• R-X + NaCN --- RCN + NaX
• Xúc tác chuyển pha được dùng là hexadecyl tributyl- phosphonium bromide
• C16H33P+ (C4H9)3 Br-
• 2/ Tổng hợp Benzoyl cyanid từ benzoyl chloride
• Bu4 N+X
• C6H5 COCl + Na CN --- C6H5 CO CN +
• NaClHiệu suất thu 60 –70 % do có phản ứng tạo dimer xảy ra.
• 3/ Tổng hợp alkyl fluoride từ alkyl halide:
• PTC
• R – X + KF --- R-F + KX
• X = Cl, Br
• 4/ Phản ứng tổng hợp alcol từ alkyl halide tương ứng.
• Nhìn chung phản ứng này xày ra với hiệu suất thấp với các xúc tác chuyển pha thông thường. Nguyên nhân
chính vì ion hydroxide khó chuyển vào phase hữu cơ và trong môi trường base mạnh dễ xảy ra phản ứng tách lọai HX thành alken.
• Xúc tác chuyển pha thích hợp là muối betain amonium
• C8H17 Br + (C12H25)3 N+ CH2COO- C8H17O2CCH2N+ (C12H25)3Br
• -OH ⇓ Br
• C8H17 OH + (C12H25)3N+CH2COO C8H17O2CCH2N+(C12H25)3OH-
• 5/ Tổng hợp Azide từ alkyl halide
• Thông thường phản ứng giữa alkyl halide với azide natri cho ta azide tương ứng.
• Môt thí dụ đặc biệt tổng hợp 3-methyl-5-azido- 1H-pyrazole-4-carboxaldehyde từ 3-methyl 5- chloro-1H-pyrazol-4-carboxaldehyde. NaN3, DMSO, 20-70oC,1-5 hr
• 6/ Tổng hợp Sodium alkyl sulphonate từ alkyl halide
• Trong điều kiện xúc tác chuyển pha alkyl halide tác dụng với Natri sunphit cho ta sodium alkyl sulphonate tương ứng:
• R4N+ X-
• 7/ Alkyl nitrate, thiocyanate, cyanate, p-toluene sulphonate từ alkyl halide:
• Có thể viết theo sơ đồ tổng quát sau:
• R4N+ X-
• R – Br + NaX --- RX + NaBr
• (X = NO2, SCN, CNO, O2S C6H4 – CH3-p)
• 8/ Tổng hợp Arylether hay thioeter
• Phenol trong môi trường kiềm mạnh với xúc tác chuyển phase nhử
• C6H5CH2 (C4H9)3 N+Cl- cho ether. Phương pháp này có thể dễ dàng tổng hợp methyl ether từ các dẫn xuất
nitrophenol với methyl iodide hiệu suất 80%.
• Tương tự các thioether cũng được tổng hợp theo sơ đồ
• sau: C16H35P+ Bu3 Br-
• RX + Na2S --- R – S – R
• 8/ Phản ứng ester hóa:
• Carboxylic acid có thể ester hóa bởi alkyl halide với sự hiện diện của triethylamine. Thực chất cơ chế phản ứng xảy ra có sự hiện diện của xúc tác chuyển phase theo sơ đồ sau:
• Et3N + RX --- Et3N+RX-
• R’CO2Na + RX --- R’CO2R + NaX
• Crown ether cũng có thể sử dụng trong phản ứng ester hóa:
• K+Crown
Br C6H4-CO-CH2Br + RCO2- Br-C6H5-CO-CH2-COOR + Br-
• CH3CN
• R= H, CH3, C2H5, C3H7, C6H5, CH3C6H4, 4-t-Bu-C6H4
• 9/ Chuyển đổi nhóm diazo nhờ xúc tác chuyển pha
• Khả năng chuyển đổi nhóm azid từ p-Toluenesulfonyl azid sang nhón methylen hoat hóa của di-tert-
butylmalonate. Thông thường phản ứng này cho hiệu suất
• 10/ Tổng hợp Dihalocarben
• Dihalocarben là một tác chất trung gian quan trọng. Thông thường chỉ có thể điều chế trong môi trường khan và trong môi trường nước hiệu suất thấp dưới 5% do có phản ứng thủy giải
• - Cl- H2O
CHCl3 + Base CCl3- :CCl2 CO + HCOO- + Cl-
• Phản ứng với sự hiện diện xúc tác chuyển pha cho hiệu suất 60-70%. Đạt được kết qủa này do carben sinh ra được chuyển ngay sang pha hữu cơ do đó có thể phản ứng ngay với hexen thay vì nước.
