Phản ứng cộng nucleophile

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Xuân Đạt
PPHH831074

PHẢN ỨNG CỘNG NUCLEOPHILE (AN)

LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BM HOÁ HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS. NGUYỄN TIẾN CƠNG

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2021


1

MỤC LỤC
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẤN ĐỀ...........................................................................2
1. Sơ lược về phản ứng cộng AN...................................................................................2
1.1. Cấu trúc của nhóm carbonyl.............................................................................2
1.2. Khả năng phản ứng cộng nucleophile..............................................................3
1.3. Cơ chế chung của phản ứng cộng nucleophile.................................................4
1.4. Các nucleophile thường gặp..............................................................................5
2. Một số phản ứng AN tiêu biểu...................................................................................6
2.1. Cộng nước........................................................................................................... 6
2.2. Cộng alcohol....................................................................................................... 6
2.3. Cộng HCN..........................................................................................................8
2.4. Cộng ion acetylide..............................................................................................9
2.5. Phản ứng với tác nhân Grignard....................................................................10
2.6. Cộng hydride.................................................................................................... 10

2.7. Cộng ammonia hoặc amine.............................................................................11
2.8. Phản ứng Wittig............................................................................................... 14
2.9. Phản ứng Baeyer – Villiger..............................................................................17
3. Lập thể của phản ứng AN........................................................................................18
3.1. Quy tắc Cram................................................................................................... 18
3.2. Mô hình Felkin-Anh.........................................................................................19
II. CÁC VÍ DỤ MINH HOẠ.......................................................................................... 22
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................40


2

I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẤN ĐỀ
1. Sơ lược về phản ứng cộng AN
1.1. Cấu trúc của nhóm carbonyl
Nhóm carbonyl gồm một nguyên tử carbon liên kết với nguyên tử oxygen bằng
một liên kết đơi C=O. Ngồi ra, carbon cịn hai liên kết với hydrogen hoặc các nhóm thế
khác. Carbon trong nhóm carbonyl lai hố sp2 (cấu trúc tam giác phẳng) do đó góc liên
kết giữa chúng vào khoảng 1200. Liên kết p giữa chúng được hình thành nhờ sự xen phủ
bên của hai orbital p của hai nguyên tử.

Trong các hợp chất đơn chức carbonyl với gốc hydrocarbon gọi là các aldehyde
(có nhóm -CH=O) hoặc các ketone (có nhóm >C=O).
Nhóm carbonyl có tính phân cực mạnh về phía oxygen. Trong các cơng thức cộng
hưởng của nhóm carbonyl, có một cơng thức thể hiện điện tích dương nằm trên nguyên tử
carbon, điện tích âm nằm trên nguyên tử oxygen. Điều chứng tỏ nguyên tử carbon trong
nhóm C=O mang một phần điện tích dương (d+).

Sự phân bố mật độ electron như trên làm cho nguyên tử carbon mang tính
electrophile và chịu sự tác kích của của các nucleophile, thuận lợi cho phản ứng cộng

nucleophile xảy ra.


3

1.2. Khả năng phản ứng cộng nucleophile
Các nhóm thế có khả năng ảnh hưởng đến khả năng cộng nucleophile của nhóm
carbonyl (C=O). Cụ thể là các nhóm đẩy electron làm tăng mật độ electron ở carbon, tính
electrophile giảm, dẫn đến phản ứng cộng nucleophile giảm.

Ngược lại, các nhóm rút electron làm giảm mật độ electron trên nguyên tử carbon,
carbon trở nên dương điện hơn nên tính electrophile tăng, khả năng cộng nucleophile theo
đó cũng tăng.

Các nhóm thế như phenyl, allyl có khả năng liên hợp với nhóm carbonyl làm giải
toả điện tích, dẫn đến khả năng phản ứng cộng nucleophile cũng giảm.

