Bài giảng Tổng hợp hoá dược: Chương 4 - PGS.TS. Nguyễn Trung Nhân

Bài giảng Tổng hợp hoá dược - Chương 4: Phản ứng tạo vòng và chuyển vị, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Phản ứng tạo vòng; Phản ứng chuyển vị; Phản ứng chuyển vị Claisen;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Tổng hợp hoá dược: Chương 4 - PGS.TS. Nguyễn Trung NhânChương 4 - Phản ứng tạo vòng và chuyển vị4.1 Phản ứng tạo vòng Pericyclic reactionsØ Là phản ứng phối hợp (concerted reaction) – thông qua trạng thái chuyển tiếp dạng vòng và có nhiều hơn hai sự đứt nối và tạo nối. Ø Có sự chọn lọc lập thể cao Ø Có sự thay đổi khi cung cấp năng lượng bởi gia nhiệt (thermolysis) hay ánh sáng (photolysic) 342343Ø Khi (2E,4E)-hexadiene được đun nóng, chỉ cho sản phẩm trans-3,4-dimethylcyclobutene.Ø Các carbon cuối mạch cộng hưởng quay cùng hướng (cùng chiều kim đồng hồ hoặc cùng ngược lại) thì gọi là conrotation. 344Ø Khi thực hiện phản ứng quang hóa (photochemical reaction), các carbon cuối mạch cộng hưởng quay theo hướng ngược nhau (một theo chiều kim đồng hồ và một theo hướng ngược lại) chỉ cho ra 1 sản phẩm cis-3,4-dimethylcyclobutene.Ø Trường hợp này gọi là disrotation. 345 Thuyết MO cho phân tử cộng hưởngØ Để giải thích cho phản ứng pericyclic, năng lượng và nút (node) của vân đạo pi MO của phân tử cần thiết được xét dựa trên các quy luật sau:1. Số lượng MO bằng với AO kết hợp lại tạo thành MO đó.2. Các mức năng lượng của MO được đặt đối xứng dựa trên năng lượng của một vân đạo p cô lập (được quy ước là zero).3. Năng lượng MO tăng khi số node tăng4. Nodes được đặt tại vị trí đối xứng trong phân tử. 3463473483494.1.1. Phản ứng đóng vòng điện tử Electrocyclic reactions: Ø Pericyclic được chia thành 3 nhóm chính: electrocyclic, cycloaddition và chuyển vị sigmatropic. q Phản ứng Electrocyclic: Hình thành 1 liên kết sigma giữa các nguyên tử cuối mạch cộng hưởng của một phân tử. 350351 Gia nhiệt:Ø Trạng thái nền của diene cộng hưởng HOMO là p2Ø Conrotation được ưu đãi khi plus lobe xen phủ với plus lobe.Ø Disrotation không được ưu đãi Ánh sáng:Ø Trạng thái kích thích HOMO là p3*Ø Ưu đãi với disrotation 352Ø Tương tự với hợp chất triene, HOMO là p3Ø Disrotation là cần thiết cho sự xen phủ hình thành liên kết sigma mới 353Ø Có thể đưa ra quy tắc cho conrotation hay disrotation dựa trên số cặp electron pi trong MO của phân tử phản ứng.Ø Trạng thái chuyển tiếp cho kết quả ngược với trạng thái nền, vì luôn hơn trạng thái nền 1 node tại HOMO. 354Ø Ví dụ: 1 2 35534 356 56 3574.1.2. Phản ứng cộng tạo vòng Cycloaddition reactions:Ø Phản ứng của 2 phân tử tạo liên kết sigma mới bởi các nguyên tử cuối mạch trên hệ pi, tạo thành vòng.Ø 2 loại chính:v [2+2] cycloadditonv [4+2] cycloaddition. 358v Phản ứng được xem như là chuyển dịch electron từ HOMO của chất này sang LUMO của chất kiav Dựa trên sự tương tác của các vân đạo đó, sẽ xác định sự ưu đãi của phản ứng. 359 Phản ứng cộng vòng [2+2]Thermal pathwayPhytochemical pathway 360 Phản ứng cộng vòng [4+2]Thermal pathwayDựa trên các nghiên cứu quy luật được đưa ra để xácđịnh sự ưu đãi cho phản ứng cộng vòng như sau: 361