• Dihalocarben có thể tham gia các phản ứng khác nhau nhử:
• A/ Phản ứng cộng hợp olephin
• Phản ứng styren với chloroform trong môi trường xút 50% với sự hiện diện xúc tác benzyltriethylaminium chloride sau 4 giờ ở 4OoC cho 1-phenyl-2,2-
dichlorocyclopropan hieọu suaỏt 80%.
• B/Carben có thể phản ứng trên liên kết Base Schiff
• Tuy nhiên sản phẩm không bền lập tức bị thủy phân theo sơ đồ
• C/ Phản ứng với hydrazin cho diazomethan
• PTC
• NH2-NH2 +CHCl3 + NaOH CH2N2 in ete hay CH2Cl2
• PTC có thể dùng tetrabutylamonium hydroxide hieọu suaỏt 35%, neỏu duứng crown ether cho hieọu suaát 48%.
• d/ Phản ứng với amin nhất cấp
• Dichlorocarben phản ứng với amin nhất cấp cho ra isonitril
• C6H5CH2N+Et3Cl-
• R –NH2 + CHCl3 +NaOH(aq) R-N≡C
• 40-60%
• E/ Phản ứng với amin nhị cấp:
• C6H5CH2N+Et3Cl-
• RR’NH + CHCl3 + NaOH RR’NCHO
• R,R’= ethyl, cyclohexyl,allyl Hieọu suaỏt 85%
• G/ Phản ứng với amide, thioamide, aldoxime cho ra nitril
• C6H5CH2N+Et3Cl-
• RCONH2 + CHCl3 + NaOH R –CN
• H/ Phản ứng với alcol
• Phản ứng dichlorocarben với alcol trong điều kiện xúc tác chuyển pha cho chloride tương ứng .
• C6H5CH2N+Et3Cl-
• R OH + CHCl3 + NaOH RCl + NaCl + H2O
• Lưu ý trong trường hợp này chloride tạo thành giữ nguyên cấu trạng ban đầu.
• I/ Phản ứng với aldehyde
• Aldehyde thơm phản ứng với chloroform trong dung dịch natri hydroxide với sự hiện diện xúc tác chuyển pha cho ra mandelic acide:
• C6H5CH2N+Et3Cl-
• RC6H5CHO +CHCl3 + NaOH RC6H5 CH(OH) COOH
• 11/ Phản ứng tách lọai
• Phản ứng tách lọai HBr
• R CHBr-CH2R’ --- R CH=CHR’
• Phản ứng tách lọai dibromoalkan
• C16H33Bu3P+Br-
• R CHBr-CHBr R’ + Na2S2O3 R CH=CH R’
• NaI
• 12/ Phản ứng alkyl hóa
• a/ Alkyl hóa carbon gần kề nhóm CN
• Phương pháp alkyl hóa nitril đã được đăng tải phần lớn dựa trên các
• Tác nhân nguy hiểm đắt tiền như sodium amide, hydrid kim lọai, triphenyl methid, kali tert-butoxide. Xúc tác chuyển pha hòan tòan có thể khắc phục các nhược điểm treân:
• C6H5CH2N+Et3Cl-
C6H5CH2CN + C2H5Cl + NaOH(aq.) C6H5 CH CN + NaCl
• C2H5
• Nếu phản ứng tiếp tục có thể cho ra sản phẩm hai lần alkyl hóa
• RX RX R
• C6H5CH2CN C6H5 CHCN C6H5 – C – CN
• R R
• b/ Alkyl hóa xeton
• Alkyl hóa xeton xảy ra với các nhóm α-CH2 với sự hiện diện của xúc tác chuyển pha:
• C6H5CH2N+Et3Cl-
• C6H5CH2COCH3 + RX + NaOH (aq.) C6H5 CHCOCH3
• R
• Crown ether như dicyclohexyl-18-crown-6 xúc tác cho phản ứng sau đây với hiệu suất trên 90%
• 50% aq. NaOH
• C6H5CH2COCH3 + n-BuBr C6H5 CHCOCH3
• Crown 80oC n-Bu
• c/ Alkyl hóa aldehyde
• Các α-hydrogen của aldehyde tương tư như xeton cũng có khả năng bị alkylhóa theo sơ đồ sau:
• Bu4N+Y- CH3
• (CH3)2 CHCHO + RX + NaOH(aq.) R - C – CHO
• CH3
• d/ N-alkylhóa
• Nhìn chung các hợp chât hữu cơ chứa nitơ có hidro họat dộng đều có thế alkyl hóa nhờ xúc tác chuyển pha
• N-Alkyl hóa aziridine
• N-Alkylhóa indole
• N-alkylhóa lactam
• N-alkylimidazole
• Xúc tác crown ether 18-Crown-6 đã được dùng trong phản ứng alkyl hóa benzimidazole. Trong trường hợp này cả hai đồng phâân đều thu được.