Mặt khác, phản ứng cộng nucleophile cũng bị ảnh hưởng bởi lập thể của nhóm thế,
trong đó các nhóm thế càng cồng kềnh có khuynh hướng án ngữ khơng gian cản trở sự tác
kích của nucleophile vào tâm phản ứng là carbon của nhóm C=O, theo lẽ đó khả năng
phản ứng sẽ giảm.

Ngồi ra, mơi trường cũng ảnh hưởng đến khả năng phản ứng cộng nucleophile.
Cụ thể là, môi trường acid phản ứng cộng nucleophile dễ xảy ra hơn.


4

1.3. Cơ chế chung của phản ứng cộng nucleophile
1.3.1. Phản ứng AN

AN là viết tắt của Addition of nucleophile nghĩa là cộng nucleophile, do đó khi đề
cập đến phản ứng cộng nucleophile, có thể viết tắt là phản ứng A N. Trong phản ứng AN đối
với hợp chất carbonyl, carbon chuyển từ lai hoá sp2 sang lai hoá sp3.

1.3.2. Phản ứng AN trong môi trường base

1.3.3. Phản ứng AN trong mơi trường axit

Trong mơi trường acid, tính electrophile của hợp chất carbonyl tăng mạnh do sự
proton hoá oxygen làm tăng mật độ điện tích dương.

1.3.4. Phản ứng AN liên hợp
Một carbonyl liên hợp, vì có sự tồn tại của cơng thức cộng hưởng, ta thấy có hai
trung tâm tích điện (+) ứng với hai trung tâm phản ứng.


5

Vì vậy khi cộng nucleophile vào một ketone liên hợp thì có hai vị trí nucleophile
có thể tác kích: trực tiếp tại nhóm C=O như thơng thường ( cộng 1,2) hoặc tại vị trí của
nhóm liên hợp với nó (hay gọi là cộng liên hợp; cộng a, b; hoặc cộng 1,4) .

Trong đó, ta có đặc điểm của từng sản phẩm như sau:
+ Sản phẩm cộng 1,2 là sản phẩm bền động học nên ưu tiên khi tác nhân
nucleophile rất mạnh (như tác nhân cơ magnesium, LiAlH 4, BuLi …) và carbonyl hoạt
động.
+ Sản phẩm cộng 1,4 là sản phẩm bền nhiệt động ưu tiên khi tác nhân nucleophile
yếu hơn (như tác nhân cơ đồng R2CuLi, cyanide R-CN, amine …); carbonyl kém hoạt
động.
Điều này được giải thích như sau: Các nucleophile mạnh và hợp chất carbonyl hoạt

động hơn thì phản ứng nhanh, thuận lợi về mặt động học nên cho sản phẩm cộng 1,2; Đối
với các nucleophile yếu hơn hoặc carbonyl kém hoạt động phản ứng xảy ra chậm, phản
ứng xảy ra theo hướng ưu tiên tạo thành sản phẩm bền về mặt nhiệt động, tức là cộng 1,4.
1.4. Các nucleophile thường gặp
Sau đây là các nucleophile tiêu biểu có thể tham gia phản ứng AN với hợp chất
carbonyl.


6

2. Một số phản ứng AN tiêu biểu
Đề tài này chỉ trình bày phản ứng A N của một số tác nhân nucleophile tiêu biểu như
H2O, alcohol, HCl, HCN, acetylide, tác nhân Grignard, hydride, amine hoặc ammonia,
ylide, peroxyacid... Một phản ứng ngưng tụ cũng có mang bản chất của phản ứng cộng
AN, nhưng vì thuộc lĩnh vực rộng hơn nên sẽ không được đề cập trong đề tài này.
2.1. Cộng nước
Các hợp chất carbonyl có thể cộng nước để hình thành hydrate.

