Năm 1967, C. J. Pedersen đã công bố một bài báo về tổng hợp ete vương miện tạo phức
chọn lọc với các ion kim loại kiềm, mở ra một lãnh vực mới đó là hố học siêu phân tử.
Gần đây các nhà hoá học đã tổng hợp được một siêu phân tử có cấu trúc rất đặc biệt,
ý tưởng thiết kế dựa vào khả năng tự nhận biết và tự kết nối của các phân tử. Ba hợp
chất vòng sẽ gắn vào một phân tử có khung dạng chữ Y, sau đó mạch nhánh của ba
vòng này sẽ tham gia phản ứng tạo thành một vòng thứ tư theo minh hoạ sau đây:
Biết rằng cấu trúc của hợp chất A và B được cho như sau, hãy cho biết vai trò của sự
Trong trường hợp sử dụng catechol và 1,8-dicloro-3,6-dioxooctane để tổng hợp ete vương miện A bằng phản ứng vịng hố [2+2], hai phương pháp đã được sử dụng để làm tăng hiệu suất sản phẩm, chẳng hạn là pha loãng và them vào ion kim loại. giải
thích tại sao them kim loại lại làm tăng hiệu suất sản phẩm, ví dụ Na+, K+, Rb+, Cs+. Ion nào sẽ làm tăng hiệu suất cao nhất ? Tại sao ?
K là hợp chất ban đầu để tổng hợp nên A. Dưới đây là sơ đổ tổng hợp hợp chất K từ E.
Xác định công thức cấu tạo của hợp chất F, G, H, I, J, K.
Hợp chất K cũng có thể được tổng hợp theo con đường dưới đây. Hoàn thành sơ đồ tổng hợp K từ hợp chất L bằng cách xác định các sản phẩm còn thiếu L, M, N, O.
Hướng dẫn
Vài trò của sự “tự nhận biết” và “tự kết nối” thể hiện thơng qua: tương tác lưỡng cực ion giữa điện tích dương trên nguyên tử N của phân tử B và điện tích âm trên nguyên tử oxygen của phân tử A; nguyên tử H của N tạo liên kết hydro với nguyên tử oxy của vòng ete crown.
Trong giai đoạn cuối của q trình đóng vịng thì hai đầu của phân tử nằm ở xa nhau, do đó xác suất va chạm rất thấp. Khi them một ion kim loại vào, những nguyên tử
oxygen trong phân tử có thể tạo tương tác lưỡng cực ion (tính tự kết nối) với ion kim loại. Vì thế làm tăng xác suất va chạm của hai đầu tận của phân tử, làm cho q trình
đóng vịng xảy ra với hiệu suất cao hơn. Ion Cs+ sẽ làm tăng hiệu suất cao nhất vì đường kích của ion Cs+ bằng khoảng của ete crown.
Công thức cấu tạo các chất F, G, H, I, J, K:\