• Xúc tác chuyển pha có ứng dụng trong phản ứng tại dẫn xuất glucoza của pyrimidine như là sản phẩm trung gian chế tạo interferon
• Alkyl hóa adenine cho ta chủ yếu là đồng phân 9 theo sơ đồ sau:
N N
N H OCH3
H3CS N
N N OCH3
H3CS O
OR RO
OR
OR O
OR RO
Br + TBBA
N N
N N
H NH2
+ C6H5CH2Cl NaOH Q+X-
N N
N N
CH2C6H5 NH2
• e/ S-alkyl hóa
• Chủ yếu là phản ứng thế ái nhân của các hợp chất dị vòng chứa cả N và S.Thí dụ như methyl hóa 1-methyl-2- thioxo-2,3-dihydroimidazole
• với methyl iodide cho sản phẩm S-alkyl hóa khỏang 55%.
• f/ Alkyl hóa mercaptan và thiophenol
• Mercaptan phản ứng với alkyl halide với sự hiện diện xúc tác chuyển pha cho hiệu suất 70-75% sản phẩm alkyl
sulphide.
• PTC
• RSH + R’ – X --- RSR’
• R = C2H5-, n-C4H9- , (CH3)2CHCH2-
• R’ = 1-C8H17 Cl (hay Br), 2-C8H17Cl (hay Br)
• PTC = C16H33P+Bu3Br- hay (C8H17)3 N+ CH3 Cl-
• 13/ Phản ứng Darzen
• Phản ứng ngưng tụ giữa aldehyde hay xeton với
chloroester trong môi trường kiềm mạnh cho ra glycidic ester
• R R
• - CHO + Cl- CH – COOEt--- - C -- CH – COOEt
• O
• Trong điều kiện xúc tác chuyển pha phản ứng Darzen xảy ra đạt hiệu suất 70-80% thí dụ như chloroacetonitrile với aldehyde và xeton trong dung dich kiềm với sự hiện dieọn cuỷa benzyltriethylamoniumchloride cho ra glycidic tương ứng.
• R C6H5CH2N+Et3Cl- R
• C=O + ClCHCN + NaOH aq. C - CH –CN
’
• 14/ Phản ứng tổng hợp ether Wiliamson
PTC
• C8H17OH + C4H9Cl C8H17OC4H9 + C8H17O C8H17
• NaOH aq.
• Sản phẩm phụ
• Sử dụng 4 lần dư NaOH (50%) so với alcol và alkyl
chloride dư với xúc tác tetrabutylaminium bisulphate ở 20-70oC cho ra hieọu suaỏt toỏi ửu.
• Ether từ phenol được điều chế khi dùng crown ether làm xúc tác chuyển pha.
• Thí dụ như phản ứng tổng hợp hợp chât tương tự hormon sâu non đã được công bố năm 1994.
• 15/ Phản ưng Wittig
• Phản ứng Wittig là phảûn ứng giữa phosphoran hay
phosphonim ylid với aldehyd hay xeton thu dược alken và phosphine oxid.
