acid Bảo vệ alcohol nhóm ester thuận lợi acetal ether, đặc biệt phản ứng oxy hóa Acetate benzoate thông thường sử dụng đưa vào alcohol phản ứng alcohol với acetic anhydride benzoyl chloride có diện pyridine amine tam cấp làm xúc tác Dùng Nacylimidazolide acyl hóa nhóm OH trực tiếp không cần xúc tác có tính chọn lọc cao nên dùng cho hợp chất có chứa nhiều nhóm OH Ph Ph O O O HO O OH OCH3 O N + Ph CHCl3 to N O O O HO O O O OCH3 Ph (78%) Nhóm ester tách dễ dàng phản ứng thủy giải kiềm Nhưng phản ứng thủy giải kiềm không thích hợp, số acyl đặc biệt khác cần đưa vào để sau tách mà không qua phản ứng thủy giải kiềm Thí dụ trichloroethyl carbonate ester đưa vào sau tách phản ứng khử với Zn RO C OCH2CCl3 Zn ROH + CH2 = CCl2 + CO2 O BẢO VỆ NHÓM AMINO Nhóm amino nhị có tính thân hạch bị oxy hóa dễ dàng Nếu tính chất nhóm amino làm cản trở phần trình tổng hợp, cần phải bảo vệ Phương pháp thông thường dùng phản ứng acyl hóa, tác chất carbobenzyloxy (Cbz) sử dụng rộng rãi nối C-O benzyloxy dễ bị cắt đứt trình hydrogen hóa CH2OCNR2 H2 / Pd O [HOCNR2] CO2 + R2NH O Nhóm Cbz tách phối hợp Lewis acid BF3 chất thân hạch dimethyl sulfide ethyl sulfide Nhóm t-butoxycarbonyl (t-Boc) nhóm bảo vệ amine hữu hiệu Nhóm bảo vệ tách với trifluoroacetic acid p-toluensulfonic acid Nhóm t-butoxycarbonyl đưa vào phản ứng amine với t- butoxypyrocarbonate hay hỗn hợp carbonate ester CN (CH3)3COCOCOC(CH3)3 (CH3)3COCON = CPh O O O t- butoxypyrocarbonate 2-(r-Butoxycarbonyloxyimino)-2-phenylacetonitril Phthalimide sử dụng để bảo vệ amine nhóm tách dễ dàng với hydrazine O O NR + NH NH2NH2 + RNH2 NH O O Phản ứng khử với NaBH4 ethanol loãng tách phthalimide Phản ứng bao gồm tạo thành o-hydroxymethylbenzamide giai đoạn khử O H BH4- NR OH CHO NR O NHR O O BH4CH2OH O + RNH2 NHR O O Do khả hút điện tử mạnh nhóm trifluoromethyl, trifluoroacetamide thủy giải điều kiện nhẹ nhàng Điều giúp cho nhóm trifluoroacetyl sử dụng để bảo vệ amine vài trường hợp Ar CH2 CH COOCH2CH3 Ba(OH)2 Ar CH2 NHCCF3 CH COOH NH2 O Amide tách phản ứng khử phần Nếu phản ứng khử dừng lại giai đoạn carbinolamine, phản ứng thủy giải tách nhóm bảo vệ để giải phóng amine H R2NCPh O R2AlH R2NCPh OAlR2 H+ H2O RNH2 + PhCHO 10 Trichloroacetamide tách NaBH4 alcohol theo chế Benzamide amide đơn giản tách phản ứng khử phần diisobutyl nhôm hydride Các đẫn xuất bis-silyl sử đụng rộng rải để bảo vệ amine Thí dụ aniline chuyển thành disilylazolidine H3C ArNH2 + (CH3)2SiCH2CH2Si(CH3)2 Ar 100oC H H Si H3C (PPh3)3RHCl + CH3 N H3C (CH3)2SiH ArNH2 CsF, HMPA Si Ar CH3 Si CH3 N (CH3)2SiH Si H3C CH3 Thí dụ : Bảo vệ amine dãy tổng hợp peptide Polypeptide tạo thành nhiều aminoacid giống khác qua phản ứng tạo nối peptide -NH-CO- H2N CH C R1 NH CH C NH CH C R2 R3 O O O NH CH COOH Rn Theo phương pháp tổng hợp polypeptide, nguyên liệu đầu chloride acid aminoacid nhóm chức khác có khả acyl hóa cao mà đầu amino bảo vệ Nhóm amino chloride acid cần phải bảo vệ để tránh cho nhóm chloride acid acyl hóa vào đuôi amino mà phải acyl hóa phân tử aminoacid đưa vào Trong