Tải bản đầy đủ

5. Hợp chất dị vòng

CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
BỔ SUNG PHẦN HETEROCYCLES LECTURE
Định nghĩa: Dị vòng là hợp chất hữu cơ có cấu tạo vòng kín trong đó chứa một hay nhiều
dị tố (nguyên tử khác C: O, N, S…)
Chú ý: Các dẫn xuất của etilen oxit, lactol, anhiđrit vòng… không phải là dị vòng


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG

Dị vòng chứa các dị tố như O, N, S… chiếm khoảng 2/3 các hợp chất có hoạt tính sinh
học. Đặc biệt quan trọng là các dị vòng thơm 5 hoặc 6 cạnh chứa 1 nguyên tố dị tố

Tính thơm: tổng số electron π trong vòng bằng 4n+2

 Quinin là hợp chất đầu tiên dùng làm thuốc ở thế kỷ 19
 Antipyrin là thuốc hạ sốt được tổng hợp đầu tiên năm 1887
 Sulfapyridin là thuốc kháng sinhđầu tiên được sử dụng 1938
 Tagamet là thuốc chống ung thư đầu tiên được sản xuất với khối lượng lớn năm 1970
 Viagra thuốc chữa bất lực ở nam giới phát hiện năm 1997



CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
MỘT SỐ DẠNG DỊ VÒNG THƯỜNG GẶP


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
A. DỊ VÒNG THƠM 5 CẠNH MỘT DỊ TỐ
I. Các khái niệm


Sự dịch chuyển điện tử trong phân tử các dị vòng

O

O

O

O

O

S

S

S

S

S

N
H


N
H

N
H

N
H

N
H


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
PYROL
I. Cấu trúc


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
II. Tính chất hóa học
So sánh với benzen thì pyrol có khả năng thực hiện phản ứng thế electrophil dễ hơn
nhưng khó hơn đối với phản ứng thế nucleophil vì do có cặp electron trên nguyên tử N
liên hợp với hệ electron π nên mật độ electron trong phân tử pyrol giầu hơn benzen
Cặp e trên N liên hợp vào vòng nên làm giảm tính bazơ trên nguyên tử N, ngược lại
làm tăng tính axit cho H trong nhóm N-H (pKa ≈ 4): H dễ dàng được gỡ ra bởi một
bazơ yếu
Phản ứng thế electrophil với Brom


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG

Ngoài ra, có thể thực hiện phản ứng nitro hóa, sulfo hóa, axyl hóa pyrol theo sơ đồ dưới
đây. Tuy nhiên, phải thực hiện các phản ứng này trong điều kiện không có mặt axit vì
axit xúc tác cho quá trình trùng hợp


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
Trong phản ứng thế SE vị trí 2 được ưu tiên hơn so với vị trí số 3 do trạng thái trung
gian thế ở vị trí số 2 bền hơn


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
VD: Phản ứng Vilsmeier

Cơ chế


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG

Trường hợp vị trí số 2 đã có sẵn nhóm thế, phản ứng SE định hướng vào vị trí số 3


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
FURAN VÀ THIOPHEN

Phản ứng thế SE của Furan và Thiophen xảy ra tương tự như của Pyrol. Tuy nhiên, so
sánh hoạt tính của các dị vòng thơm 5 cạnh 1 dị tố trong phản ứng thế SE:
Thiophen < Furan < Pyrol
Nguyên nhân: Trong 3 nguyên tố N là nguyên tố có khả năng cho electron là lớn nhất,
tiếp theo đến O và S. Hơn nữa, cặp electron liên hợp với electron π trong vòng của O,
N trên cùng một lớp 2p như của C nên thuận lợi về mặt NL hơn so với electron trên
phân lớp 3d của lưu huỳnh. Hoạt tính của Thiophen tương tự như của benzen


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
Tương tự Pyrol, Furan và Thiophen cũng ưu tiên thế vào vị trí số 2

Trường hợp vị trí số 2 có nhóm thế phản hoạt hóa như nhóm xeton thì nhớm thế tiếp
theo vào vị trí α


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG
Furan: Phản ứng cộng electrophil có thể được ưu tiên hơn so với phản ứng thế
Trong phản ứng với Brom, nếu tiến hành trong dung môi chứa nhóm OH như rượu thì ưu
tiên xảy ra phản ứng cộng

Cơ chế:


CHƯƠNG VI: HỢP CHẤT DỊ VÒNG

Phản ứng Diels-Alder:
Furan có tính chất đặc biệt như một dien liên hợp tham gia phản ứng cộng Diels-Alder


TỔNG HỢP DỊ VÒNG
TỔNG HỢP PYROL

1) Tổng hợp Pyrol theo Knorr
Ngưng tụ giữa α-aminoxeton với β-xetoneste


TỔNG HỢP DỊ VÒNG
2) Tổng hợp Pyrol theo Paal-Knorr
Ngưng tụ giữa amin với 1,4-dixeton


TỔNG HỢP DỊ VÒNG
3) Tổng hợp Pyrol theo Hantzsch
Phản ứng ngưng tụ giữa α-metylxeton, β-xetoneste với amoniac hoặc với amin


TỔNG HỢP DỊ VÒNG
4) Tổng hợp Pyrol theo Huisgen
Phản ứng giữa aminoaxit với ankin


TỔNG HỢP DỊ VÒNG
TỔNG HỢP THIOPHEN

1) Tổng hợp Thiophen theo Hinsberg


TỔNG HỢP DỊ VÒNG

2) Tổng hợp Thiophen theo Paal-Knorr


TỔNG HỢP DỊ VÒNG

3) Tổng hợp Thiophen theo Gewald


TỔNG HỢP DỊ VÒNG
TỔNG HỢP FURAN

1) Tổng hợp Furan theo Paal-Knorr


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×