• R1 R1 R4 anhyd. ether R1 R4
• C=PR3 C- - P+R3 + C=O --- C = C
• R2 R2 R5 reflux R2 R5
• Phosphorane ylid
• Phản ứng có thể xảy ra trong môi trường ẩm với sự hiện diện của xúc tác chuyển pha:
(EtO)2P(O)CH2R + C O R'
+NaOH PTC
C R'
RCH + (EtO)2PO2Na
• 16/ Phản ứng Wittig-Horner
• Phản ứng Wittig-Horner là phản ứng cải biến phản ứng Wittig ở chỗ sử dụng phosphine oxide , dẫn xuất lithium của nó cho phản ứng với aldehyde cho ra β-
hydroxyphosphinoxide, khi cho xử lý với NaH lập tức lọai nước cho ra alken. Đây là phản ứng có tính chọn lọc lập theồ cao: erythro hydroxyphosphine oxide cho Z-alken còn threo cho ra E-alken.
Ph3P
(1)RCH2X quaternization (2)hydrosis
phosphine oxide Ph2P
O R
(1) BuLi THF - 78' (2) R1CHO
O Ph2P
HO
R' H R
H
B - hydroxyphosphine oxide
erythro:threo (9:1) NaH DMF R
R'
ONa O
Ph2P +
Z -alkene
• Phản ứng Wittig-Horner trong môi trường dung dịch NaOH xúc tác muối tetraalkylaminium chloride hay crown ether theo sơ đồ sau:
• R’ PTC R’
• (EtO)2 P(O)CH2R + C=O + NaOH RCH=C + (EtO)2PO2Na
• R” R”
O O
H
O O
H O
H
OH P COOC2H5
O
(i_PrO)2
O
COOC2H5 COOC2H5
m,g,h,i k,l,h,i
a a b.c,a,d
18a 18b 18c
16a 16b 16c
e
19
H
Sơ đồ : Tổng hợp Ethyl (2E,4E)-3,7,11-trimethyl-2,4-dodecadienoate
Tác chất :
a) H2/Pd _C b) H2/Ni ; 5300C e) KOH/Dibenzo-18-crown-6-ether
c) B2H6_THF/NaOH_H2O d) PCC/CH2Cl2 g) Br2/KOH_H2O h) NBS_CCl4 i) (i_PrO)3P k) Ba(OH)2_I2 l) NaOCl/H2O m) Na2Cr2O7
COOC2H5 H
O H
NR H N
O
H O OCH3
OH P COOiC3H7
O
(i_PrO)2 O
COOiC3H7
OCH3 COOiC3H7
OCH3
a
a
16a 16b 16c
c,d
H
Sơ đồ : Tổng hợp Isopropyl (2E,4E)-11-metoxy-3,7,11-trimethyl-2,4-dodecadienoat
Tác chất :
COOiC3H7 OCH3 H
b H
O
OH
OCH3 H OH OCH3 HOH
OCH3 O H OCH3 O
e,f e g,h
20a 20b 20c
i
21
17a 17b 17c
i i
• 17/ Tổng hợp các hợp chất dị vòng
• a/ Xúc tác chuyển pha ứng dụng trong tổng hợp flavon
• Tổng hợp o-hydroxyacetophenone với benzoylchloride trong benzen với sự hiện diện xúc tác chuyển pha như tetrabutylamonium hydrogensulphate trong môi trường kiềm kali carbonat hay hydroxide cho ta sản phẩm với hieọu suaỏt 90%.
• b/ Tổng hợp 3-aryl-2H-1,4-benzoxazin
• Trước đây dã được tổng hợp với hiệu suất thấp nay nhờ xúc tác chuyển pha phản ứng giữa 2-aminophenol với phenacyl chloride với sự hiện diện của dung dịch kali carbonate cho hieọu suaỏt treõn 60%.
OH
NH2
R + C6H5CòCHBr PTC
aq K2CO3
O
N C6H5 R
• c/ 2-Aroylbenzofurans
• Hợp chất này cũng đã được tổng hợp trước đây với hiệu suất thấp. Phản ứng giữa o-hydroxyacetophenone với phenacylbromide với sự hiện diện của xúc tác chuyển
pha trong dung dịch kali carbonat theo sơ đồà sau cho hiệu suaát 70%.
OH