trường hợp này, người ta sử dụng nhóm acyl để bảo vệ amine, sau khử nhóm bảo vệ acyl phản ứng thủy giải nối peptide polypeptide bị đứt Người ta thường dùng nhóm bảo vệ CF3CO- nhóm dễ bị khử với acid yếu, nhóm C6H5CH2OCO- nhóm dễ bị khử phản ứng hydrogen hóa xúc tác, đẫn xuất nhóm phthalyl C6H4(CO)2N- nhóm 11 dễ bị khử hydrazine Sau số thí dụ bảo vệ nhóm chức amino trình tổng hợp peptide sau khử nhóm bảo vệ Thí dụ : a) Bảo vệ nhóm amino benzyloxycarbonyl : CH2OH + ClCOC2H5 CH2O O benzylethylcarbonat OC2H5 + H2N CH C + HCl O Benzyl alcohol CH2O OC2H5 C O R OH C CH2O O C HN CH O R C OH + C2H5OH O b) Chuyển nhóm carbonyl thành nhóm chức có hoạt tính cao (chuyển hành chloride acid): CH2O HN CH C O R PCl5 OH C CH2O O HN CH C O R C Cl O c) Ghép cặp thành dipeptide CH2O C HN CH O R C Cl + H2N CH O R' C OH CH2O O C HN CH O C R O CH C HN R O HN CH C R' O OH d) Khử nhóm bảo vệ: H2N CH2O C O HN CH R C O HN CH C R' O OH H2/ Pd CH C R' O OH Dipeptide CH3 + CO2 Tiếp tục giống dipeptide polypeptide 12 Thí dụ 2: a) Bảo vệ nhóm amino trifluoroacetyl: (CF3CO)2O + H2N CH OH C R CF3 C O HN CH O OH C R O Aminoacid b) Chuyển nhóm carboxyl thành nhóm chức có hoạt tính cao hớn (một anhydride cồng kềnh) : CF3 C HN CH O CF3 R HN CH C O C R (CH3)3N OH C CF3 HN CH C O O + O- NH(CH3)3 + Cl C R OCH2CH(CH3)2 CF3 O O C O HN CH C + O- NH(CH3)3 O R O C C O OCH2CH(CH3)2 O c) Ghép thành dipeptide : C CF3 HN CH O C CF3 R HN CH O R O C O C OCH2CH(CH3)2 + H2N CH O C HN O C R' CH C R' O OH OH O + (CH3)2CHCH2OH + CO2 d) Khử nhóm bảo vệ: CF3 HN CH C O R C HN CH O R' C OH H3O+ H2N O CH C R O HN CH C R' O OH + CF3COOH Tiếp tục giống tripeptide, teưapeptide polypeptide Thí dụ 3: a) Bảo vệ nhóm amino dạng phthaloyl: O O O O + H2N CH R C O OH N O CH C R O OH + H2 O 13 b) Chuyển nhóm chức carboxyl thành dẫn xuất acyl dicyclohexylisourea hoạt động: O O N O CH C R O OH C6H11N = C = NC6H11 + N Dicyclohexylcarbodiimid CH C R O O O C NHC6H11 NC6H11 c) Ghép thành dipeptide: O N CH R O CH C HN R O O O C C NHC6H11 + NC6H11 H2N CH OH C R' O O N O CH C R' O OH NHC6H11 + C6H11NH C O Dicyclohexylurea d) Khử nhóm bảo vệ: O O N O CH R C HN O CH C R' O OH NH2NH2 NH NH + H2N CH C R O O HN CH C R' O OH Dipeptide Tiếp tục giống tripeptide, tetrapeptide polypeptide Trong trường hợp dây polypeptide aminoacid tạo thành, phương pháp sau áp dụng: CH2O C O Cl + H2N CH R C CH2O O R CH2Cl + OH HN C O O R C OH O PCl3 O O HN CH to CH2O C O HN CH R C Cl O Khi đun nóng, anhydrid vòng mở vòng, phóng thích CO2 đa phân hóa 14 O R n to O HN H2N CH C ( HN CH R O R O OH C ) n-1 O + nCO2 Ghi : Giống aminoacid, polypeptide có tính lưỡng tính polypeptide có điểm đẳng điện riêng Một số polypeptide có tác dụng sinh lý quan trọng đến thể sống Thí dụ : Glutathion đóng vai trò quan trọng oxy hóa - khử thể tripeptide có chứa ba aminoacid glycine, glutamic acid cysteine HO C CH O NH2 CH2CH2 C HN CH O C HN CH2 O CH2 C OH O SH Glutathion Trong hóa học protein polypeptide, công thức phân tử viết tên viết tắt aminoacid liên kết với Thí dụ : Glutathion