Chuyên đề toán học : Đồng phân hình học

Chia sẻ: Võ Danh Danh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

679
lượt xem 127
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Chuyên đề toán học : Đồng phân hình học

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề toán học : Đồng phân hình học

Chuyên 1: NG PHÂN HÌNH H C 1. nh ngh a ng phân hình h c ( ng phân cis-trans) là lo i ng phân l p th sinh ra do s phân b khác nhau c a các nguyên t ho c nhóm nguyên t hai bên m t b ph n c ng nh c c a phân t nh liên k t ôi -C = C-, -C = N-, -N = N- ho c h th ng vòng no… 2. Nguyên nhân xu t hi n ng phân hình h c Do b ph n c ng nh c c a phân t làm c n tr s quay t do c a các nhóm th xung quanh tr c liên k t. 3. u ki n xu t hi n ng phân hình h c - Phân t ph i có b ph n c ng nh c c n tr s quay t do c a hai nguyên t b ph n ó. - m i nguyên t cacbon c a liên k t ôi và ít nh t hai nguyên t cacbon c a vòng no ph i có hai nguyên t ho c nhóm nguyên t khác nhau. Ví d : abC=Ca’b’ CH2 abC Ca'b' * Các tr ng h p có a ≠ b a' ≠ ng phân hình h c b' a/ Tr ng h p có m t liên k t ôi - H abC = Ccd: a ≠ b, c ≠ d có hai ng phân hình h c dù c p a-b và c-d có trùng nhau hay không. - i v i các lo i h p ch t an oxim, xetoxim không i x ng, hi azon, h p ch t azo có liên k t: + abC = Nc: a ≠ b có hai ng phân hình h c dù c trùng v i a ho c b H H OH C=N C=N H3C OH H 3C syn - axetandoxim anti - axetandoxim + aN=Nb: có hai ng phân hình h c dù a trùng v i b hay a khác b H H C6H5 N=N N=N H5C6 C6H5 H5C6 cis hay syn- azobenzen trans hay anti - azobenzen b/ Tr ng h p có nhi u liên k t ôi - H g m m t s l liên k t C=C li n nhau (h cumulen): abC=C=C=Ccd này gi vai trò nh m t liên k t C=C, nên n u a ≠ b, c ≠ d s có hai ng phân hình h c. Ví d : C6H5 C6H4NO2-m m -NO2H4C6 C6H4NO2 - m C=C=C C =C =C= C m-NO2H4C6 C6H5 C6H5 C6H5 Z (cis) E (trans) - H g m hai ho c h n hai liên k t C=C liên h p: abC=CH-[-CH=CH-]n-CH=Ccd + N u c p a-b không ng nh t v i c p c-d thì s có 2n ng phân. Ví d : CH3-CH=CH-CH=CH-COOH có 4 ng phân: CH3 H CH3 H C=C H C=C COOH H C=C H C=C H COOH H H E-E (trans-trans) Z-E (cis-trans)
H H H H C=C H C=C COOH H3C H C=C H3C H C=C H COOH H H E-Z (trans-cis) Z-Z (cis-cis) + N u c p a-bng nh t v i c p c-d s ng phân s ít h n 2n n-1 p-1 N= 2 + 2 N: S ng phân hình h c p= n/2 n u n ch n p= (n+1)/2 n u n l Ví d : C6H5-CH=CH-CH=CH-C6H5 có N= 22-1 + 21-1 = 3 ng phân. C6H5 H H H C=C H C=C C6H5 H C=C c6H5 C=C H C6H5 H H E-E (trans-trans) Z-Z (cis-cis) C6H5 H C=C c6H5 H C=C H H E-Z (trans-cis) c/ Tr ng h p các h p ch t vòng no - D n xu t hai l n th c a xiclopropan và xiclobutan có ng phân cis- trans i v i m t ph ng vòng. H H H H H H H CH3 Cl Cl Cl Cl Cl Cl H3 C CH3 H3C H (cis-) (trans-) - D n xu t 1,2-; 1,3-; 1,4- hai l n th c a xiclohexanCl u t n t i d ng cis ho c trans và có Cl b nt ng i khác nhau. (cis) (trans) (cis) (trans) Ví d : trans-1,2- imetylxiclohexan CH3 H H CH3 H CH3 CH 4. Danh pháp ng phân hình3h c H a/ H danh pháp (a,a) 1% cis- trans Theo h danh pháp này, ng phân nào có hai nhóm th t ng (e,e) c phân b cùng m t phía ng 99% iv i t ph ng c a n i ôi hay vòng no thì c g i là cis-, trái l i n u khác phía c g i là trans-. Vi c áp d ng h danh pháp này g p nh ng khó kh n trong m t s tr ng h p: Ví d :