Aldehyde hoặc ketone trong dung môi nước luôn tồn tại một cân bằng giữa nó và
hydrate của nó. Tỉ lệ các dạng tồn tại tuỳ thuộc vào bản thân aldehyde hoặc ketone. Ví dụ,
formaldehyde trong nước chiếm hơn 99% ở dạng hydrate, cịn acetone chỉ có 0.1% tồn tại
ở dạng hydrate trong dung môi nước.
Phản ứng cộng nước diễn ra kể cả trong môi trường base hay môi trường acid.
* Trong môi trường base:

* Trong môi trường acid:


7

2.2. Cộng alcohol
2.2.1. Cơ chế phản ứng cộng alcohol
Khi có xúc tác acid, hợp chất carbonyl có thể cộng alcohol để tạo thành acetal.
Trong đó, hợp chất carbonyl cộng alcohol lần thứ nhất để hình thành hemiacetal (có nhóm
-OH và nhóm -OR gắn trên cùng một carbon), sau đó phản ứng cộng tiếp tục diễn ra lần
thứ hai để hình thành acetal (có hai nhóm -OR gắn trên cùng một carbon).

Trong nhiều trường hợp, đặc biệt là các hemiacetal mạch hở kém bền, khó để cơ
lập. Tuy nhiên, trong một vài trường hợp hemiacetal rất bền vững, điển hình là các
hemiacetal vịng 5 hoặc 6 cạnh. Ví dụ như trường hợp của glucose, nó tồn tại chủ yếu ở
dạng vịng 6 cạnh cũng nhờ vào sự hình thành hemiacetal bền vững.

2.2.2. Phản ứng cộng diol trong bảo vệ nhóm chức carbonyl
Một số diol (tức là hợp chất có chứa hai nhóm -OH) có thể hình thành các acetal
vịng với các hợp chất carbonyl.


8

Chiều nghịch của phản ứng này cũng có thể được tiến hành khi cho acetal tác dụng
với dung dịch acid. Vì vậy để phản ứng trên thuận lợi, diol thường được dùng một lượng
dư.

Acetal kém bền và dễ bị thuỷ giải trong môi trường acid nhưng lại bền trong môi
trường base.
Không phản ứng

Đặc điểm này được sử dụng trong việc bảo vệ nhóm chức carbonyl thơng qua việc
tạo thành một acetal bền bằng diol. Cụ thể là, nhóm C=O được acetal hoá bằng diol nhằm
bảo vệ khỏi những phản ứng không mong muốn trong môi trường base. Sau cùng, để mở

khố bảo vệ, acetal được thuỷ giải trong mơi trường acid, thu được nhóm C=O ban đầu.
Ví dụ, để chuyển hoá hợp chất A thành hợp chất B, cần sử dụng một tác nhân khử,
chả hạn LiAlH4 để khử nhóm ester về alcohol. Tuy nhiên, nhóm chức ketone dễ bị khử
hơn nhóm chức ester, do đó sẽ khơng thu được hợp chất B nếu khơng bảo vệ nhóm ketone
trước.

Để đạt được mục tiêu trên, trước hết cần bảo vệ nhóm ketone bằng việc hình thành
một acetal. Tiếp theo là tiến hành khử nhóm chức ester và cuối cùng là thuỷ giải acetal để
thu được hợp chất B cần điều chế.


9

2.3. Cộng HCN
Hợp chất carbonyl tác dụng được với HCN tạo thành cyanohydrin.

Vì HCN là acid yếu (pKa ~ 9) nên nồng độ ion cyanide thấp, tốc độ phản ứng xảy
ra chậm, vì vậy thường có một lượng base liên hợp (chả hạn KCN) được bổ sung vào
nhằm tăng tốc độ phản ứng hình thành cyanohydrin theo cơ chế sau:

Cyanohydrin là một chất có vai trị quan trọng trong tổng hợp hữu cơ, vì có thể
chuyển nó thành các nhóm chức khác nhau.
Nếu thuỷ phân cyanohydrin trong môi trường acid, tuỳ điều kiện khác nhau mà có
thể điều chế được a-hydroxy acid hay carboxylic acid chứa một nối đôi liên hợp. Nếu khử
cyanohydrin bằng tác nhân khử như LiAlH4 là hướng để điều chế b-aminoalcohol.