viết là: Glu - Cys - Gly Gramicidine chất kháng sinh ghi : Val Orn Leu Phe Pro Pro Phe Leu Orn Val Trong Val valine, Orn ornitine, Leu leucine, Phe phenylalanine Pro praline 15 BẢO VỆ NHÓM CARBONYL Phương pháp tổng quát bảo vệ aldehyde ketone đốì với phản ứng cộng thân hạch phản ứng khử chuyển nhóm carbonyl thành acetal ketal với ethylene glycol R C R H+ O + HOCH2CH2OH C R' R' O + H 2O O Dioxolane Scandium triflate (trifluoromethylsulfonate) chất xúc tác hữu hiệu để điều chế dioxolane Dimethyl diethyl acetal ketal điều chế cách thuận lợi đo phản ứng trao đổi xúc tác acid với ester ketal 2,2dimethoxypropane R C O R C R' + CH(OCH3)3 H+ OCH3 R R' + HCOOCH3 OCH3 Orthoester R' + (CH3O)2C(CH3)2 C H+ OCH3 R O C R' + (CH3)2C = O OCH3 Acetal ketal điều chế cách êm dịu tác dụng hợp chất carbonyl với alkoxytrimethylsilane, sử dụng trimethylsilyl triflate làm xúc tác R2C = O + 2R'OSi(CH3)3 (CH3)3SiO2SCF3 R2C(OR')2 + (CH3)3SiOSi(CH3)3 Dioxolane ketal acetal khác thường bền tác nhân thân hạch mạnh bao gồm tác nhân - kim phản ứng chuyển nhượng hydride Nhóm bảo vệ carbonyl khử dễ dàng phản ứng thủy phân acid giống phản ứng thủy phân acetal Nếu nhóm bảo vệ carbonyl cần tách mà qua phản ứng thủy giải acid, người ta thường sử dụng β-haloalcohol 3-bromo-l,2dihydroxypropane 2,2,2-trichloroethanol để tạo acetal Các nhóm bảo vệ tách phản ứng khử với Zn theo chế khử β 16 O BrCH2 O OCH2CCl3 R C R' OCH2CCl3 Zn R R Zn R THF R2C = O C + HOCH2CH = CH2 R' + CH2 = CCl2 O Nhóm bảo vệ carbonyl khác dẫn xuất 1,3-oxathiolane điều chế tác dụng carbonyl với mercaptoethanol, xúc tác acid BF3 Nhóm bảo vệ tách tác dụng Ni Raney alcohol tác nhân halogen hóa nhẹ chloramines T Tác nhân oxy hóa S thành muối chlorosulfonium nhằm để hoạt hóa vòng cho phản ứng thủy phân mở vòng R R O C - + H3C SO2N S R Cl Na R + O C + S H2O R2C = O X X: Cl- -NSO2Ar Dithioketal, đặc biệt dithiolane dithiane vòng, hữu hiệu để bảo vệ carbonyl Các hợp chất điều chế tác dụng dithiol tương ứng với xúc tác Lewis acid BF3 (CF3SO3)2Mg hay (CF3SO3)2Zn Bistrimethylsilyl sulfate với diện SiO2 sử dụng để điều chế dithiolane Các nhóm bảo vệ dithioacetal ketal tách tác chất oxy hóa x+ để hoạt hóa cho phản ứng thủy giải R2C(SR')2 + X+ R2C + SR' SR' R2C = S+R' H2O R2C SR' R2C = O OH X 17 BẢO VỆ NHÓM ACID Nếu có OH COOH cần bảo vệ sử dụng phản ứng ester hóa, sau thủy giải môi trường kiềm để tái sinh lại acid Nếu cần phải tránh điều kiện phản ứng thủy giải môi trường kiềm, sử dụng t-butyl ester, ester thủy giải dễ dàng môi ưường acid, 2,2,2trichloroethyl ester, ester bị phân tích tác dụng khử Zn Một số ester khác bị khử TBAF khan Để bảo vệ phần carbonyl COOH, người ta chuyển nhóm chức thành dẫn xuất oxazoline, thông thường dẫn xuất 4,4-dimethyl điều chế tác dụng acid với 2-amino-2-methylpropanol 2,2- dimethy laziridine RCOOH + HOCH2C(CH3)2 R O 2-Amino-2-methylpropanol RCOOH + 1-Oxazoline CH3 HN 2,2-Dimethylaziridine CH3 C NH2 H3C CH3 N H3C R C CH3 H+ N O O R CH3 CH3 C N Các dẫn xuất dị hoàn bảo vệ acid đôi với tác chất Grignarđ tác chất cung