CHUYÊN ĐỀ TỔNG HỢP HỮU CƠ

GS.TS.NGND. ĐÀO HÙNG CƯỜNG
CHUYÊN ĐỀ
TỔNG HỢP HỮU CƠ
2011

1
CHƯƠNG I
CÁCH ĐƯA NHÓM CHỨC VÀO PHÂN TỬ CHẤT HỮU CƠ VÀ SỰ
CHUYỂN HOÁ GIỮA CHÚNG
Qúa trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ thực chất là quá trình chuyển hoá từ một
hợp chất này thành một hợp chất khác dưới tác dụng của các yếu tố như các tác nhân phản
ứng và điều kiện phản ứng. Qúa trình chuyển hoá đó có thể thưựchiện được bằng hai
phương pháp cơ bản:
- Đưa một nhóm chức vào phân tử của hợp chất hyđrôcacbon.
- Chuyển hoá tương hỗ giũa các nhóm chức với nhau.
1.1. ĐƯA NHÓM CHỨC VÀO PHÂN TỬ HYĐRÔCACBON
1.1.1. ĐƯA NHÓM CHỨC VÀO ANKAN
Để đưa một nhóm chức vào phân tử của các hợp chất ankan có thể sử dụng một
trong các phản ứng sau đây tuỳ thuộc vào yêu cầu và mục đích của sự tổng hợp.
1.1.1.1. Phản ứng halogen hoá:
C H + X
2
C X + HX
Phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc (S
R
) là thường tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm
khác nhau. Khả năng phản ứng của tác nhân halogen X
2
: Cl
2
> Br

2
; còn khả năng phản
ứng của nguyên tử Hyđrô trong ankan là:
Bậc ba > Bậc hai > Bậc một > CH
3
- H
1.1.1.2. Phản ứng mêtylen hoá:
C H
C CH
2
- H +
CH
2
N
2
CH
2
= C = O
N
2
CO
Phản ứng mêtylen hoá các hợp chất ankan thường tạo ra một hỗn hợp các sản
phẩm khác nhau. Mặt khác, phản ứng loại này có thể xảy ra theo 2 cơ chế:
1. Cơ chế mêtylen hoá trực tiếp:
C H
C CH
2
- H
CH
2

+
A
CH
2
C

250-400
0
c hoặc chiếu sáng
hoặc
Tia cực tím
hoặc
2
2. Cơ chế tách - cộng hợp:
C H
CH
2
+ C + CH
3
C CH
3
1.1.1.3.Phản ứng nitrô hoá:
Phản ứng thường được tiến hành trong tướng khí ở nhiệt độ cao với axit nitric hoặc
nitơ tetraoxyt làm tác nhân nitro hoá

CH
2
+ HNO
3
CH

3
- NO
2
+ H
2
O
470 C
0

Phản ứng xãy ra thường kèm với oxi hoá ankan tạo thành CO
2
và H
2
O nên có hiệu
suất không cao. Mặt khác khi tiến hành phản ứng nitrô hoá với các đồng đẳng của
mêtan thường xảy ra sự cắt mạch tạo thành hỗn hợp sản phẩm:
HNO
3
, 425 C
0
CH
3
CH
2
CH
3
CH
3
CH
2

CH
2
NO
2
+ CH
3
- CH - CH
3
NO
2
CH
3
CH
2
NO
2
+ CH
3
NO
2
1.1.1.4. Phản ứng synfô hoá
Phản ứng này có thể được thực hiện bằng tác nhân sunfô hoá là axit sunfuric đặc:
R - H + HO - SO
3
H R - SO
3
H + H
2
O
Tuy nhiên phản ứng này đạt hiệu suất rất thấp nên trong thực tế thường sử dụng

phản ứng thay thế hyđrô bằng gốc SO
2
Cl tạo thành ankynlsunfôclorua như sau:
0
R - H R - SO
2
Cl + HCl
SO
2
, Cl
2
, t C

1.1.1.5. Phản ứng ôxy hoá:
Dưới những điều kiện đặc biệt, ankan có thể bị ôxy hoá hợp chất C – H và chuyển
về các hợp chất hyđrôxi hoặc các hợp chất cacbonyl.
Ví dụ:

