Đề tài Chuyển hoá tương hỗ các hợp chất cacbonyl và cacboxyl

 1 
 LỜI NÓI ĐẦU 
 Trong hoá học hữu cơ hiện đại ngày nay thì tổng hợp hữu cơ có quá trình lịch sử 
lâu dài nhất. Nếu như những khái niệm về hoá tập thể hay nhóm chức chỉ mới xuất 
hiện nửa sau thế kỉ XIX, và những quan niệm về cơ chế phản ứng được đưa ra khá cụ 
thể ơ trong thế kỉ XX thì tổng hợp hữu cơ đã ra đời cùng với hoá học hữu cơ nói chung 
và ngày càng hoàn thiện hơn. 
 Ngày nay cùng với sự phát triển như vũ bảo của khoa học thì vai trò của các hợp 
chất hữu cơ càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết và đồng thời với sự phát triển đó 
thì con người luôn tìm con đường đi ngắn nhất hiệu suất cao nhất để tổng hợp các hợp 
chất hữu cơ quan trọng. Nhưng với một lượng kiến thức khổng lồ trong hoá học hữu cơ 
thì việc tìm ra vận dụng kiến thức vào thực tế là không phải chuyện đơn giản trong giới 
hạn của một đề tài và khả năng hiểu biết của bản thân tôi mạnh dạn trình bày “Chuyển 
hoá tương hỗ các hợp chất cacbonyl và cacboxyl”. 
 Đồng Hới, ngày 28/5/2021 
 Đặng Bá Hưng 
 3 
 H3C H C CN
 OH- 3
 C O + H CN C
 H C OH
 H C 3
 3 
 Tác nhân Nucleophin: H2O, ROH, NaHCO3 
 1.2.2. Phản ứng khử hyđro. 
 Phản ứng khử anđehit cho ancol bậc nhất, khử xeton cho ancol bậc hai. 
 Tác nhân khử LiAlH4, NaBH4, Al(i-C3H7O)3, Zn(Hg)/HCl. 
 C O
 - Đối với LiAlH4 và Al(i-C3H7O)3, khử liên kết mà không khử liên kết C = 
C. 
 - NaBH4 chỉ khử nhóm Cacbonyl trong anđehit và xeton và phản ứng được thực 
hiện trong môi trường nước. 
 - Để khử nhóm Cacbonyl về ankan người ta sử dụng các tác nhân: Zn/HCl; H2N - 
NH2. 
 Ví dụ: 
 OH-
 C O + H2N NH2 C N NH2 CH2
 t0
 1.2.3. Phản ứng ngưng tụ. 
 Phản ứng ngưng tụ gồm có hai giai đoạn: ngưng tụ anclol hoá và ngưng tụ ecroton 
hoá. 
 Ví dụ: 
 OH-
 H3C CHO + H3C CHO H3C CH CH2 CHO
 OH 
 OH-
 H3C CH CH2 CHO H3C CH CH CHO
 OH 
 1.2.4. Phản ứng trùng hợp. 
 Các anđehit nhất là các anđehit mạch thẳng có khả năng trùng hợp phân tử lớn. 
 Ví dụ: n(R - CHO) (R - CHO)n 
 Tuỳ theo điều kiện sản phẩm trùng hợp có thể cho cấu tạo mạch vòng hay polyme 
có cấu tạo mạch thẳng. 
 1.3. Bản chất đặc điểm của nhóm Cacboxyl. 
 Cấu tạo phân tử Cacboxylic. 
 H
 R C C O H
 H O 
 Dựa vào cấu tạo ta thấy rằng: 5 
 COOH 
 140 - 160
 CH2 CH3CHO + CO2 
 COOH 
 1.4.1.4. Phản ứng ở nguyên tử cacbon anpha. 
 Tác dụng của halogen như clo hoặc axit cacboxilic sẽ xảy ra phản ứng thế nguyên 
tử hyđro anpha bằng halogen, tạo các axit thế halogen. 
 Ví dụ: 
 PBr H O
 CH3COOH + Br2 3 CH2 − C − Br 2 CH2 − C − OH 
 Br O Br O 
 Nguyên tử trong các axit α, halogen caboxilic dễ tham gia phản ứng thế 
nuclecphin, dưới tác dụng của các tác nhân nucleophin như: 
 (-) (-) (-)
CN , OH , I , NH3. 