cấp hydride Acid tái sinh phản ứng thủy giải acid chuyển thành ester phản ứng xúc tác acid với alcohol thích hợp Carboxilic acid bảo vệ dạng orthoester Các orthoester dẫn xuất từ alcohol đơn giản dễ dàng bị thủy giải orthoester thông dụng để bảo vệ acid 4-methyl-2,6,7-trioxabicyclo[2.2.2]octane Các orthoester nhị hoàn điều chế phản ứng trao đổi với số orthoester khác, phản ứng với iminoether, hay phản ứng chuyển vị ester dẫn xuất từ 3-hydroxymethyl-3-methyloxetane 18 (HOCH2)3CCH3 RCO(OCH3)3 (HOCH2)3CCH3 RCOR' NH R O O CH3 O CH3 BF3 RCHCH2 O O Các phương pháp bảo vệ khử nhóm bảo vệ acid không thuận lợi alcohol aldehyde Như thế, cần phải bảo vệ acid, người ta thường chuyển acid thành aldehyde keton hay alcohol, sau phản ứng kêt thúc tiến hành oxy hóa để tái sinh acid trở lại BÀI TẬP Bài 1: Hãy chọn phương pháp tốt để bảo vệ nhóm OH chất chuyển hóa sau : a) HOCH2C(CH3)2CH2Br HOCH2C(CH3)2CH2D b) HOCH2C HOCH2C CH c) H2C = CHC(CH3)2OH CCH3 BrCH2CH2C(CH3)2OH Bài 2: Từ 1,3-propandithiol, formaldehyde, tác chất hữu cần thiết, với n-BuLi làm xúc tác base, tổng hợp chất sau : a) (CH3)2CHCH2CHO b) PhCH2CHO c) Cyclopentylcarbaldehyđe d) Diethyl ketone e) Ethyl isopropyl ketone f) Acetophenon 19 Bài 3: Hãy tổng hợp PhCH2CHOHCH2CH2COCH3 từ PhCH2CHO BrCH2CH2COCH Bài 4: Hãy xác định cấu trúc chất từ A đến E chuỗi phản ứng sau: BrCH2COOEt + (CH3)2CHCH2CHO Zn A CrO3 / Py B HOCH2CH2OH C LiAlH4 E H3O+ D Bài 5: Hãy tổng hợp cyclohexancarbaldehyde từ hợp chất mạch thẳng Bài 6: Hãy tiến hành monobrom hóa mononitro hóa aniline Bài 7: Một học sinh tiến hành tổng hợp o-methoxybenzyl alcohol từ o-cresol theo chuỗi phản ứng sau: CH3 COOH OH Na2Cr2O7 H2SO4 OH COOCH3 CH2N2 du OCH3 ether LiAlH4 / ether H+ CH2OH OCH3 lại không đạt kết Bạn nêu điểm sai chuỗi tổng hợp 20 Bài 8: Hãy tiến hành chuyển hóa sau: COOH HO CH2CH2NH2 OH HO OH OH OH Bài 9: Từ propilen chất vô cần thiết, viết sơ đồ phản ứng điều chế: a) Axit 2,5-đimetyladipic b) Axit hept-2-inoic Bài 10: Từ xiclopentanol điều chế axit 2-oxoxiclopentancacboxylic Bài 11: Từ benzen hợp chất ≤ C, tổng hợp: a) CH2 CH2 NH CH3 b) CH CH CH3 OH NHCH c) O C2 H5 O NH C CH3 d) Cl H2N SO 2NH2 21 e) C4H9 NH COO CH2CH2N(CH3)2 f) HO CH CH2 NH2 OH HO g) HO CH2 CH2 NH2 HO h) HO CH CH CH3 OH NH2 HO Bài 12: Từ benzen chất ≤ C, tổng hợp: a) H3C CH3 b) O O O c) HO C(CH3)2 OH 22 Bài 13: Từ CH3CH2CH2CH2OH chất vô cơ, tổng hợp O H3C CH3 CONH2 Bài 14: H3C OH H3CO H3C Từ H3CO H3CO O COOH chất vô cơ, điều chế CH3 CH3 H3CO H3C N O Bài 15: Từ H2N-CH3 CH2=CH-COOC2H5, tổng hợp 23 III HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI Đề tài góp phần xây dựng hệ thống lý thuyết tập tổng hợp hữu tương đối phù hợp với yêu cầu mục đích bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học trường phổ thông giai đoạn Về mặt thực tiễn: - Xây dựng hệ thống lý thuyết tập tổng hợp hữu dùng bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học - Giúp cho học sinh giáo viên có thêm tư liệu bổ ích học tập công tác bồi dưỡng học sinh giỏi IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Đề tài áp dụng thực tế bồi dưỡng học sinh giỏi đạt hiệu V TÀI LIỆU THAM KHẢO Hóa học hữu – Đỗ Đình Rãng (chủ biên) – NXB GD – 2005 Hóa học hữu – Đỗ Đình Rãng (chủ biên) – NXB GD – 2005 Hóa học hữu (các nhóm định chức chính) – Lê Ngọc Thạch – NXB ĐHQG TPHCM – 2002 Hóa học hữu (tập 1) – Ngô Thị Thuận – NXB KHKT – 2002 Hóa học hữu – Phần tập (tập 2) – Ngô Thị Thuận – NXB KHKT – 2010 Bài tập sở hóa học hữu (tập 2) – Thái Doãn Tĩnh – NXB KHKT – 2006 Organic Chemistry (fourth edition) –K.Peter C Vollardt – Neil E Schore – W.H FREEMAN AND COMPANY – 2003 Đề thi HSG Quốc gia năm NGƯỜI THỰC HIỆN (Ký tên ghi rõ họ tên) 24 SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG THẾ VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Biên Hòa ngày 30 tháng 4năm 2013 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2012 – 2013 ––––––––––––––––– Tên sáng kiến kinh nghiệm: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ Họ tên tác giả: TRẦN TUYẾT NHUNG Chức vụ: Giáo viên Đơn vị: Trường THPT chuyên LƯƠNG THẾ VINH Lĩnh vực: - Quản lý giáo dục - Phương pháp dạy học môn: - Phương pháp giáo dục - Lĩnh vực khác: Sáng kiến kinh nghiệm triển khai áp dụng: Tại đơn vị Trong Ngành Tính - Có giải pháp hoàn toàn - Có giải pháp cải tiến, đổi từ giải pháp có Hiệu - Hoàn toàn triển khai áp dụng toàn ngành có hiệu cao - Có tính cải tiến đổi từ giải pháp có triển khai áp dụng toàn ngành có hiệu cao - Hoàn toàn triển khai áp dụng đơn vị có hiệu cao - Có tính cải tiến đổi từ giải pháp có triển khai áp dụng đơn vị có hiệu Khả áp dụng - Cung cấp luận khoa học cho việc hoạch định đường lối, sách: Tốt Khá Đạt - Đưa giải pháp khuyến nghị có khả ứng dụng thực tiễn, dễ thực dễ vào sống: Tốt Khá Đạt - Đã áp dụng thực tế đạt hiệu có khả áp dụng đạt hiệu phạm vi rộng: Tốt Khá Đạt XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ 25 [...]... chất ≤ 3 C, tổng hợp: a) H3C CH3 b) O O O c) HO C(CH3)2 OH 22 Bài 13: Từ CH3CH2CH2CH2OH và các chất vô cơ, tổng hợp O H3C CH3 CONH2 Bài 14: H3C OH H3CO H3C Từ H3CO H3CO O COOH và các chất vô cơ, điều chế CH3 CH3 H3CO H3C N O Bài 15: Từ H2N-CH3 và CH2=CH-COOC2H5, tổng hợp 23 III HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI Đề tài đã góp phần xây dựng được hệ thống lý thuyết và bài tập tổng hợp hữu cơ tương đối phù hợp với yêu... nay Về mặt thực tiễn: - Xây dựng được hệ thống lý thuyết và bài tập cơ bản về tổng hợp hữu cơ dùng bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học - Giúp cho học sinh và giáo viên có thêm tư liệu bổ ích trong học tập và trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Đề tài đã được áp dụng trong thực tế bồi dưỡng học sinh giỏi và đạt hiệu quả V TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Hóa học hữu cơ 2... – Đỗ Đình Rãng (chủ biên) – NXB GD – 2005 2 Hóa học hữu cơ 3 – Đỗ Đình Rãng (chủ biên) – NXB GD – 2005 3 Hóa học hữu cơ (các nhóm định chức chính) – Lê Ngọc Thạch – NXB ĐHQG TPHCM – 2002 4 Hóa học hữu cơ (tập 1) – Ngô Thị Thuận – NXB KHKT – 2002 5 Hóa học hữu