3

KMnO
4
C H
H
3
C +
CH
3
CH
3

C OH
CH
3
CH
3
H
3
C
R - CH
3
R - CH
2
- OH
CH
4
H - CHO
1.1.2. ĐƯA NHÓM CHỨC VÀO ANKEN:
Việc đưa một nhóm chức vào phân tử anken có thể thực hiện được bằng phản ứng
cộng hợp electrophin, cộng hợp raddical phản ứng thay thế và oxy hoá. Dưới đây là sơ đồ
của một phản ứng cơ bản thường được sử dụng trong tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
1.1.2.1. Phản ứng cộng hợp:

C = C + XY
C C
X Y
Trong đó XY = H
2
, Br
2
, HCl, HBr, HI, H

2
SO
4
, HOH, HOCl
Các phản ứng xảy ra có thể có sự tham gia của các xúc tác thích hợp cũng có khi
không cần sự có mặt của xúc tác. Trong đại đa số các trường hợp, phản ứng cộng hợp còn
xảy ra theo quy tắc Macôpnhicốp: Phản ứng cộng hợp xảy ra theo cơ chế gốc (khi có sự
tham gia của các chất xúc tác có khả năng tạo thành gốc tự do như pêoxit, peaxit ) thì
hướng của phản ứng ngược với quy tắc Macôpnhicốp.
CH
3
CH = CH
2
CH
3
CHBrCH
3
CH
3
CH
2
CH
2
Br
HBr
Các phản ứng cộng hợp của một số hợp chất anken rồi hyđrôcacbon hoặc mêtylen
sẽ cho sản phẩm ankyl hoá:

B
2

O
3
, không khí
Không khí, 600
0
C, NO
Không có peôxit
Có mặt peôxit
Theo Macôpnhicốp
Phản Macôpnhicốp
4

C C
C = C + R H C C
H R
axit
C = C +
CH
2
N
2
CH
2
= C = O
Hv
CH
2
Phản ứng thay thế nguyên tử hyđrô ở vị trí allyl của các hợp chất anken được thực
hiện ở nhiệt độ cao (khoảng 600
0

C) với các tác nhân là clo Brôm hoặc N – brômxucximit:
C C = C X
2
= Cl
2
, Br
2
C C = C + X
2
H
X
Ví dụ:

0
CH
3
CH = CH
2
Cl - CH
2
CH = CH
2
Cl
2
, 600 C
+ Br
2
Br
2
600 C

0

1.1.2.3. Phản ứng oxi hoá:
Phản ứng oxy hoá các hợp chất ôlephin thường tạo thành các sản phẩm chứa ôxy là
ancol hoặc anđêhyt tuỳ thuộc vào tác nhân ôxy hóa. Ví dụ nếu ôxy hoá các hợp chất
ôlephin bằng tác nhân KMnO
4
lạnh và loãng hoặc dung dịch peaxit HCOOOH thì sẽ thu
được hợp chất glycol như sau:
C = C + KMnO
4
HCOOOH C C
OH OH
Mặt khác sự khác nhau giữa các phản ứng ôxy hoá của 2 tác nhân này là việc tạo
thành các sản phẩm đồng phân hình học khác nhau. Phản ứng ôxy hoá bằng KMnO
4
thường tạo ra các sản phẩm đồng phân Cis – trái lại HCOOOH tạo ra các sản phẩm đồng
phân trans.

hoặc
5
KMnO
4
H
2
O
2
, HCOOOH
H H
OH OH

cis - xyclopentadiol -1,2
H OH OH
H
+
trans - xyclopentadiol -1,2
Nếu tiến hành phản ứng ôxy hoá bằng tác nhân là hợp chất ôzôn thì sản phẩm thu
được là các anđêhyt hoặc xêtôn:
C = O + O = C
C C
C = C + O
3
O O
O
H
2
O,Zn
Ví dụ:
CH
3
CH
2
CH = CH
2
CH
3
CH
2
C = O + O = CH
C = CH
2

