13. 12
Phản ứng thế ái nhân lưỡng phân tử SN
2
Phản ứng SN
2 xảy ra sự nghịch đảo cấu hình (cấu
hình sản phẩm nghịch đảo cấu hình alkyl halide ban đầu)
14. 13
Phản ứng thế ái nhân đơn phân tử SN1
Carbocation
trung gian
Chuyển vị ??
SN1 có thể đi kèm sự chuyển vị carbocation
19. 18
1) Chất nền
2) Tác nhân ái nhân
3) Nhóm đi ra
4) Dung môi
YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG PHẢN ỨNG SN1, SN2
20. 1. Cấu trúc chất nền (alkyl halide)
19
SN2 chịu ảnh hưởng lớn của yếu tố lập thể
CH3 -X > RCH2 -X > R2CH-X > > R3C-X
21. • R-X bậc 3 chủ yếu tham gia SN1
• R-X bậc 1 và CH3X chủ yếu tham gia SN2 (trừ trường hợp
nhóm thế gắn với C-X quá cồng kềnh)
• R-X bậc 2 có thể tham gia cả SN1, SN2. Cơ chế nào chiếm
ưu thế phụ thuộc cấu trúc cụ thể, các yếu tố còn lại như
tác nhân ái nhân, dung môi.
• Allyl-X, benzyl-X dễ tham gia cả SN1, SN2
• Vinyl-X, aryl-X (halogen gắn với C không no) khó tham
gia phản ứng thế ái nhân
2020
SN1 và SN2
SN1 và SN2
23. 2. Tác nhân ái nhân
• Tác nhân ái nhân không ảnh hưởng tốc độ phản ứng SN1
• Tốc độ phản ứng SN2 phụ thuộc cả nồng độ và hoạt tính
tác nhân ái nhân
22
24. • Các tác nhân ái nhân có cùng nguyên tử ái nhân, tính ái
nhân đồng biến tính base
• Trong cùng chu kỳ, tính ái nhân giảm từ trái sang phải
(tỷ lệ nghịch độ âm điện)
• Trong phân nhóm chính, trong dung môi phân cực tính
ái nhân tăng dần từ trên xuống (ngược lại với tính
base)
23
NH3 > H2O
HS- > HO-
25. B.-pr.6-p.371
List the following species in order of decreasing
nucleophilicity in an aqueous solution:
24
26. 3. Nhóm đi ra
• Nhóm có tính base càng yếu càng dễ tách ra
25
• Khả năng đi ra của một số nhóm trong phản ứng SN
nhóm dễ đi ra
nhóm
khó đi ra
Khó đi ra
nhất
Dễ đi ra
nhất
27. B.-pr.7-p.371
For each of the following pairs of SN2 reactions, indicate
which reaction occurs faster:
26
3
31. • SN2
Dung môi có proton (H2O, CH3OH..) làm chậm phản ứng SN2
SN2 thuận lợi khi sử dụng dung môi phân cực không
proton (HMPA, CH3CN, DMF, DMSO..)
30
1.37
32. Một số dung môi phân cực không proton thông dụng
31
33. 32
Phản ứng SN2 thuận lợi khi:
- R-X bậc 1 > R-X bậc 2
- Tác nhân ái nhân mạnh, nồng độ cao: NH2
-, HS-, RS-,
HO-, RO-, -CN, I- , -C≡CR..
- Dung môi phân cực không proton: DMSO, DMF, HMPA,
DMA
Phản ứng SN1 thuận lợi khi:
- R-X bậc 3 > R-X bậc 2
- Tác nhân ái nhân yếu, thường đồng thời là dung môi
phân cực có proton: H2O, CH3OH, C2H5OH, ROH, HCOOH,
CH3COOH, RCOOH..
37. B.-pr.27-p.393
How will the rate of each of the following SN2 reactions change if
the polarity of a protic polar solvent is increased?
36
5
38. B.-pr.25,26-p.388
Give the configuration(s) of the substitution product(s) that will
be obtained from the reactions of the following secondary alkyl
halides with the indicated nucleophile:
37
6
42. 41
Hướng tách trong phản ứng E2
Thông thường, sản phẩm chính trong phản ứng tách loại
E2 là alkene bền hơn
Alkene liên hợp
bền hơn
Alkene giữa mạch
(Alken thế nhiều hơn – bền hơn)
Sản phẩm Zaitsev
43. 42
Ngoại lệ:
Nếu - base cồng kềnh (vd (CH3)3CO-, (C2H5)3CO-..)
- alkyl halide bị cản trở không gian
alkene ít thế hơn (alkene đầu mạch) là sản phẩm chính
Alkene đầu mạch
Sản phẩm Hofmann
Tuy nhiên
Alkene giữa mạch – sp Zaitsev
H giữa mạch không
bị cản trở không gian
H giữa mạch bị cản trở không
gian bởi nhóm CH3
44. Lập thể E2
• E2 thuận lợi khi liên kết C-H và C-X ở vị trí anti-coplanar
(đồng phẳng, khác phía).
