Tải bản đầy đủ

4. Hợp chất cơ nguyên tố

CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

A. HỢP CHẤT CƠ KIM

I. Các khái niệm chung

1. Định nghĩa
Hợp chất cơ kim là hợp chất chứa liên kết cacbon-kim loại trong phân tử

2. Cách gọi tên


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

II. Điều chế hợp chất cơ kim
1. Điều chế hợp chất cơ Liti

Hợp chất cơ kim của Liti và kim loại nhóm I nói chung được tạo thành từ phản ứng giữa dẫn xuất halogen với kim loại tương ứng

Các ankyl halogenua có thể là bậc 1, 2 hoặc bậc 3. Trong đó hoạt tính: RI > RBr > RCl
Dẫn xuất của Flo không có hoạt tính



CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

Tạo hợp chất cơ Liti không đòi hỏi Hal phải liên kết trực tiếp với Csp3. Hal-Csp2 như vinyl hay aryl halogenua phản ứng xảy ra tương tự như trên, trong
một số trường hợp phản ứng có thể xảy ra chậm hơn

Phản ứng điều chế có thể thực hiện trong dung môi khan như pentan, hexan… Tuy nhiên dung môi thông dụng nhất là đietylete


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

Cơ chế

Phản ứng xảy ra trên bề mặt của kim loại, kim loại chuyển 1 electron sang ankyl halogenua để tạo thành anion gốc

Tiếp theo, anion gốc bị phân hủy tạo thành gốc tự do ankyl và anion halogenua

Cuối cùng gốc tự do kết hợp với kim loại tạo thành hợp chất cơ kim


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

2. Điều chế hợp chất cơ magiê

Cơ magie còn được gọi là hợp chất Gignard (Gignard: Nobel 1912) được tạo thành từ phản ứng giữa dẫn xuất Hal với Mg

R có thể là bậc 1, 2 hoặc bậc 3; có thể no, không no hoặc mạch vòng


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

Dung môi thường sử dụng là Et2O, THF;
Hoạt tính: RI > RBr > RCl > RF. Trường hợp F-Csp2 nhân thơm không có hoạt tính

Ankyl halogenua có hoạt tính mạnh hơn so với aryl và vinyl halogenua. Hơn nữa, cơ magie của aryl, vinyl halogenua không thể tạo thành trong dung môi
ete mà phải sử dụng THF

Cơ chế: Tương tự như cơ Liti



CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

III. Tính chất hóa học
1. Tính bazơ

Cơ Liti và cơ Magiê là các hợp chất bền trong dung môi thích hợp (ete, THF). Các hợp chất này là các bazơ Bronsted mạnh, chúng phản ứng dễ dàng với
các hợp chất chứa H linh động như H2O, ROH tạo thành hiđrocacbon tương ứng


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

2. Phản ứng với hợp chất cacbonyl

Một trong những tính chất quan trọng của hợp chất cơ kim là phản ứng với hợp chất cacbonyl tạo thành ancol tương ứng

a) Cơ Magiê


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

 Phản ứng với Fomađehit


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

 Phản ứng với anđehit


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

 Phản ứng với xeton


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

Phản ứng giữa cơ magie với este

Phản ứng giữa cơ magiê với este tạo thành sản phẩm trung gian là xeton, tuy nhiên xeton này không thể phân lập được mà phản ứng ngay để tạo thành
rượu bậc 3


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

b) Cơ Liti

Phản ứng giữa cơ Liti với hợp chất cacbonyl xảy ra hoàn toàn tương tự như trường hợp cơ Magiê, trong một số trường hợp hoạt tính của cơ Liti có thể mạnh
hơn


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

c) Cơ Natri

Hợp chất cơ Natri dạng RC Ξ CNa có thể được điều chế từ ankin-1 với NaNH2 trong amoniac lỏng

ѳ
Hợp chất cơ Natri và các anion RC Ξ C nói chung đều là tác nhân nucleophil, phản ứng với hợp chất cacbonyl hoàn toàn tương tự như trường hợp cơ
magiê và cơ liti ở trên


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

3. Retrosynthesis (phân tích tổng hợp hữu cơ)

Để tổng hợp một chất hữu cơ mong muốn (Target molecule= desired product), cần phải lựa chon các chất thích hợp tương ứng. Quá trình đó được gọi
là phân tích tổng hợp (retrosynthetic analysis)

Các chất đầu có thể là các mảnh phân tử nhỏ (anion, cation, phân tử): Cơ Liti, Gignard tương đương với R

-


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

VD: Rượu bậc 1, có thể coi là sản phẩm của cơ Magiê với fomanđehit


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

Rượu bậc hai có hai cách kết hợp giữa hợp chất Gingnard với anđehit

Rượu bậc 3 có 3 cách kết hợp giữa hợp chất Gingard với xeton


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

VD: Điều chế 2-phenyl – 2 – butanol có các cách tương ứng sau


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

3. Hợp chất cơ Đồng

Hợp chất cơ Đồng sử dụng hiệu quả trong tổng hợp hữu cơ là Cuprate. Hợp chất này được điều chế từ cơ Liti và Cu(I) halogenua trong ete hoặc THF

Cơ chế:


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

Cuprate phản ứng với dẫn xuất halogen tạo thành hiđrocacbon tương ứng


CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

 Thông thường cuprate được tạo từ ankyl bậc 1, các ankyl bậc 2 và 3 có hoạt tính kém hơn do sự án ngữ không gian của các nhóm thế

 Ankyl halogenua khi phản ứng với cuprate có hoạt tính phụ thuộc vào bậc của nhóm ankyl và bản chất của halogen

CH3 > Ankyl bậc 1 > Ankyl bậc 2 > Ankyl bậc 3
I > Br > Cl >> F


x

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×