O
3
H
2
O, Zn
H
H
CH
3
O
3
H
2
O, Zn
C = O + O = CH
CH
3
H
CH
3
CH
3
Phản ứng này thường được sử dụng để xác định cấu tạo của phân tử olephin.
1.1.3. Đưa nhóm chức vào phân tử ankin:
Tương tự như các phương pháp đưa một nhóm chức vào hợp chất anken, việc đưa
một nhóm chức vào phân tử ankin cũng được tiến hành bằng phương pháp cộng hợp hoặc
thay thế nguyên tử hyđrôlinh động của ankin.
1.1.3.1. Phản ứng cộng hợp:

C C

C C + YZ
C = C
Y
Z
Y
Z
YZ

Trong đó: YZ = H
2
,Cl
2
, Br
2
, HCl, HI, H
2
O
Các phản ứng xảy ra theo hướng đặc thù về mặt lập thể tuỳ thuộc vào việc sử dụng
các hợp chất xúc tác.
Ví dụ:

6

C C
C C + YZ
H
H
H
H
2H

2


C C
H
H
C = C
H
H
C = C

Phản ứng cộng hợp với nước thường xảy ra với sự có mặt của xúc tác là mối thuỷ
phân trong môi trường axit và tạo thành sản phẩm là các hợp chất xêtôn:
C C
C C + H
2
O
H
H
HgSO
4
, H
2
SO
4
C = C
H OH
O
Ví dụ:
C C

C C H + H
2
O
H
H
H
HgSO
4
, H
2
SO
4
C H
H
H
O
H
H
C C
C C H + H
2
O
H
H
H
HgSO
4
, H
2
SO

4
O
CH
3
1.1.3.2. Phản ứng ankyl hoá:
Nguyên tử hyđrô thuộc liên kết nối ba của ankin rất linh động dẫn đến các hợp chất ankin
có tính axit yếu. Vì vậy nó có khã năng tham gia với các phản ứng với các kim loại kiềm
hoặc với các ion kim loại nặng.
Ví dụ:
C C H + M
C C H + H

Ni, H hoặc pd
Na hoặc Li,NH
3
H
2
, pd hoặc Ni – B
đồng phân trans
đồng phân cis
7
Trong đó:
M = Ag , Cu

Hoặc:

C C H + Na
C C Na + 1/2H
2

Nếu cho hợp chất axetylua kim loại trên đây tác dụng với các dẫn xuất halogen thì sẽ
thu được các sản phẩm ankyl hoá:

- C C - M + X - R - C C - R + MX
1.1.4. Đưa một nhóm chức vào phân tử hợp chất thơm
Việc đưa một nhóm chức vào nhân thơm của các hợp chất hyddrrocacbon thơm được
thực hiện bởi các phản ứng xảy ra theo cơ chế thế electrophin (S
E
). Dưới đây là sơ đồ của
một số phản ứng cơ bản thường gặp:
a, Nitrrô hoá:
H
2
SO
4
ArH + HONO
2
ArNO
2
+ H
2
O
b, Sunfô hoá:
SO
3
ArH + HOSO
3
H ArSO
3
+ H

2
O
c, Halogen hoá
ArH + X
2
ArX + HX (X
2
= Cl
2
, Br
2
)
Fe
d, Ankyl hoá theo Friđen – Craf:
ArH + RCl ArR + HCl
AlCl
3

d, Ankyl hoá theo Friđen – Craf:
ArH + ROCl ArCOR + HCl
AlCl
3
e, Nitrrôzô hoá:
ArH + HONO ArN = O + H
2
O

NH
3
lỏng

8
g, Azô hoá:
ArH + Ar'N
2
X ArN = N - Ar' + HX
h, Phản ứng Konbe:
+ CO
2
COONa
OH
OH
125 c, 7atm
0
i, Phản ứng Raimơ – Timan:
+ CO
2
CHO
OH
OH
dung dich NaOH
Trong bảng sơ đồ của các phản ứng trên đây, các phản ứng e và g chỉ xảy ra đối
với các hợp chất hyđrocacbon thơm hoạt động mạnh, còn các phản ứng h và i chỉ có ý
nghĩa khi hợp chất hyđrocacbon thơm tham gia vào phản ứng là phenol.
Việc đưa một nhóm chức thứ hai vào nhân thơm của hyđrocacbon thơm được tuân theo
một số quy luật định hướng nhất định. Người ta chia các nhóm thế thành 2 loại:
- Loại I: Các nhóm tăng hoạt (có khã năng làm tăng mật độ điện tử của nhân thơm) -
định hướng octô và para.
- Loại II: Các nhóm giảm hoạt (nhóm kéo điện tử của nhân thơm) - định hướng mêta.
Khã năng hoạt động của các nhóm thế trong phản ứng thế electrophin rất khác nhau
và được sắp xếp theo thứ tự như sau:

NHÓM THẾ LOẠI I NHÓM THẾ LOẠI II
Tăng hoạt mạnh Định hướng mêta
- NH
2
(-NHR, -NH
2
) - NO
2
- OH - N
(+)
(CH
3
)
2
Tăng hoạt vừa - CN
- OCH
3
(-OC
2
H
5
) - COOH (COOR)
- NHCOCH
3
- SO
3
H
Tăng hoạt yếu - CHO, COR
- C
6

H
5
Định hướng Octô, para
- CH
3
(-C
2
H
5
, ) - F, - Cl, - Br, - I

9
Việc đưa nhóm chức thứ ba vào nhân thơm khi đã có mặt của 2 nhóm thế sẽ làm phức
tạp sự định hướng của phản ứng thế electrophin. Vì vậy ta có thể phân thành các trường
hợp sau:
1. Nếu hai nhóm thế cùng định hướng vào một vị trí thì sự định hướng đó sẽ xảy ra
theo chiều của các mũi tên sau:
CH
3
O

2
N
O

2
N
SO

3

H
CN
NHCOOCH

3
2. Nếu hai nhóm thế định hướng khác nhau thì sẽ theo quy tắc:
- Ảnh hưởng của nhóm hoạt hoá mạnh (tăng hoặc giảm hoạt) sẽ quyết định hướng
của phản ứng S
E
so với nhóm hoạt hoá yếu.
- Ảnh hưởng của nhóm tăng hoạt sẽ quyết định hướng của nhóm phản ứng S
E
so với
nhóm giảm hoạt. Sự ảnh hưởng này được thay đổi theo dãy sắp xếp sau:
- NH
2
> - OH > - OCH
3
> - NHCOCH
3
> - C
6
H
5
> - CH
3
> Nhóm định hướng mêta
Ví dụ:
HO
CH

3
HO
CH
3
NO
2
HNO
3
/H
2
SO
3
CH
3
CONH
CH
3
CH
3
CONH
CH
3
Br
Br
2
/Fe
CHO
HO
Br
2

/Fe
HO
CHO + Br
Br
HO
CHO
Br
1.1.5. ĐƯA MỘT NHÓM CHỨC VÀO PHÂN TỬ DỊ VÒNG THƠM ĐƠN GIẢN
Việc đưa một nhóm chức vào nhân thơm dị vòng đơn giản được thực hiện bằng phản
ứng thế eleectrophin. Các phản ứng thế xảy ra ở các hợp chất furan, tiophen, pirol ưu tiên
định hướng vào vị trí số 2.
Ví dụ:

10
SO
3
H
O
+ : SO
3
O
COCH
3
O
+ (CH
3
CO)
2
O + (C
2

H
5
)
2
O : BF
3
O
0 C
0
COC
6
H
5
O
+ C
6
H
5
COCl + SnCl
4
S
N = NC
6
H
5
N
+ C
6
H
5

N NCl
N
tiophen 2 - Bezoyltiophen
+ CH
3
Cl + KOH
N
H
H
N
H
H
CHO


Tương tự như việc đưa một nhóm thế vào hợp chất dị vòng 5 cạnh, việc đưa một
nhóm chức vào hợp chất dị vòng 6 cạnh cũng có thể thực hiện bằng phản ứng thế
electrophin. Trường hợp này hướng thế ưu tiên vào vị trí 3 (hoặc β)

furan furan – 2 sunfô axit
2- axêtylfuran
Pirol 2- (phenylazô) pirol
11
N
piridin
N
NO
2
N
SO

3
H
N
Br
+
N
Br
KNO
3
, H
2
SO
4
, 300 C
0
H
2
SO
4
, 350 C
0
Br
2
, 300 C
0

Phản ứng thế nuclêôphin của hợp chất piriđin sẽ cho ra các sản phẩm thế vào vị
trí 2 hoặc:
N
+ NaNH