10

2.4. Cộng ion acetylide

Ion acetylide là các ion được hình thành từ các hợp chất có nối ba  C CH đầu
mạch. Để điều chế ion acetylide, hợp chất tương ứng được cho tác dụng với NaNH 2 trong
NH3.
2
CH 3  C CH  NaNH
CH 3  C C 

NH
3

Ion actylide, vì có mang điện tích âm, đóng vai trị là một nucleophile tác dụng
được với các hợp chất carbonyl, hướng tới việc thu được alcohol chứa liên kết ba.

2.5. Phản ứng với tác nhân Grignard
Tác nhân Grignard là các dẫn xuất cơ Magnesium có cơng thức chung là R-Mg-X,
trong đó X là các halogen. Tác nhân Grignard được điều chế từ dẫn xuất halogen tương
ứng:
Mg
R  X  ether


 R  Mg  X

Tác nhân Grignard là một trong các nucleophile tiêu biểu cung cấp R- cho phản
ứng AN. Cơ chế phản ứng như sau:

Sản phẩm của phản ứng tuỳ thuộc vào hợp chất carbonyl ban đầu:
+ Nếu xuất phát từ HCHO thì sản phẩm thu được là alcohol bậc I.
+ Nếu xuất phát từ các aldehyde khác thì sản phẩm thu được là alcohol bậc II.
+ Nếu xuất phát từ các ketone thì sản phẩm thu được là alcohol bậc III.

11

2.6. Cộng hydride
Hydride là ion âm của hydrogen (H-) là một nucleophile điển hình dùng để khử các
hợp chất carbonyl, carboxylic acid và dẫn xuất. Nguồn cung cấp hydride có thể là sodium
borohydride (NaBH4), lithium aluminum hydride (LiAlH4 hay LAH), …

Cơ chế phản ứng như sau:

Như vậy, phản ứng cộng hydride ở nhóm carbonyl C=O nhằm để chuyển chúng về
nhóm C-OH. Các sản phẩm như sau:
+ Khi khử aldehyde thì thu được sản phẩm là alcohol bậc I.
+ Khi khử ketone thì thu được sản phẩm là alcohol bậc II.
2.7. Cộng ammonia hoặc amine
2.7.1. Sự hình thành imine
Phản ứng cộng ammonia hoặc amine bậc I vào hợp chất carbonyl xảy ra trong môi
trường acid yếu cho sản phẩm là imine (có chứa liên kết đơi >C=N-). Đặc điểm quan
trọng của phản ứng này là sự tạo thành trung gian carbinolamine. Cơ chế của phản ứng
này như sau:


12

pH của dung dịch đóng vai trị quan trọng trong quá trình hình thành imine, giá trị
pH phù hợp là khoảng 4.5. Nếu pH q cao, tức là khơng có xúc tác acid, thì trung gian
carbinolamine sẽ khơng được proton hố khi đó sẽ khơng hình thành được imine. Nếu pH
quá thấp, tức lượng acid quá cao thì các phân tử amine đều bị proton hoá tạo thành ion
ammonium, lúc này amine mất dần tính nucleophile nên phản ứng AN sẽ khó xảy ra hơn.

Một số trường hợp hình thành imine tiêu biểu có thể kể đến gồm sự hình thành
oxime khi cho hydroxylamine (NH2OH) tác dụng với hợp chất carbonyl và sự hình thành
hydrazone khi cho hydrazine (NH2-NH2) tác dụng với hợp chất carbonyl.

Oxime

Hydrazone

2.7.2. Sự hình thành enamine và đặc điểm của enamine
Enamine được tạo thành khi cho amine bậc II tác dụng với hợp chất carbonyl.
Trung gian của phản ứng này cũng là carbinolamine. Sự hình thành enamine rất giống sự
hình thành imine, chỉ khác nhau ở bước cuối cùng, khi mà ngun tử nitrogen khơng cịn
H để tách, do đó sự tác xảy ra tại carbon kế bên tạo thành liên kết đơi C=C (thay vì liên
kết đôi C=N trong imine).