43
1.39
48. B.-pr.8-p.413
• For each of the following reactions, (1) indicate whether
elimination will occur via an E2 or an E1 reaction, and (2) give the
major elimination product of each reaction, ignoring stereoisomers:
47
13
49. 48
Cạnh tranh phản ứng thế / tách loại
Các yếu tố làm tăng tốc phản ứng tách loại so với phản ứng
thế:
• Nhiệt độ cao
• RX bậc cao (khả năng tách loại RX b.3 > RX b.2 > RX b.1)
hoặc RX cồng kềnh, bị cản trở không gian
• Base mạnh hoặc cồng kềnh
52. 51
R-X bậc 3 tách loại chiếm ưu thế
Sp chính
Trong phản ứng Williamson, để hạn chế phản ứng tách loại,
R-X nên bậc thấp (bậc 1 > bậc 2 > bậc 3)
Sp chính
54. HỢP CHẤT GRIGNARDĐ
53
Vinylchlorides và arylchlorides : phản ứng vẫn xảy ra, tuy nhiên cần
điều kiện khó khăn hơn (vd. Dung môi THF, nhiệt độ cao hơn)
Chú ý: R = alkyl hoặc vinyl, aryl
Grignard reagents are seldom isolated but are used for further reactions in
ether solution.
Grignard reagent
Ether
55. PHẢN ỨNG CỦA GRIGNARD REAGENTS
54
Base mạnh
Tác nhân ái nhân (Nu:)
56. 1. Grignard reagent là base rất mạnh
R: MgX + H-Y R-H + MgXY
H-Y: H2O, ROH, NH3, HC≡CR, RCOOH, -SH…
55
Grignard reagent là base rất mạnh ⇒ phản ứng acid-base
với hầu hết hợp chất có H linh động
Acid – base reaction
57. 2. Phản ứng với hợp chất carbonyl
tổng hợp alcohol
56
o HCHO rượu bậc 1
o aldehyde rượu bậc 2
o ketone rượu bậc 3
d+
75. Khử hợp chất carbonyl
Tác nhân khử H2 (Pd, Pt, Ni..)
NaBH4/methanol
1. LiAlH4/diethyl ether, 2. H2O
9
NaBH4, LiAlH4 không
khử lk đôi >C=C<
76. • NaBH4 và LiAlH4 cung cấp hydride (H-)
10
LAN (LiAlH4): tác nhân khử mạnh hơn nhiều NaBH4, phản ứng mạnh
với dung môi có proton Dung môi có proton phải được đưa vào
trong giai đoạn 2 sau khi hoàn tất giai đoạn 1.
77. 11
Khử acid, ester
Tác nhân khử : 1.LiBH4, diethyl ether, 2.H2O
H2 , NaBH4 không khử được acid và dẫn xuất acid
78. PHẢN ỨNG CỦA ALCOHOL
12
weak acid
Nucleophile
Electrophile
Rượu thể hiện 3 vai trò:
- Acid yếu
- Tác nhân ái nhân (cặp e trên O)
- Tác nhân ái điện tử (C mang một phần điện dương
gắn với O)
80. 14
R OH
HX
SOCl2 or
H+
ROH
PBr3 or PI3
R X
R X
R OR
Phản ứng thế ái nhân của ROH
HO- là base mạnh (nhóm khó đi ra) khó bị thế bởi tác
nhân ái nhân ngoại trừ OH được chuyển thành nhóm có
tính base yếu hơn (nhóm dễ đi ra)
SN
82. 16
Cơ chế: Rượu bậc 1 SN2
Rượu bậc 2, bậc 3 SN1
có thể chuyển vị carbocation
83. 2.2. Phản ứng với SOCl2 (thionyl chloride)
PBr3, PI3 (phosphorus trihalide)
17
pyridine
pyridine
Cơ chế SN2 Không xảy ra chuyển vị carbocation
Không hiệu quả với rượu bậc 3
pyridine
88. 2.4. Dehydrate hóa rượu alkene
22
Xúc tác acid, H2SO4, H3PO4 thường dùng nhất
89. 23
Sản phẩm chính tuân theo Zaitsev
Sản phẩm tách sau khi chuyển vị
Rượu bậc 2, bậc 3 cơ chế E1 chuyển vị carbocation?
90. 24
Rượu bậc 1 cơ chế E2, tuy nhiên, sự chuyển vị vẫn có thể
xảy ra do alkene tạo thành trong môi trường acid.
1-alkene chuyển
thành 2-alkene do
xúc tác acid
Sản phẩm chính
Luôn xem xét khả năng chuyển vị trong phản ứng
tách H2O của rượu (b.1, b2, b3) xúc tác acid
95. 4. Oxi hóa rượu
29
Các tác nhân oxy hóa thông dụng như KMnO4, H2CrO4,
CrO3/H+, Na2CrO4/H+ oxy hóa rượu b1 đến acid carboxylic
PCC (pyridinium chlorochromate) oxy hóa
rượu b.1 thành aldehyde
96. 30
Rượu bậc 3 không còn H gắn với C-OH nên khó bị
oxy hóa
PCC, PDC không ảnh
hưởng lk đôi C=C
Rượu bậc 2
106. 4. Phản ứng thế ái điện tử vòng phenol:
40
Dung môi không
phân cực thế 1 lần
OH là nhóm tăng hoạt mạnh SE của phenol xảy ra dễ hơn và ở
điều kiện êm dịu hơn so với benzene.