2
NH
2
H
NH
2
+ NaNH
2
+ H
2
N
N
N
+ C
6
H
5
- Li
NH
2
H
C
6
H
5
+ LiH
N
N

1.2. SỰ CHUYỂN HOÁ TƯƠNG HỖ GIỮA CÁC NHÓM CHỨC

1.2.1. CHUYỂN HOÁ NHÓM CHỨC HYĐRÔXYL CỦA ANOL VÀ PHENOL
Sự chuyển hoá nhóm hyđrôxyl của các hợp chất ancol có thể được thực hiện bằng
một số phản ứng quan trọng sau đây:
a, Phản ứng halogen hoá:
Phản ứng này có thể được thực hiện bằng các tác nhân halogen hoá như
hyđrôhalogenua HX, phôtpho halogenua PX
3
, PX
5
, điônyl clorua SOCl
2
.
• Phản ứng với hyđrôhalogenua:
ROH + HX RX + H
2
O
Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế Nuclêôphin, trong đó khã năng phản ứng của HX
giảm dần theo dãy: HI > HBr > HCl, còn khã năng phản ứng của ROH thay đổi theo dãy:
Allyl benzyl > bậc ba > bậc hai > bậc một
Nhiều khi phản ứng xảy ra với sự chuyển vị.

Đun nóng
Đun nóng
12
Ví dụ:
CH
3
C
CH
3

H
H
OH
C CH
3
CH
3
C
CH
3
H
H
Cl
C CH
3
CH
3
C
CH
3
H
H
Cl
C CH
3
HCl
Hoặc:
CH
3
C CH

2
OH
CH
3
CH
3
C CH
2
Cl
CH
3
CH
3
CH
3
C CH
2
CH
3
CH
3
Cl
CH
3
HCl

* Phản ứng photpho halogennua:
R - OH + PX
n
RX + H PO

3
3
Trong đó: PX
n
= PBr, PL
3
, PCl
5
Ví dụ:
- CH - CH
3
OH
- CH - CH
3
Br
PBr
3
CH CH OH CH CH I


3

2
3
2
P + I
CH CH CHCH OH CH CH CHCH Cl
3
2

2
PCl
5
3
2
2
CH
3
CH

3

* Phản ứng với tioonyl clorua:

13
R - OH + SOCl
R - O - SOCl R - Cl + SO
2
2
piriđin
-
HCl (không bền)
* Phn ng tỏch loi ờhyrỏt hoỏ:
C

C
H OH
axit

C C + H O




2
Phn ng tỏch loi ancol xy ra theo c ch E
1
v E
2
vi s tham gia ca cht xỳc tỏc
l axit. Khó nng tham gia phn ng tỏch loi ca ancol bin i theo dóy:
ROH: bc ba > bc hai > bc mt
Hng ca phn ng tỏch loi xy ra sao cho to thnh anken l bn vng nht.
Ngoi ra, phn ng tỏch loi cỏc ancol nhiu khi xy ra vi s chuyn v.
Vớ d:
CH CH CH CH OH
CH CH = CHCH và CH CH CH = CH

2
H SO
2
4
2
3
3
3
2
2

2
3
đun nóng (Sản phẩm chính)
c, Phn ng oxy hoỏ:
Phn ng chuyn hoỏ nhúm hyrụxyl ca hp cht ancol bng phng phỏp ụxy hoỏ
to thnh cỏc sn phm khỏc nhau tu thuc vo loi ancol v tỏc nhõn, iu kin cỏc
phn ng. Di õy l s c bn ca mt s phn ng:
Bc mt:
R - CH OH

2
Cu, 250 C

0

R - C = O
H
KMnO
4
Hoặc K
2
Cr
2
O

7
Hoặc K
2
Cr
2

O
7


KMnO

4
R - COHH
Bc hai:
R - C - HOH
R

KMnO ,CrO , hoặc K Cr O
4
2

7

2
3

R - C = O
R
hoặc Cu, 250
0
C
Bc ba:

14
R - C - OH

R



R
KMnO (trung tính hoặc kiềm)
4
Không phản ứng
Ví dụ:
CH CH CH OH
Cu, 250 C

3

2

2
CH CH C = O + H
2
2
3
H
CH CH CHCH OH
CH
3
3
CH CH CH COOH
0
KMnO
4

3
2 2
3
2
CH
3
OH
K Cr O

2

2
7

= O
1.2.2. CHUYN HO NHểM AMINễ
Tng t nh amụnic, nguyờn t nit trong nhúm amụni mang cp in t khụng
phõn chia ó to nờn khó nng tham gia cỏc phn ng nuclờụphin ca nhúm chc ny. Sau
õy l s ca mt s phn ng chuyn hoỏ c bn:
a, Phn ng to mui:
RNH

R NH R N R N X

2

2

3

4



+ -
RNH + H RNH

+
+

2


3


+
+

R NH + H R NH

2

2

2


+

+

R N +H R NH
3


3



2

ArNHR rNR ArNR X

ArNH




A
2


3

+ -
b, Phản ứng ankyl hoá:
RX
RX
RX

RX
RX RX
Vớ d:

15
(n - C H ) NH + C H CH Cl (n - C H ) NCH C H
4
9
2
6
5

2 4
9
2

2
6

5
n - C H NH n - C H NCH
3 7
2
3 7
3
CH I
3
H
3
CH I

CH
3

CH I
3
3
73
n - C H NCH
n - C H NCH I

3

7 3
CH
3
CH
3
+ -
c, Phản ứng tạo thành amit:
* Bậc một
RNH
R C
O
N
H
R
R COCl
,
ArSO Cl
2

Ar - S - N
O
O
R
H
* Bậc hai:
R NH
R C
O
N
R
R
R COCl
,
ArSO Cl
2
Ar - S - N
O
O
R
R
2

* Bậc ba:

R N
R COCl
,
ArSO Cl
2

2

kh«ng ph¶n øng
kh«ng ph¶n øng
Ví dụ:

16



NH

2

(CH CO

3
)


2
O
- N - C - CH
3
O
H
C H SO Cl
6
5 2
dung dịch NaOH

- N - S -
H
O
O
C H NCH
6
5
3
H
C H COCl
n - CH C H SO Cl
CH
5
6
3
6 5
2
3
- C - N
-
O
CH
CH
S - N
CH
C H
O
3
3

3
2
5
dung dịch NaOH
d, Phn ng vi axit nit:
* Amin thm bc mt:

ArNH

Ar - N

N
HONO
2
+
muối điôfini
* Amin bộo bc mt:
RNH
R - N

N
HONO
2
+
H O
2

N + hỗn hợp ancol và anken
2
* Amin thm v bộo bc hai:

HONO
ArNHR Ar - N - N = O
hoặc
R NH R N - N = O

2


hoặc
R
N - Nitrozamin
2

17
* Amin thơm bậc ba:

HONO



NR O = N
2


NR
2
* Amin béo bậc ba:
HONO

R N R N - N = O + an®ªhyt, xªt«n
3
2
e, Phản ứng tách loại:
Phản ứng tách loại các hợp chất aminô để tạo thành các anken chỉ có thể thực hiện
được khi chuyển chúng thành ion amôni bậc bốn. Có 2 phản ứng tách loại cơ bản sau đây:
* Phản ứng tách loại theo Hốpman:


- C - C -
H
NR
3
HO
,
®un nãng
> C = C < + R N + H O
3
2
Ví dụ:
CH - N - CH CH CH
CH - N + CH =CHCH + H O
3 2
2 3
3
CH
CH
CH

CH
2

3
2
3
3
3
3
HO, ®un nãng
* Phản ứng tách loại theo Kopu:
Amin bËc ba

- C - C
> C = C < + R NOH
®un nãng
H O
2
2
2
HO
N
O
R
R
O
Ví dụ:

