Bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp hữu cơ

BẢO VỆ NHÓM CHỨC TRONG
BẢO VỆ NHÓM CHỨC TRONG
TỔNG HỢP HỮU CƠ
TỔNG HỢP HỮU CƠ
GS. TS. NGND ĐÀO HÙNG CƯỜNG
GS. TS. NGND ĐÀO HÙNG CƯỜNG
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
NỘI DUNG CHÍNH
NỘI DUNG CHÍNH
•
Chiến lược chung
Chiến lược chung


•
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
-
Bảo vệ liên kết C-H Axêtilen
Bảo vệ liên kết C-H Axêtilen


-
Bảo vệ liên kết C-H của hợp chất thơm
Bảo vệ liên kết C-H của hợp chất thơm


-

Bảo vệ liên kết C-H hợp chất béo
Bảo vệ liên kết C-H hợp chất béo


•
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô


-
Bảo vệ các nhóm Amin bậc 1 và bậc 2
Bảo vệ các nhóm Amin bậc 1 và bậc 2


-
Bảo vệ nhóm N-NH
Bảo vệ nhóm N-NH
2
2
của Hydrazin
của Hydrazin
-
Bảo vệ nhóm O-NH
Bảo vệ nhóm O-NH
2
2
của Hydroxylamin
của Hydroxylamin
Chiến lược chung
Chiến lược chung

Có những nhóm chức ở trạng thái tự do
Có những nhóm chức ở trạng thái tự do
thì nó có thể tham gia vào một số phản
thì nó có thể tham gia vào một số phản
ứng hóa học theo những hướng không
ứng hóa học theo những hướng không
cần thiết do đó người ta phải bảo vệ
cần thiết do đó người ta phải bảo vệ
nhóm chức.
nhóm chức.


Để tạo ra nhiều loại sản phẩm cần thiết
Để tạo ra nhiều loại sản phẩm cần thiết
với chất lượng tốt, trong công nghiệp sản
với chất lượng tốt, trong công nghiệp sản
xuất hóa chất ứng dụng ngày càng được
xuất hóa chất ứng dụng ngày càng được
rộng rãi phương pháp này
rộng rãi phương pháp này
Chiến lược chung
Chiến lược chung

Với thành công việc sử dụng phương pháp
Với thành công việc sử dụng phương pháp
bảo vệ các nhóm chức trong các phản
bảo vệ các nhóm chức trong các phản
ứng tổng hợp các hợp chất Peptit (ví dụ

ứng tổng hợp các hợp chất Peptit (ví dụ
việc tổng hợp các protit như Isulin,
việc tổng hợp các protit như Isulin,
Ribonuclêazac) thành công đã làm cho
Ribonuclêazac) thành công đã làm cho
việc nghiên cứu một cách có hệ thống các
việc nghiên cứu một cách có hệ thống các
phương pháp bảo vệ các nhóm chức trở
phương pháp bảo vệ các nhóm chức trở
nên hết sức quan trọng và cần thiết cho
nên hết sức quan trọng và cần thiết cho
ngành hóa học hữu cơ.
ngành hóa học hữu cơ.
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
1.
1.
Bảo vệ liên kết C-H Axêtilen
Bảo vệ liên kết C-H Axêtilen




Liên kết C-H trong các hợp chất axêtilen
Liên kết C-H trong các hợp chất axêtilen
loại RC
loại RC
≡
≡
CH thường cần được bảo vệ

CH thường cần được bảo vệ
trong các phản ứng điều chế các chất cơ
trong các phản ứng điều chế các chất cơ
kim loại vì nguyên tử Hydro ở đây rất
kim loại vì nguyên tử Hydro ở đây rất
linh động- có tính axit.
linh động- có tính axit.


Ví dụ: C
Ví dụ: C
6
6
H
H
5
5
Li + RC
Li + RC
≡
≡
CH
CH


RC
RC
≡
≡
CLi+ C

CLi+ C
6
6
H
H
6
6


C
C
2
2
H
H
5
5
MgBr + RC
MgBr + RC
≡
≡
CH
CH


RC
RC
≡
≡
C-MgBr + C

C-MgBr + C
2
2
H
H
6
6


Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Ví dụ muốn thu nhận một hóa chất Grinha
Ví dụ muốn thu nhận một hóa chất Grinha
n-LiC6H4C
n-LiC6H4C
≡
≡
MgBr (ví dụ từ n-
MgBr (ví dụ từ n-
Bromphênylaxêtilen (1) và magie)
Bromphênylaxêtilen (1) và magie)
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Ví dụ có thể đưa nhóm Trimetyl sililclorua vào
Ví dụ có thể đưa nhóm Trimetyl sililclorua vào
phần tử hợp chất Broma (2) sau đó cho tác
phần tử hợp chất Broma (2) sau đó cho tác
dụng với hợp chất Grinha và cuối cùng tái tạo lại
dụng với hợp chất Grinha và cuối cùng tái tạo lại
liên kết C-H bằng phản ứng thủy phân trong môi

liên kết C-H bằng phản ứng thủy phân trong môi
trường kiềm.
trường kiềm.


Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
2. Bảo vệ liên kết C-H của hợp chất thơm
2. Bảo vệ liên kết C-H của hợp chất thơm




Phản ứng thế electrophin là một trong những
Phản ứng thế electrophin là một trong những
phản ứng rất cơ bản dùng để tổng hợp các dẫn
phản ứng rất cơ bản dùng để tổng hợp các dẫn
xuất của các hợp chất thơm khác nhau. Phản
xuất của các hợp chất thơm khác nhau. Phản
ứng thế xảy ra theo hướng ưu tiên vào những
ứng thế xảy ra theo hướng ưu tiên vào những
vị trí giàu điện tử của vòng thơm. Vì vậy, để
vị trí giàu điện tử của vòng thơm. Vì vậy, để
hướng phản ứng vào những vị trí cần thiết (ví
hướng phản ứng vào những vị trí cần thiết (ví
dụ vị trí có mật độ điện tử thấp) thì cần phải
dụ vị trí có mật độ điện tử thấp) thì cần phải
bảo vệ nguyên tử hydro của vị trí có mật độ
bảo vệ nguyên tử hydro của vị trí có mật độ
điện tử cao.

điện tử cao.


Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Ví dụ phản ứng brom hóa chất tecbutylbenzen sẽ cho ra
Ví dụ phản ứng brom hóa chất tecbutylbenzen sẽ cho ra
sản phẩm chủ yếu là p-bromtecbutylbenzen. Vì vậy để
sản phẩm chủ yếu là p-bromtecbutylbenzen. Vì vậy để
thu nhận sản phẩm thế octô thì cần phải bảo vệ liên kết
thu nhận sản phẩm thế octô thì cần phải bảo vệ liên kết
C-H của vị trí Para như sau:
C-H của vị trí Para như sau:

C
4
H
9
-tec
HNO
3
H
2
SO
4
C
4
H
9
-tec

NO
2
Br
2
/H
2
SO
4
AgSO
4
C
4
H
9
-tec
Br
NO
2
Fe/HCl
C
4
H
9
-tec
Br
NH
2
HNO
2
H

3
PO
2
C
4
H
9
-tec
Br
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
3
3
.
.
Bảo vệ liên kết C-H hợp chất béo
Bảo vệ liên kết C-H hợp chất béo


Mục đích chính của phương pháp này là
Mục đích chính của phương pháp này là
nhằm bảo vệ các liên kết C-H của nguyên
nhằm bảo vệ các liên kết C-H của nguyên
tử Hydro nằm ở vị trí
tử Hydro nằm ở vị trí
α

α
so với nhóm
so với nhóm
cacbonyl. Để đạt được điều này người ta
cacbonyl. Để đạt được điều này người ta
đã sử dụng các phương pháp bảo vệ trực
đã sử dụng các phương pháp bảo vệ trực
tiếp và không trực tiếp.
tiếp và không trực tiếp.
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ các liên kết C-H
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
1. Bảo vệ các nhóm Amin bậc 1 và bậc 2
1. Bảo vệ các nhóm Amin bậc 1 và bậc 2


Các Amin bậc 1 và bậc 2 là những hợp
Các Amin bậc 1 và bậc 2 là những hợp
chất rất dễ tham gia các phản ứng oxy hóa
chất rất dễ tham gia các phản ứng oxy hóa
và phản ứng thế. Vì vậy để bảo vệ các
và phản ứng thế. Vì vậy để bảo vệ các
nhóm này thường người ta thực hiện bằng
nhóm này thường người ta thực hiện bằng
cách bảo vệ các liên kết N-H của các amin.
cách bảo vệ các liên kết N-H của các amin.
Dưới đây là một số phương pháp bảo vệ cơ

Dưới đây là một số phương pháp bảo vệ cơ
bản:
bản:
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Phương pháp Proton hóa
Phương pháp Proton hóa


Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Phương pháp selat hóa
Phương pháp selat hóa


Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Phương pháp axyl hóa
Phương pháp axyl hóa


Đây là phương pháp nhằm bảo vệ dựa vào khả năng dễ
Đây là phương pháp nhằm bảo vệ dựa vào khả năng dễ
tạo thành các hợp chất axyl của các nhóm amino. Thông
tạo thành các hợp chất axyl của các nhóm amino. Thông
thường trong phương pháp này hay sử dụng các nhóm bảo
thường trong phương pháp này hay sử dụng các nhóm bảo
vệ như focmyl axetyl và benzoyl.
vệ như focmyl axetyl và benzoyl.
Bảo vệ nhóm Aminô

Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Phương pháp azômetyl hóa
Phương pháp azômetyl hóa


Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Phương pháp: Nitrozo và nitro hóa
Phương pháp: Nitrozo và nitro hóa
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Phương pháp tạo thành các liên kết N-P và N-S
Phương pháp tạo thành các liên kết N-P và N-S
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
Bảo vệ nhóm Aminô
2. Bảo vệ nhóm N-NH2 của Hydrazin
2. Bảo vệ nhóm N-NH2 của Hydrazin