13

Enamine được tạo thành có nối đơi C=C thoả mãn quy tắc Zaitsev.
Như vậy, amine bậc III, vì khơng cịn H liên kết với nitrogen nên không thể tách
proton để hình thành carbinolamine, nên khơng phản ứng được với hợp chất carbonyl.
Tóm lại, ammonia hoặc amine bậc I tác dụng với hợp chất carbonyl cho imine;
amine bậc II cho enamine; amine bậc III không tham gia phản ứng này.
Một trong những đặc điểm quan trọng của enamine là khả năng phản ứng alkyl hố
hoặc acyl hố tại vị trí carbon a. Hợp chất carbonyl bình thường cũng có khả năng tham
gia phản ứng này khi được chuyển thành enol hay enolate nhưng thường xảy ra sự
polialkyl hố dẫn đến khơng thu được sản phẩm như mong muốn. Do đó, hướng điều chế
thu được sản phẩm có hiệu suất cao được thực hiện như sau: Chuyển nhóm C=O thành
enamine  Cho enamine tham gia phản ứng alkyl hoá hoặc acyl hoá  Thuỷ phân sản
phẩm trong môi trường acid để thu được nhóm C=O.

Ví dụ, để điều chế hợp chất B từ ketone A. Thay vì điều chế theo cách 1 cho nhiều
sản phẩm khơng mong muốn thì ta đi theo cách 2 để thu được sản phẩm ketone mong
muốn.


14

Cách
1

Cách
2

2.7.3. Phản ứng Wolff-Kishner
Hydrazone có khả năng bị khử trong môi trường kiềm mạnh, gọi là phản ứng
Wolff-Kishner, được đặt tên theo nhà hoá học người Đức Ludwig Wolff và nhà hoá học
người Nga N. M. Kishner.


15

Như vậy, có thể khử nhóm >C=O thành nhóm methylene >CH 2 thông qua hai giai
đoạn: cho hợp chất carbonyl tác dụng với hydrazine tạo thành hydrazone, rồi cho
hydrazone tác dụng với kiềm mạnh, đun nóng.

Cơ chế của phản ứng Wolff-Kishner được mô tả như sau:

2.8. Phản ứng Wittig
2.8.1. Sơ lược về phản ứng Wittig
Phản ứng Wittig là một phản ứng được sử dụng để điều chế alkene từ hợp chất

carbonyl và ylide.

Một ylide phosphorus là một phân tử trung hồ về điện nhưng có mật độ điện tích
âm tập trung trên C và một dị tố mang điện dương là P. Đó là nhờ sự tồn tại của hai công
thức cộng hưởng của ylide như sau:


16

Trong đó cơng thức cộng hưởng chứa liên kết C=P không đặc trưng do độ lớn của
orbital p của C và P rất khác biệt để xen phủ thuận lợi. Như vậy, C với mật độ điện tích
âm cao đóng vai trị là một nucleophile. Theo lẽ đó, nó tham gia phản ứng A N tạo thành
một betaine có chứa P+ và O-. Vì beitane rất kém bền nên chuyển ngay thành
oxaphosphetane có chứa một vịng bốn cạnh gồm hai dị tố P và O liên kết với nhau. Hợp
chất này tiếp tục bị phân huỷ tạo thành triphenylphosphine oxide (C 6H5)3P=O và alkene.
Tóm tại, cơ chế của phản ứng có thể được biểu diễn như sau:

oxaphosphetane

2.8.2. Điều chế và độ bền của ylide phosphorus
Để thực hiện điều chế alkene theo phản ứng Wittig, trước hết ta cần có một ylide
của phosphorus thu được bằng cách cho triphenylphosphine (C 6H5)3P phản ứng với dẫn
xuất halogen tương ứng theo cơ chế S N2, rồi đem sản phẩm thế đó tác dụng với một base
mạnh (chẳng hạn như BuLi).