18
R - CH - CH R - CH - CH RCH = CH + CH - N - CH CH R

2
,
2
OH
32
22
140 C
0
H O
2
2
2
2
N
H C CH CH R
3 2
2
,
N - CH CH R
H C -
3
2
2
,
O
1.2.3. CHUYN HO NHểM HALOGEN
a, Do cú nhng cp in t t do trờn cỏc ocbital ca cỏc nguyờn t halogen nờn cỏc hp
cht halogen tham gia phn ng th nuclờophin. Di õy l s ca mt s phn ng

th nuclờophin thng xy ra:
Phn ng Sn phm
R: X + : Z R : Z + : X -
R: X + : OH R : OH + : X ancol
R: X + : H
2
O R : OH ancol
R: X + : OR

R : OR

ete
R: X + : C CR

R : C CR

ankin
R: X + : Na R

R : R

ankan
R: X + : I R : I ankyl iụua
R: X + : CN R : CN nitri
R: X + : R

OO : R : COOR este
R: X + : NH
3
R : NH

2
amin bc nht
R: X + : NH
2
R

R : NHR amin bc hai
R: X + : NH
2
R

R

R : NR

R

amin bc ba
R : X + : P(C H ) R : P (C H ) X muối photphoni
6
5
3
6
5
3
R: X + : SH R : SH Tiol(mờcaptai)
R: X + : SR

R : SR

Tiụete(sunfir)
R : X + : CH(COOC H ) R : CH (COOC H ) Tổng hợp malônic
2522 5
2
R : X + : CH COCHCOOC H CH COCHCOOC H Tổng hợp axêtôaxetat
5
2
3
5
2
3

R
Phn ng th nuclờụphin xy ra theo c ch S
N1
hoc S
N2
tu thuc vo bn cht hoỏ
hc ca dn xut halogen. S ph thuc ú c hiu qua s bin i sau:
Tốc độ phản ứng S tăng
N
2



RX = CH X, bậc một, bậc hai, bậc ba
3
Tốc độ phản ứng S 2 tăng
N

19
Mặt khác, cần chú ý thêm rằng phản ứng xảy ra theo cơ chế S
N
1 thường kèm theo sự
chuyển vị:
Ví dụ:
CH - C - CH Br
CH
CH
3
2
3
3
C H O
2
5
C H OH
2
5
CH - C - CH OC H kh«ng cã chuyÓn vÞ
CH
CH
3
3
3
2
2
5
S
N

2
CH - C - CH CH
CH
OC H
CH - C = CH - CH
CH
S
N
3
3
2
3
2
5
3
3
3
1
chØ cã s¶n phÈm
chuyÓn vÞ
a, Phản ứng tách loại:
Các dẫn xuất halogen không chỉ có tham gia chủ yếu vào các phản ứng thế nuclêôphin
mà còn tham gia các phản ứng tách loại, tạo thành các hợp chất không no:

C C
H X
C = C
Baz¬
Phản ứng tách loại của các dẫn xuất halogen xảy ra theo cơ chế E1 và E2. Khi này
tham gia phản ứng tách loại của chúng theo cơ chế E1 và E2 thay đổi như sau:

Bậc ba > Bậc hai > Bậc một.
c, Phản ứng khử
Phản ứng khử các dẫn xuất halogen có thể xảy ra bằng Hyđrô với sự tham gia của các
xúc tác kim loại cũng có thể bằng Hyđrô mới sinh (khử hoá học):
* Khử xúc tác:

RX + H RH + HX
2
Ni
* Khử hoá học:
RX + M + H RX + M +X
Ví dụ:

20
CCl CHCl
Fe,H O
4
2
3
(CH ) CCl (CH ) CMgCl (CH ) CD
3 3 3 3
3
3
Br
Br
Na, CH OH
3
7,7 -®ibr«m norcaran
Norcaran
1.2.4. CHUYỂN HOÁ NHÓM ANĐÊHYT VÀ XÊTÔN:

Hóa học của các hợp chất anđêhyt và xêtôn được xác định bởi sự có mặt của nhóm
cacbonyl > C = O. Chính nhóm này là trung tâm của sự tấn công nuclêophin. Vì vậy,
phản ứng chuyển hoá đặc trưng cho an đêhyt và xêtôn là phản ứng cộng hợp nuclêophin.
Ngoài ra, anđêhyt và xêtôn còn tham gia một số phản ứng khác như ôxi hoá, khử hoá,
ngưng tụ, Sau đây là sơ đồ của một số phản ứng cơ bản.
a, Phản ứng ôxi hoá:
* Anđêhyt:
RCHO hoÆc ArCHC
Ag(NH )
KMnO
K Cr O