Cl CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 C=C C=C Br I H 3C CH 2 CH 2 CH 3 b/ H danh pháp syn- anti danh pháp này th ng dùng cho các h p ch t có liên k t ôi -C=N- và -N=N-. Th ng thì d ng syn- là ng mà hai nhóm th cùng phía (t ng t cis-), ng c l i là anti- (t ng t trans-). Trong tr ng h p các an oxim RCH=NOH, ng i ta l i c n c vào v trí không gian c a H (không ph i R) và OH g i c u hình là syn hay anti. Ví d : C6H5 H5C6 OH C=N C=N H OH H syn- anti- H5C6 H5C6 C6H5 N =NC C=C C6H5 syn- anti- Ngày nay ng i ta r t ít dùng h danh pháp này. c/ H danh pháp Z-E danh pháp Z-E bao trùm c c hai h danh pháp cis- trans, syn-anti và có th áp d ng c vào nh ng tr ng h p mà hai h trên g p khó kh n. Theo h danh pháp này, mu n g i tên c u hình c a h p ch t có n i ôi, c n th c hi n hai b c: so sánh h n p và xác nh tên c u hình Z- E. * So sánh h n c p c a các nguyên t ho c nhóm nguyên t n i ôi. abC=Ccd abC=Nc h n c p c a nhóm th ính v i Csp2 c xác nh theo s hi u nguyên t hay s n tích h t nhân Z c a nguyên t ính v i Csp2 Br > Cl > S > P > F > O > N > C > H (35) (17) (16) (15) (9) (8) (7) (6) (1) - N u hai nguyên t tr c ti p g n v i Csp2 là gi ng nhau thì c n xét n l p ti p theo. Ví d : -CH2-Cl > -CH2-OH > -CH2-CH3 > -CH2-H (RO)3C- > (RO)2CH- > ROCH2- C (O,O,O) C (O,O,H) C (O,H,H) - Các nguyên t ch a liên k t b i c tính b i l n (n i ôi tính g p ôi, n i ba tính g p ba) O O O -C > -C > -C > -C = N > -C = CH OH R H C (O,O,O) C (O,O,C) C (O,O,H) C (N,N,N) C (C,C,C) - Trong s ng v , nguyên t có s kh i l n h n thì có h n c p l n h n. D>H * Xác nh tên c u hình Z – E Gi s sau khi xác nh h n c p t ng i th y a>b và c>d, ta xét v trí không gian c a a và c. + N u a,c cùng phía i v i b ph n c ng nh c ta có d ng Z a c C=C b d + N u a,c khác phía v i b ph n c ng nh c ta có d ng E a d a C=C C=N b c b c
Ví d : Cl Br CH3 H CH3 Br C=C C=C C=N Br I H CH3 H OH (Z)-1,2- ibrom-1-clo-2-iotetilen (E)-But-2-en (E)-Axetan oxim - Danh pháp Z ,E trong nhi u tr ng h p phù h p v i danh pháp cis- trans, nh ng c ng có tr ng h p không úng, ví d : H3C CH3 Cl Cl C=C C=C H H H Br cis- (Z) cis-(E) 5. Nhi t nóng ch y, nhi t ô sôi, t kh i, chi t su t a vào nhi t nóng ch y (tr m t s ít ngo i l ) ta xác nh c c u hình ng phân hình h c. Nhi t nóng ch y c a ng phân E th ng cao h n ng phân Z, do ng phân E có tính i x ng cao h n ng phân Z, cho nên m ng l i tinh th c a nó s p x p ch t h n. Nhi t nóng ch y c a m t s h p ch t ch a no p ch t nc, 0C c a cis(Z) nc, 0C c a trans(E) 1,2- icloêtilen -80,5 -50,0 1,2- iiôtêtilen -14,0 72 Stinben 1 125 Axit butten-2-ôic 15 72 Axit êtilen-1,2- icacboxylic 130 300 - i v i m i liên h gi a nhi t sôi, t kh i và chi t su t v i c u hình hình h c c a phân t không c ch t ch nh i v i nhi t nóng ch y. Xong, trong nhi u tr ng h p i v i m t ng phân nào ó, n u m t trong ba h ng ól nh n ng phân kia thì hai h ng s còn l i c ng l n h n. M t khác, d a vào quy t c momen l ng c c, ng phân nào có momen l ng c c l n h n ph i có các ph i có các h ng s v t lý l n h n, do ó ta c ng xác nh cc u hình ng phân hình h c. T S BÀI T P THAM KH O Bài 1 : Nh ng h p ch t nào d i ây có th có ng phân hình h c. G i tên các ng phân ó theo h th ng cis- trans và th ng Z- E a/ CH3CH=CHCH3 e/ HOOC-CH=CH-COOH b/ (CH3)2C=CHCH3 g/ CHCl=C=CHCl c/ CH3CH=CHF h/ CH3CH=C=C=CHCH3 d/ CF2=CF2 i/ CH2=C=C=CH2 Bài 4 : Vi t công th c c u trúc c a các h p ch t : Propen, (E)-but-2-en; (Z)-but-2-en ; (E)-hex-2-en và (Z)-hex-2-en. S p x p các ch t trên theo trình t t ng d n v m i tính ch t v t lý sau: nhi t nóng ch y, nhi t sôi, kh i ng riêng.