 Ví dụ: 
 OH
 CH3 − CH − COOH CH3 − CH − COOH 
 Br OH 
 2. Các phương pháp điều chế tăng mạch cacbon. 
 7 
 2.2. Chuyển hoá tương hỗ giữa các chất cacbonyl và dẫn xuất. 
 CH2N RCOOH 
 RCOOCH3 RCOOH RCOOR’ 
 R’ONa
 SOCl2 R’OH 
 R’NH2
 RCOONa 
 RCONHR’ RCOCl (RCO)2O 
 NH3
 CH2N2 NH3
 RCOCHN2 Pd - BaSO4 NaN3 RCONH2 
 - 
 Ag2O/H2O Br2/OH
 RCH2COOH RCHO RCON3 RNH2 
 2. 3. Một số sơ đồ chuyển hoá cụ thể. 
 KCN 2H2O 
 1) C2H5Cl C2H5CN C2H5COOH 
 Ni(CO)4 H2O 
 2) CH2 = CH2 + CO CH2 - CH2 CH2 - CH2 
 C 
 O 
 + CO + H2O + 
Hoặc R - CH = CH2 + H R CH CH 3 R - CH - CH3 + H
 COOH 
 H O 2H2O 
 3) RMgX 2 R - C - OMgX C2H5COOH 
 ׀׀ 
 O CH2-CH2 
 1) 
 LiAlH4 1)HCl O 
 4) RCOOH RCH2OH RCH2MgX RCH2CH2CH2OH 
 2)Mg 2) H2O 
 (+) (-) (+) 
 5) [Ar −N≡N]Cl + KCN [Ar −N≡N]CN Ca(CN) 2 ArCN H 2 O 
 LiAlH4 
 ArCOOH ArCHO 
 PeLBaSO4 
 LiAlH4 SOCl2 DKCN 
 6) RCOOH RCH OH RCH2Cl RCH2COOH 
 2 H2O 
 PCl5 CH2N2 CH3CdX 
 RCOX RCH2COX RCH2COCH3 9 
 CH2 CH2 
 CH CH2 CH CH2 
 0C 
 ׀ 200 + ׀ 
 300at 
 CH CH2 CH CH2 
 CH2 CH2 
 Dien Dienophin 
 CH2 
 CH CH2 
 1200C 
 + ׀ hoặc
 CH 
 CH 
 CHO 
 CH2 CHO 
 CH2 
 CO
 CH CO 
 HC 
 1200C 
 O + ׀ 
 O 
 CH 
 HC CO 
 CO 
 CH2 
 - Nếu trong trường hợp có nhóm đẩy điện tử như CH3, CHO3 và hợp phần 
dienophin có nhóm hút điện tử COOH, CHO thì phản ứng xảy ra dễ dàng hơn. 
 - Dien tham gia ở dạng S_cis. Các nhóm thế ở vị trí đầu mạch của Dien có cản trở 
không gian làm phản ứng khó xảy ra. Nếu trong phân tử Dien có thế đẩy cacbon mà 
không ảnh hưởng không gian thì khả năng phản ứng tăng. Khả năng phản ứng được 
sắp xếp: 
 CH
 3 
 CH3 CH
 > > 3 
 CH3 
 Phản ứng cộng là phản ứng cộng theo kiểu cis nên cấu hình của đienophin vẫn 
được giữ nguyên trong sản phẩm cộng. 
 H COOH 
 C 
 +
 H H ׀׀ 
 C
 H COOH COOH COOH 
 (cis) 
 - Khi có nhóm đẩy điện tử như CH3, C6H5  trong hợp phần dien và có nhóm hút 
điện tử trong hợp phần dienophin như CHO, CNphản ứng ưu tiên xảy ra theo hướng 
tạo sản phẩm mà R, X ở vị trí (1,2) hoặc (1,4). 11 
 LÀI LIỆU THAM KHẢO 
 ----***---- 
[1]. Lê Huy Bắc, Ngô Thị Song Hảo. Hoá hữu cơ 
[2]. Trần Quốc Sơn. Cơ sở lí thuyết hoá hữu cơ. Tập 1, 2. 
[3]. Nguyễn Minh Thảo. Tổng hợp hữu cơ. 
[4]. Ngô Thị Thuận. Bài tập hoá hữu cơ. 
[5]. Thái Doãn Tĩnh. Cơ sở lí thuyết hoá hữu cơ.