Vì bước đầu quá trình điều chế ylide là một quá trình S N2 nên yêu tiên dẫn xuất
halogen bậc I. Như vậy khi điều chế alkene theo Wittig, ta ưu tiên xuất phát từ dẫn xuất
halogen bậc thấp. Ví dụ để điều chế alkene A ta có hai cách xuất phát (1) và (2). Với cách
(1) ta cần phải xuất phát từ dẫn xuất halogen (I) trong quá trình điều chế ylide, với cách
(2) điểm xuất phát là dẫn xuất halogen (II). Vì ta cần ưu tiên dẫn xuất halogen bậc thấp

nên cách (2) là cách ưu tiên hơn.


17

Về độ bền của ylide, ylide sẽ càng bền khi có nhóm rút electron ở bên cạnh
carbanion.

2.8.3. Lập thể của phản ứng Wittig
Ylide có khả năng phản ứng rất nhanh với hợp chất carbonyl để hình thành
oxaphosphetane. Cấu trúc lập thể của oxaphosphetane quyết định đến cấu trúc lập thể của
alkene tạo thành. Cụ thể là ylide tấn công theo hướng vng góc với mặt phẳng của liên
kết C=O. Ylide khơng bền (các ylide khơng có nhóm rút electron) thì chủ yếu tạo thành
(Z)-alkene, ylide bền (các ylide có nhóm rút electron) thì chủ yếu tạo thành (E)-alkene.


18

2.9. Phản ứng Baeyer – Villiger
Phản ứng Baeyer-Villiger, được Adolf von Baeyer và Victor Villiger khám phá ra
vào năm 1899, là phản ứng oxi hoá chuyển hợp chất carbonyl thành ester hoặc acid tương
ứng.

Tác nhân được sử dụng là peroxyacid (chả hạn m-CPBA). Cơ chế của phản ứng
này như sau:

Đây cũng là một phương pháp cũng là cách điều chế ester vòng hoặc lactone từ
ketone vòng.

Aldehyde hoặc ketone tham gia phản ứng Baeyer-Villiger có thể diễn ra theo hai

hướng:

Phản ứng xảy ra theo hướng nào tuỳ thuộc vào tốc độ dịch chuyển của nhóm đó
đến nguyên tử O. Tốc độ di chuyển càng nhanh thì phản ứng oxi hố theo hướng đó càng
ưu thế tạo thành sản phẩm chính. Tốc độ đó được tóm tắt lại như sau:
H > 30 > 20, Ph > 10 > methyl
Ví dụ:


19

3. Lập thể của phản ứng AN
Nhóm carbonyl cùng hai nhóm thế được phân bố trong một mặt phẳng, theo lẽ đó
sự tác kích của nucleophile từ hai phía đến carbon của nhóm C=O là như nhau, theo đó tỉ
lệ sản phẩm sẽ là 50:50.

Tuy nhiên thực nghiệm cho thấy, khi cho một hợp chất carbonyl có carbon a bất
đối thì có sự hình thành của sản phẩm chính và sản phẩm phụ. Để giải thích điều này và
dự đốn được sản phẩm nào ưu thế trong phản ứng A N, hai lí thuyết về quy tắc Cram và
mơ hình Felkin-Anh là một giải pháp cụ thể.
3.1. Quy tắc Cram
Quy tắc Cram được đưa ra vào năm 1952 bởi Donald J. Cram. Theo quy tắc này,
để xác định sản phẩm chính của phản ứng ta dựng một cơng thức Newmann của hợp chất
carbonyl với carbon a bất đối có ba nhóm thế được xếp theo thứ tự: Lớn (L), Trung bình
(M) và Nhỏ (S) sao cho nhóm L che khuất nhóm R.

Theo quy tắc này, nucleophile tác kích theo hướng vng góc với nhóm C=O theo
hướng của nhóm S, tức nhóm thế nhỏ nhất.