cơ – Phần bài tập (tập 2) – Ngô Thị Thuận – NXB KHKT – 2010 6 Bài tập cơ sở hóa học hữu cơ (tập 2) – Thái Doãn Tĩnh – NXB KHKT – 2006 7 Organic... AND COMPANY – 2003 8 Đề thi HSG Quốc gia các năm NGƯỜI THỰC HIỆN (Ký tên và ghi rõ họ tên) 24 SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG THẾ VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Biên Hòa ngày 30 tháng 4năm 2013 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2012 – 2013 ––––––––––––––––– Tên sáng kiến kinh nghiệm: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ Họ và tên tác giả:... Bài 5: Hãy tổng hợp cyclohexancarbaldehyde từ các hợp chất mạch thẳng Bài 6: Hãy tiến hành monobrom hóa và mononitro hóa aniline Bài 7: Một học sinh tiến hành tổng hợp o-methoxybenzyl alcohol từ o-cresol theo chuỗi phản ứng sau: CH3 COOH OH Na2Cr2O7 H2SO4 OH COOCH3 CH2N2 du OCH3 ether 1 LiAlH4 / ether 2 H+ CH2OH OCH3 nhưng lại không đạt được kết quả Bạn hãy nêu điểm sai trong chuỗi tổng hợp trên 20... n-1 O + nCO2 Ghi chú : 1 Giống như các aminoacid, polypeptide có tính lưỡng tính và mỗi polypeptide có điểm đẳng điện riêng 2 Một số polypeptide có tác dụng sinh lý quan trọng đến cơ thể sống Thí dụ : Glutathion đóng vai trò quan trọng trong sự oxy hóa - khử trong cơ thể là một tripeptide có chứa ba aminoacid là glycine, glutamic acid và cysteine HO C CH O NH2 CH2CH2 C HN CH O C HN CH2 O CH2 C OH O... chất xúc tác hữu hiệu để điều chế dioxolane Dimethyl hoặc diethyl acetal và ketal có thể điều chế một cách thuận lợi đo phản ứng trao đổi xúc tác acid với một ester hoặc một ketal như 2,2dimethoxypropane R C O R C R' + CH(OCH3)3 H+ OCH3 R R' + HCOOCH3 OCH3 Orthoester R' + (CH3O)2C(CH3)2 C H+ OCH3 R O C R' + (CH3)2C = O OCH3 Acetal và ketal được điều chế một cách rất êm dịu do tác dụng của hợp chất carbonyl... = CHC(CH3)2OH CCH3 BrCH2CH2C(CH3)2OH Bài 2: Từ 1,3-propandithiol, formaldehyde, các tác chất hữu cơ cần thiết, cùng với n-BuLi làm xúc tác base, hãy tổng hợp các chất sau : a) (CH3)2CHCH2CHO b) PhCH2CHO c) Cyclopentylcarbaldehyđe d) Diethyl ketone e) Ethyl isopropyl ketone f) Acetophenon 19 Bài 3: Hãy tổng hợp PhCH2CHOHCH2CH2COCH3 từ PhCH2CHO và BrCH2CH2COCH Bài 4: Hãy xác định cấu trúc của các chất... Si CH3 N (CH3)2SiH Si H3C CH3 Thí dụ : Bảo vệ amine trong dãy tổng hợp peptide Polypeptide được tạo thành do nhiều aminoacid giống nhau hoặc khác nhau qua phản ứng tạo nối peptide -NH-CO- H2N CH C R1 NH CH C NH CH C R2 R3 O O O NH CH COOH Rn Theo phương pháp mới tổng hợp polypeptide, nguyên liệu đầu là chloride acid của một aminoacid hoặc một nhóm chức khác có khả năng acyl hóa cao mà đầu amino đã được... thành ester do phản ứng xúc tác acid với một alcohol thích hợp Carboxilic acid cũng có thể được bảo vệ dưới dạng một orthoester Các orthoester dẫn xuất từ alcohol đơn giản dễ dàng bị thủy giải và orthoester thông dụng nhất để bảo vệ acid là 4-methyl-2,6,7-trioxabicyclo[2.2.2]octane Các orthoester nhị hoàn này có thể được điều chế do phản ứng trao đổi với một số orthoester khác, hoặc do phản ứng với