Dung môi phân
cực thế nhiều lần
4.1. Halogen hóa
107. 4.2. Nitro hóa, sulpho hóa phenol
41
Có thể dùng
acid acetic
thay H2SO4
120. TỔNG HỢP
• Tổng hợp formadehyde
• Formaldehyde, a starting material for a number of plastics, is
prepared by oxidation of methanol over a silver or iron
oxide/molybdenum oxide catalyst at elevated temperature.
• Similar processes are used to convert ethanol to acetaldehyde and
isopropyl alcohol to acetone.
10
122. Khử ester, acyl chloride
• Dùng tác nhân khử diisobutylaluminum hydride
(DIBALH) thay LiAlH4, phản ứng khử có thể dừng lại ở giai
đoạn tạo aldehyde (LiAlH4 khử đến rượu)
12
136. B.-pr.33-.p.760
• Show how each of the following compounds can be prepared
from the given starting material. In each case, you will need to
use a protecting group.
26
4
140. 8. Phản ứng với amine bậc 2 enamine
30
N-nucleophile
Phản ứng thuận nghịch, xúc tác H+
Enamine
H+
141. 31
9. Phản ứng khử với ion Hydride
H-nucleophile
NaBH4 : khử yếu hơn LiAlH4, thường dùng khử
aldehydes, ketones, acyl halides .
LiAlH4 thường dùng khử carboxylic acid, esters, amides,
(không khử được bằng NaBH4)
146. B.-pr.34-p.764
a. What carbonyl compound and what phosphonium ylide are
required for the synthesis of the following alkenes?
b. What alkyl halide is required to prepare each of the
phosphonium ylides?
36
13
150. 4. Phản ứng oxy hóa
40
• Aldehyde dễ bị oxy hóa hơn so với rượu bậc 1
Tollens reagent – tác nhân oxy hóa yếu oxy
hóa được aldehyde nhưng không oxy hóa được
rượu và các nhóm chức khác (vd lk đôi)
Ketones không bị oxy hóa bởi hầu hết các tác nhân oxy hóa thông
thường dùng để oxy hóa aldehyde.
156. 46
Ketone ít nhạy cảm với tác nhân ái nhân hơn so với
aldehyde Phản ứng aldol hóa của ketone xảy ra chậm
hơn so với aldehyde
157. 47
Phản ứng ngưng tụ aldol
Aldol hóa + tách nước
Dễ tách
nước hơn
rượu
thông
thườngTách nước
Xảy ra trong dung dịch base ở nhiệt độ cao
OH tách ra
cùng Hydro
gần lk C=O
alkene
liên hợp
158. B.-pr.17-p.807
• Show the aldol addition product that would be
formed from each of the following compounds:
48
10
159. Phản ứng aldol hóa giữa 2 hợp chất
carbonyl khác nhau
49
4 sản phẩm
176. 6
Tên IUPAC : Đánh số mạch chính bắt đầu từ C của nhóm COOH.
Tên thông dụng: dùng kí tự Hy Lạp a, b, g, d, e… đánh số nhóm
thế bắt đầu từ C cạnh nhóm COOH.
COOH gắn với vòng: thêm đuôi “carboxylic acid” vào tên
của vòng
177. 7
Acyl halide: -oic acid -oyl halide
CO-X gắn với vòng thêm đuôi carbonyl halide vào tên
vòng
Anhydride acid: -oic acid -oic anhydride”
180. 10
Amide: alkanoic acid “alkanamide”.
Nếu có 1 nhóm thế gắn với N, thêm “N-” phía trước tên
nhóm thế.
Cyclic amide (lactam): “2-azacycloalkanone”
186. 16
PHẢN ỨNG THẾ ÁI NHÂN VÀO C-acyl
Y, Z = -OH, -Cl, -NH2, -OCOR..
Phản ứng thế xảy ra khi Z- có tính base mạnh hơn Y-
( Z- dễ tách ra hơn Y-)
Cơ chế Cộng - Tách
223. 7. Tổng hợp arylamine
khử nhóm NO2 vòng thơm
– H2 / Pt, Pd or Ni
– Fe/HCl or Sn/HCl không khử lk C=O, C=C
– Na2S, (NH4)2S tác nhân khử yếu
14
245. Deamine hóa khử Ar-H
36
These reductions are free-radical reactions in which ethanol or hypophosphorous
acid acts as a hydrogen atom donor:
khử nhóm NH2 khỏi vòng thơm
247. PHẢN ỨNG GHÉP ĐÔI AZO
Phản ứng thế SE giữa ion Aryl diazonium với vòng thơm
đã được hoạt hóa lk azo N=N
38
Phản ứng chỉ xảy ra với vòng thơm được hoạt hóa bởi
các nhóm cho điện tử mạnh –OH, OR, NH2, NHR, NR2
Ion diazonium tấn công vào vị
trí ortho/para so với Q