Skkn tong hop huu co su dung phan ung aldol hóa

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CÀ MAU
TRƯỜNG THPT HỒ THỊ KỶ

----------

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:

SỬ DỤNG BÀI TẬP “PHẢN ỨNG ALDOL HÓA”
ĐỂ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC

- Đề tài thuộc lĩnh vực chun mơn: Hóa học
- Họ và tên người thực hiện: Phạm Công Nhân
- Chức vụ, nhiệm vụ đang phụ trách: Giáo viên
- Đơn vị công tác: Trường THPT Hồ Thị Kỷ

Cà Mau, ngày 20 tháng 01 năm 2021

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
---o0o---
Cà Mau, ngày 20 tháng 01 năm 2021

BÁO CÁO SÁNG KIẾN

- Tên sáng kiến: Sử dụng bài tập “Phản ứng ALDOL hóa” để bồi dưỡng học sinh giỏi
hóa học.

- Họ và tên: PHẠM CƠNG NHÂN

- Đơn vị công tác: Trường THPT Hồ Thị Kỷ
- Thời gian đã được triển khai thực hiện: Từ năm học 2010 đến năm học 2021

I-ĐẶT VẤN ĐỀ

1-Tên sáng kiến kinh nghiệm:

SỬ DỤNG BÀI TẬP “PHẢN ỨNG ALDOL HÓA” ĐỂ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI
HĨA HỌC

2-Sự cần thiết, mục đích của việc thực hiện sáng kiến
Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là một cơng việc khó khăn và đầy thách thức

đối với mỗi giáo viên. Từ năm học 2009-2010 đến nay tôi được tổ chuyên môn phân
công bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 12. Trong q trình giảng dạy tơi đã đúc kết một số
kinh nghiệm trong việc sử dụng bài tập hóa hữu cơ để bồi dưỡng cho học sinh trong
đội tuyển hóa học. Chuyên đề về phản ứng hợp chất cacbonyl, đặc biệt là phản ứng
aldol hóa, phản ứng ngưng tụ Claisen và phản ứng cộng Michael là một trong những
chuyên đề quan trọng và không thể thiếu trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi
hóa học. Đây cũng là một chủ đề kiến thức khó, sách tham khảo bằng tiếng Việt rất ít.
Đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết về phản ứng aldol hóa và xây dựng một số dạng
bài tập liên quan để góp phần giảng dạy và nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi
mơn hóa học của nhà trường.

II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN

1. Cơ sở lý luận
Trong phản ứng aldol hóa, hai phân tử aldehit hoặc xeton phản ứng với nhau

trong môi trường bazơ tạo thành hợp chất b-hydroxy cacbonyl.

1.1. Phản ứng aldol hóa andehit

Trang 1

-hidroxyandehit
+ Aldol hóa là phản ứng cộng nucleophin (thân hạch)
+ Enolat là nucleophin tốt và C của nhóm cacbonyl là electrophin (thân điện tử)
+ Bazơ thường dùng là bazơ mạnh như NaOH hoặc KOH được cộng vào aldehyde.
+ Sản phẩm của các phản ứng là  -hydroxyandehit hay andehit-ancol còn gọi là aldol.
+ Cơ chế của phản ứng aldol hóa gồm 3 giai đoạn
Bước 1:
Xảy ra phản ứng axit-base. Nhóm OH- tác kích vào H và
tách H để tạo thành enolat.

Bước 2:
Các enolat thân hạch tấn công andehit tại C của nhóm
cacbonyl thân điện tử để tạo thành một ancoxit trung gian.

Bước 3:
Xảy ra phản ứng axit-bazơ. Ancoxit deproton hóa một phân
tử nước tạo ra OH- và sản phẩm hydroxyandehit là aldol.

Trang 2

Thí dụ 1. Phản ứng aldol hóa propanal

electrophin Nucleophin Liên kết C-C mới

+ Trong điều kiện phản ứng aldol hóa, thường theo sau là đehydrat hóa tạo thành hợp chất
a,b-carbonyl bất bão hịa.

Đehydrat hóa

,-andehit bất bão hòa (enal)

+ Cơ chế của phản ứng tách nước aldol theo 2 bước

Bước 1:
Phản ứng axit-bazơ. Nhóm OH- tách H tạo thành enolat.

Bước 2:
Các electron của enolat để tạo thành liên kết C = C và nhóm HO-
tách ra. Sản phẩm tạo thành là andehit có chứa hệ  liên hợp.

Trang 3

Thí dụ 2: Phản ứng aldol hóa axetandehit, axetophenon Sản phẩm
Tách H2O

,-cacbonyl không bão

-hydroxyxeton Có thể tạo thành
1.2. Phản ứng aldol hóa xeton đồng phân E & Z

+ Là phản ứng cộng nucleophin
+ Bazơ thường dùng là NaOH hoặc KOH
+ Hoạt tính nucleophin của xeton kém hơn aldehit, ngồi ra cịn bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng
lập thể và điện tử. Tuy nhiên phản ứng vẫn dễ xảy ra.
+ Sản phẩm aldol bị tách nước tạo thành hợp chất có hệ  liên hợp.