RCOOH hoÆc ArCOOH
3
3
4
2
2
7
Ví dụ:
CH CHO + 2Ag (NH ) +3HO Ag +CH COO + 4NH + 2 H O
3
3 3
3
23
* Mêtyl xêtôn:
R - C - CH hoÆc Ar - C - CH RCOO hoÆc ArCOO + CHX
3
3
3

OX
O
O
Ví dụ:

21
C H - C - CH + 3OI C H COO + CHI +2HO
2
5
3
2 5
3
O
- - -
CH C = CH - C - CH CHCl + CH C = CHCOOK
CH
O
CH
3
3
3
3
3 3
KOCl
60
0
b, Phản ứng thế:
- Khử hoá thành ancol:
C OH
H + Ni, Pt hoÆc Pd

LiAlH hoÆc NaBH ,tiÕp theo H
C =
O
2
4
4
Ví dụ:
H
OH
O
H , Ni
2
C
CH
O
LiAl H
H
+
CH CH
OH
3
4
- Khử hoá thành hyđrôcacbon:
C = O
Zn (Hg), HCl(®)
NH NH , Baz¬
2 2
- C - H khö Klemenxen
- C - H khö Kizne - Vonfa
H

H
Ví dụ:

22
CH CH CH COCl
3
2
2

2

2
AlCl
3
CCH CH CH
2
2
3
O
Zn(Hg), HCl(®)
CH CH CH CH
2
2
2 3
O
NH NH , NaOH
2
2
H
H

- Khử hoá thành pinacol:
C
khö ho¸ l ìng ph©n tö
C C
O
OH
OH
Pinacol
Ví dụ:
2CH CCH CH C C CH CH C
3
3 3
3
3
Mg, Benzen
H O
2

C CH
3
O O O
Mg
CH CH
CH CH
OH OH
3
3
3
3
C

O
Mg + MgI , ete, benzen
C C
HO

OH
2
- Amin hoá - khử hoá:
> C = O + NH > C = NH > CH - NH
3
2

H , Ni
2
Ví dụ:
CH (CH ) CHO CH (CH ) CH NH
NH , H , Ni
3
2
5
3 2
3
2
5
2
2
CCH CH - CH
O
NH
2

3
3
NH , H , Ni
3 2
- Phản ứng cộng hợp Grinha:

23
C + RMgX C R C R
O
OMgX
OH
H O
2
Phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng hợp nuclêôphin A
N
: với focmanđêhyt tạo thành
ancol bậc một, với các anđêhyt khác tạo thành ancol bậc hai, với xêtôn sẽ tạo thành
ancol bậc ba.
Ví dụ:

CH CH CHCH + H - C = O CH CH CHCH OMgBr CH CH CHCH OH

H O
2
3
2 3
3 2
2 3
2 2
CH

3
CH
3
H
MgBr
MgBr + CH - C = O
CHOMgBr
CHOH
CH
H O
2
3
CH
3
H
3
n - C H MgBr + CH - C = O n - C H COMgBr n - C H C - OH
4
94 9
3
4
9
H O
2
CH CH CH
CH CH
3
3
3
33

d, Phản ứng cộng hợp tạo thành xianhyđric:
C + CN C CN
H
O
OH
Ví dụ:

24
CH - C = O + NaCN
H
CH - C - CN CH - C - COOH
H H
OH
OH
3
33
H SO
2 4
H O;HCl
2
CH - C = O + NaCN CH - C - CN CH - C - COOH
O
CH
OH
CH
OH
3
3
3
3

3
CH = C - COOH
CH
3
2
H O,H SO
2
2
4
e, Phản ứng cộng bisunfit:
C + Na HSO C SO Na
OH
+
-
3
3
-
+

O
Ví dụ:
C = O + Na HSO
C SO Na
H
OH
H
4
3
CH CH CCH + Na HSO CH CH C - SO Na
3

2
3
4
3 2 3
O
CH
OH
3
g, Phản ứng cộng hợp với các dẫn xuất của amôniắc.

25