20

Tuy nhiên quy tắc Cram chưa thể hiện chính xác đặc điểm của phản ứng AN:
Thứ nhất, cấu trúc mà Cram đưa ra khi nhóm L nằm che khuất nhóm R là cấu dạng
khơng bền.
Thứ hai, Theo một số tính toán cho thấy, dựa trên sự xen phủ orbital khi xảy ra sự
tác kích của nucleophile thì góc tác kích là góc Dunitz vào khoảng 107 0, khơng phải 900
theo quy tắc Cram.

Để khắc phục điều này, mơ hình Felkin và mơ hình Felkin-Anh tiếp tục được phát
triển nhằm giải thích thoả đáng đặc điểm của phản ứng.
3.2. Mơ hình Felkin-Anh
Mơ hình Felkin-Anh được phát triển từ mơ hình Felkin của Hugh Felkin bởi
Nguyễn Trọng Anh nhằm khắc phục hai điểm yếu quan trọng của mơ hình Felkin. Mơ
hình này có thể được mơ tả đơn giản như sau: Nhóm lớn nhất phải cách xa đồng thời O và
nhóm R nhất, tức vng góc với nhóm C=O trong hình chiếu Newmann. Khi đó
nucleophile tác kích sao cho thoả mãn các yếu tố sau:
+ Nucleophile tác kích phải theo góc Dunitz 1070.
+ Nucleophile tác kích từ phía ngược lại với nhóm thế lớn nhất.
Khi đó, nếu Nucleophile tác kích từ phía có nhóm thế nhỏ nhất thì cho sản phẩm
chính. Ngược lại sẽ định hướng tạo thành sản phẩm phụ.
Ví dụ đối với hợp chất (S)-C 6H5-CH(CH3)-CH=O. Ta có thể xác định được hai cấu
dạng (I) và (II) thoả mãn nhóm lớn nằm xa nhất so với O và R. Khi đó, nucleophile tác


21

kích vào cấu dạng (I) sẽ đi qua nhóm thế nhỏ nhất, do đó cho sản phẩm chính. Như vậy,
hướng tác kích cịn lại sẽ cho sản phẩm phụ.

Trong một số trường hợp, phản ứng xảy ra ngược với theo quy tắc Cram hay mơ
hình Felkin-Anh, đặc biệt là khi các tác nhân nucleophile có chứa nguyên tố có khả năng
tạo phức.


22

Trường hợp trái mơ hình Felkin-Anh cũng xảy ra khi carbon a bất đối có chứa một
nhóm rút electron. Khi ấy, nhóm rút electron nằm ở vị trí anti so với nucleophile tác kích,
thay vì là nhóm lớn nhất như mơ hình Felkin, vì vậy sản phẩm trái với quy tắc thông
thường.


23

II. CÁC VÍ DỤ MINH HOẠ
 Câu 1. Xác định sản phẩm chính của các phản ứng sau:

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

k)

l)

m)


24

PHÂN TÍCH – ĐÁP ÁN
Câu

a

Sản phẩm

Giải thích
CH3MgBr cung cấp nucleophile dưới dạng
CH3-. Bước thứ (2) nhằm chuyển -O- thành
-OH.
Vì CH3OH dùng lượng dư nên aldehyde

b

chuyển thành sản phẩm là acetal.
NaBH4 là tác nhân khử, cung cấp nucleophile

c

là H-. Bước thứ (2) nhằm chuyển -O- thành
-OH.
Phản ứng tạo acetal vòng bền trong mơi trường

d

base.
Phản ứng cộng nucleophile CN- có mặt H+

e

nhằm proton hố tạo nhóm – OH.
Phản ứng (1) tạo imine. Tác nhân NaBH3CN

f

có vai trị khử nối đơi của imine, cho sản phẩm
cuối cùng là amine.
Phản ứng giữa ketone và amine bậc II tạo

g

enamine.
Phản ứng (1) hình thành cyanohydrin. Trong

h

mơi trường acid, nhóm cyanide -CN chuyển
thành nhóm -COOH.
Phản ứng Worff – Kishner cho sản phẩm là

i
k

alkane.
Phản ứng Wittig cho sản phẩm là alkene.