1.3. Phản ứng aldol hóa hỗn hợp
Phản ứng aldol hóa hỗn hợp có nghĩa là enolat và cacbonyl khơng phải từ cùng một

aldehit hoặc cùng một xeton.
Xét phản ứng aldol hóa hỗn hợp axetandehit và propanal

Trang 4

4 sản phẩm khác nhau
2 enolat khác nhau

Nhận xét: Khi 2 andehit khác nhau đều có H thì phản ứng aldol hóa hỗn hợp không thuận
lợi trong tổng hợp hữu cơ

Điều kiện để aldol hóa hỗn hợp thuận lợi nhất là:
 Chỉ có một chất phản ứng có thể tạo thành một enolat.
 Chất cịn lại khơng có H và do đó tạo thành cacbonyl thân điện tử.
 Trong 2 chất phải có một chất phản ứng thân điện tử hơn chất cịn lại và đóng vai trị
là cacbonyl thân điện tử.
 Thường thì andehit là chất thân điện tử hơn so với xeton nên sẽ là chất electrophin.

Thí dụ 3: Khi sử dụng hợp chất cacbonyl chứa Ha như trường hợp sau đây thường tạo thành
sản phẩm duy nhất.

Chỉ tạo thành enolat Từ enolat cinamaldehit

Khi hợp chất cacbonyl có H có tính axit, các nguyên tử H được loại bỏ dễ dàng hơn so với
các nguyên tử H khác. Kết quả là, các hợp chất b-dicacbonyl trở thành enolat của phản ứng
aldol hóa.

Trang 5

Phản ứng
chung

Liên kết C-C  và  mới

-dicacbonyl

Thí dụ 4: Phản ứng aldol hóa giữa diethylmalonat và benzaldehit. Trong aldol hóa hỗn hợp,
các hợp chất b-hydroxy ban đầu luôn luôn bị mất nước để tạo thành các sản phẩm chứa hệ 
liên hợp.

-dicacbonyl tạo thành
enolat electrophin

Andehit
electrophin

Không bền

Phản ứng aldol hóa có vai trị quan trọng trong tổng hợp hữu cơ vì nó tạo liên kết carbon-
carbon mới, tạo ra các sản phẩm có hai nhóm chức.
Các hợp chất b-Hydroxy carbonyl hình thành trong các phản ứng có thể dễ dàng chuyển đổi
thành nhiều hợp chất khác.

Trang 6

Thí dụ 5:

Sản phẩm aldol

xiclohexanon -hidroxy cacbonyl

Ancol anlyic ,-cacbonyl không bão hòa Với RMgX Với R2CuLi

xeton

1.4. Phản ứng aldol hóa nội phân tử
 Các hợp chất Dicacbonyl có thể tham gia phản ứng aldol hóa nội phân tử.
 Thành phần enolat và thành phần cacbonyl cùng thuộc cùng một phân tử.
 Hướng phản ứng thường ưu tiên tạo thành sản phẩm aldol hóa có vịng bền hơn, vịng
5 - hoặc vòng 6.
 Có thể xảy ra sự chuyển vị để tạo thành vịng bền hơn.

Thí dụ 6: Aldol hóa 2,5-hexanđion

2,5-hexanđion Vẽ lại Liên kết mới C-C  và 

Trang 7

Cơ chế phản ứng
Bước 1. Sự tạo thành enolat

Bước 2-4. Sự tạo vòng và tách nước

nucleophin Lk mới
electrophin
C-C  mới

Thí dụ 7:

Liên kết C-C  và  mới

2,6-heptanđion Vẽ lại
Hợp chất 1,5-đicacbonyl

2-Thực trạng:

Chuyên đề về phản ứng hợp chất cacbonyl, đặc biệt là phản ứng aldol hóa, phản
ứng ngưng tụ Claisen và phản ứng cộng Michael là một trong những chuyên đề quan
trọng và không thể thiếu trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học. Đây
cũng là một chủ đề kiến thức khó, sách tham khảo bằng Tiếng Việt rất ít. Đề thi thuộc
chủ đề tổng hợp hữu cơ hiện đại hằng năm đều có sự cập nhật kiến thức mới yêu cầu
giáo viên giảng dạy phải biên soạn bài tập để giảng dạy rất khó khăn. Chính vì vậy, tài
tập trung nghiên cứu lý thuyết về phản ứng aldol hóa và xây dựng một số dạng bài tập
liên quan để góp phần giảng dạy và nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi mơn
hóa học của nhà trường.

Trang 8

3. Giải pháp
Đề tài nghiên cứu về phản ứng aldol hóa và xây dựng các dạng bài tập liên quan để
phục vụ cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi cũng như làm tài liệu tham khảo cho
giáo viên.
Sau đây là các dạng bài tập liên quan đến phản ứng aldol hóa thường được sử dụng để
học sinh luyện tập, từ mức độ dễ đến khó.
+ Bài tập xác định cấu trúc của sản phẩm trong phản ứng aldol hóa đơn giản.
+ Bài tập giúp học sinh phân biệt được phản ứng aldol hóa với phản ứng ngưng tụ
Claisen, phản ứng cộng Michael.

+ Bài tập về cơ chế phản ứng aldol hóa, ngưng tụ Claisen, cộng Michael.

Trang 9

Bài tập 1. Xác định cấu trúc sản phẩm tạo thành: A, B, C, .... trong các phản ứng sau:
Trang 10

Trả lời bài tập 1
Trang 11

Bài tập 2. Xác định cấu trúc sản phẩm trong phản ứng aldol hóa và ngưng tụ Claisen sau
đây.

Trang 12

Trả lời bài tập 2
Trang 13

Bài tập 3. Xác định loại phản ứng (aldol, ngưng tụ Claisen, cộng Michael) và xác định
sản phẩm tạo thành.

Trang 14

Trả lời bài tập 3
Trang 15

Bài tập 4. Trình bày cơ chế của các quá trình sau:
Trang 16

Trả lời bài tập 4

Trang 17

Trang 18

Trang 19