Vào lúc 14h ngày 09/03/2020, tại phòng họp 1, cơ sở 1, Đại học Khánh Hòa đã diễn ra buổi sinh hoạt chuyên môn thường kỳ của Tổ Hóa – Sinh, Khoa KHTN và CN. nhằm mục đích trao đổi và thảo luận, tìm hiểu sâu hơn về phản ứng cộng của hợp chất hữu cơ vào liên kết đôi, chuyên đề: “Phản ứng của hợp chất chứa liên kết C=C dưới góc độ cơ chế phản ứng” đã được TS. Nguyễn Hoàng Sa báo cáo trước Bộ môn Hóa Sinh, Trường Đại học Khánh Hòa. Tham dự buổi báo cáo chuyên đề có TS. Phan Quốc Thông – phụ trách phòng Quản lý Khoa học, Ths. Bùi Thanh Long – phụ trách phòng thanh tra pháp chế và đảm bảo chất lượng, TS. Bùi Văn Nguyên – phó trưởng phòng Quản lý Đào tạo & Khảo thí, TS. Lê Công Hoan – Trưởng Khoa KHTN và CN cùng toàn thể giảng viên của Tổ Hóa – Sinh, Khoa KHTN và CN.

Trước tiên là bài báo cáo của TS. Nguyễn Hoàng Sa trình bày về những vấn đề về “bản chất của cơ chế của phản ứng cộng vào liên kết C=C” với sự sắp xếp và bổ sung rồi hệ thống hóa lại theo lối tư duy mới lạ. Xuất phát từ thực tế, sinh viên (học viên, NCS, …) khi nhìn vào một phản ứng hữu cơ thường chỉ quan tâm tới sự biến đổi của chất phản ứng thành sản phẩm, chẳng hạn như phản ứng làm thay đổi các nhóm chức. Điều này vô hình dung đã dẫn tới hệ quả tất yếu là sinh viên sẽ hình thành “tư duy ghi nhớ” các phản ứng. Cách ghi nhớ kiến thức này có lẽ sẽ thích hợp cho việc “học để thi” hơn là “học để làm”, bởi vì thực tế số lượng phản ứng hữu cơ dường như vô hạn thì trí nhớ của con người lại là hữu hạn. Việc hiểu rõ lý thuyết cấu tạo và nắm chắc bản chất cơ chế phản ứng sẽ giúp người học có thể khái quát hóa và tóm lược lại được tính chất của từng nhóm chức để rồi từ đó chiếm lĩnh được tri thức theo cách của riêng mình.

Tóm gọn trong cơ chế phản ứng của hợp chất chứa liên kiết C=C (nhóm chức alkene), dựa trên quan điểm của lý thuyết orbital tiền tiêu (frontier molecular orbital) để làm rõ bản chất của phản ứng ở liên kết C=C là sự tương tác có hiệu quả (khoảng cách năng lượng thấp và cùng tính đối xứng) giữa HOMO của chất phản ứng với LUMO của tác nhân (Phản ứng cộng electrophile vào C=C), hoặc trong các cấu trúc đặc biệt sẽ có tương tác giữa LUMO của chất phản ứng với HOMO của tác nhân (Phản ứng cộng nucleophile vào liên kết C=C được hoạt hóa).

Hình 1: TS. Nguyễn Hoàng Sa báo cáo chuyên đề

Các phản ứng cộng electrophile vào liên kết C=C có thể chia ra làm hai dạng dựa trên cơ chế tạo thành sản phẩm trung gian đó là:

1. Phản ứng cộng electrophile không qua trạng thái chuyển tiếp vòng (cộng Brønsted Acid, hydrate hóa)

2. Phản ứng cộng electrophile qua trạng thái chuyển tiếp vòng (cộng carbenoid, phản ứng tạo 1,2-dihalide và halohydrin, phắng ứng oxymercuration–reduction, phản ứng tạo epoxide, Hhydroboration–oxidation)

Các phản ứng cộng nucleophile vào liên kết C=C được hoạt hóa bằng hiệu ứng cảm ứng âm (-I ), hoặc liên hợp âm (-C); phản ứng syn- và anti-dichotomy sử dụng xúc tác là phức chất chứa Palladium.

Ngoài ra, TS. Nguyễn Hoàng Sa còn tích hợp một số kiến thức mở rộng như:

• Bản chất của quy tắc Markovnikov
• Bản chất của sự chuyển vị của carbocation
• Hóa lập thể của các phản ứng
• Phản ứng cộng HBr vào liên kết C=C theo cơ chế gốc tự do:hiệu ứng Kharasch (hiệu ứng peroxide);
• Phản ứng cộng electrophile của một diene liên hợp: cộng 1,2 và cộng 1,4. Bản chất của sự điều khiển động học và điều khiển nhiệt động
• Phản ứng chuyển liên kết C=C thành các diol hoặc các dẫn xuất của diol;

Phần thảo luận cũng diễn ra sôi nổi với các ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp tham dự. Điển hình là, ý kiến của TS. Lê Công Hoan về việc làm rõ bản chất nhiệt động và động học của phản ứng cộng HBr vào alkene khi có mặt peroxide để từ đó giải thích được chỉ có HBr có hiệu ứng Kharasch trong khi các HX khác (HF, HCl, HI) thì không. Ý kiến của TS. Bùi Văn Nguyên về giải thích thí nghiệm của Eric Nordlander chứng minh “yếu tố khoảng cách quyết định sự điều khiển động học” chứ không phải do độ bền của các allylcation như trước đây nhiều người lầm tưởng.

Hình 2: Thầy cô trao đổi, thảo luận về bài báo cáo

Buổi tham luận kết thúc lúc 17 h cùng ngày, hoạt động chuyên môn này thực sự thú vị và ý nghĩa vì đã mang lại nhiều kiến thức hữu ích về hóa học hữu cơ đối với các cán bộ, giảng viên giảng dạy hóa học nói chung và người tham dự nói riêng.

Người viết
ThS. Lê Đỗ Thùy Vi - Tổ Hóa Sinh - Khoa KHTN & CN