Hóa Học Hữu Cơ - Chương 2

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

349
lượt xem 137
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CÁC LOẠI HiỆU ỨNG * Hiệu ứng sự dịch chuyển điện tử trong phân tử ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng, khả năng phản ứng, tính acid-base,HU cảm ứng I (inductive effect) .Khoa giả kim thuật nghiên cứu về vật chất, nhưng thế giới của những nhà giả kim thuật đều dựa trên kinh nghiệm thực tế và công thức bắt nguồn từ thực hành chứ không dựa vào những nghiên cứu khoa học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hóa Học Hữu Cơ - Chương 2

Hóa Học Hữu Cơ TS Phan Thanh Sơn Nam Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM Điện thoại: 8647256 ext. 5681 Email: ptsnam@hcmut.edu.vn 1
Chương 2: CÁC LOẠI HiỆU ỨNG * Hiệu ứng sự dịch chuyển điện tử trong phân tử ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng, khả năng phản ứng, tính acid-base… Chia làm 2 loại: a. Hiệu ứng điện tử: • HU cảm ứng I (inductive effect) • HU liên hợp C (conjugation effect) • HU siêu liên hợp H (hyperconjugation effect) b. Hiệu ứng không gian: • HU không gian loại 1 • HU không gian loại 2 2 • HU ortho
I. Hiệu ứng cảm ứng I.1. Định nghĩa • HU cảm ứng sự dịch chuyển điện tử của các liên kết σ do các nguyên tử trong phân tử có độ âm điện khác nhau phân tử phân cực • Ví dụ: H H H H C3 C2 C1 Cl H H H Độ âm điện Cl > C sự dịch chuyển đtử C1-Cl, C2-C1, C3-C2 3
I.2. Phân loại a. HU cảm ứng dương (+I) • Gây ra bởi các nguyên tử hay nhóm nguyên tử có khuynh hướng nhường điện tử b. HU cảm ứng âm (-I) • Gây ra bởi các nguyên tử hay nhóm nguyên tử có khuynh hướng hút điện tử * Quy ước: • C-H có I = 0 • Chiều chuyển dịch đtử : • Nhóm nguyên tử có khuynh hướng nhường điện tử > H cho +I (và ngược lại) 4
I.3. Đặc điểm của HU cảm ứng • Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử mang điện tích + Cho –I Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử mang điện • tích - cho +I • Điện tích càng mạnh I càng mạnh, nhóm nguyên tử mang điện tích có I mạnh hơn trung hòa -N(+)R3 -O(+)R2 -I -O- -N(-)H +I -O(+)R2 > -OR 5
•Trong cùng 1 chu kỳ trong bảng HTTH: -I tăng từ trái qua phải -I: -NR2 < -OR < -F •Trong cùng 1 phân nhóm chính : -I giảm từ trên xuống dưới -I: -F > -Cl > -Br > -I -I: -OR > -SR > -SeR • Các nhóm alkyl luôn đẩy điện tử (+I), tăng dần từ bậc 1 đến C bậc 3 +I : -CH3 < -CH2CH3 < -CH(CH3)2 < -C(CH3)3 6
Các nhóm không no đều mang –I, tăng dần theo độ không no -I: < RC C < R2C=CR- HU cảm ứng giảm dần theo mạch C ảnh hưởng đến tính chất của phân tử Ví dụ Ka.105 của các acid: CH3CH2CH2COOH 1.5 CH3CH2CH(Cl)COOH 139 CH3CH(Cl)CH2COOH 8.9 ClCH2CH2CH2COOH 3.0 7
II. Hiệu ứng liên hợp II.1. Định nghĩa Hệ liên hợp: là những phân tử có liên kết π & α ở vị trí luân phiên nhau Ví dụ: CH2=CH-CH=CH2 hay CH2=CH-CH=CH-CH=CH2 8
HU liên hợp sự dịch chuyển đtử trong 1 hệ liên hợp, làm cho hệ liên hợp đó trở nên phân cực Ví dụ: CH2=CH-CH=CH2 mật độ điện tử phân bố đều trên các C Tuy nhiên: CH2=CH-CH=CH-CHO Độ âm điện của O > C nhóm C=O sẽ hút điện tử π của hệ phân tử trở nên phân cực ( LH π- π) 9
CH2=CH-CH=CH-N(CH3)2 N có đôi điện tử tự do (p) có xu hướng nhường phân tử phân cực (LH π-p) điện tử cho hệ liên hợp Cl NH2 Liên hợp π-p (-Cl, -NH2 đồng thời có –I!) 10
II.2. Phân loại II.2.1. HU liên hợp dương (+C) Các ntử hay nhóm nguyên tử có khả năng đẩy điện tử từ bản thân nó ra hệ liên hợp +C • Đặc điểm của +C: a. Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử có cặp điện tử chưa sử dụng hoặc những ion mang đtích (-) đều mang +C -O- -S- -ÖH -ÖR SH SR H -F NH2 -Cl -Br -I NR2 N C CH3 11 O
b. Các ion mang điện tích âm có +C mạnh hơn các nguyên tử trung hòa +C: -O- > -OR -S- > -SR c. Trong cùng 1 chu kỳ của bảng HTTH: +C giảm tử trái qua phải +C: -N(R)2 > -OR > -F d. Trong cùng 1 phân nhóm chính: +C giảm từ trên xuống dưới +C: -F > -Cl > -Br > -I +C: -OR > -SR > -SeR 12
II.2.2. HU liện hợp âm (-C) Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử có khả năng hút điện tử của hệ liên hợp về phía nó -C • Đặc điểm của –C: a. Đa số các nhóm nguyên tử mang –C là những nhóm không no -NO2 -CN -CHO -COR -COOH -CONH2 13
b. Trong các nhóm C=Z: -C phụ thuộc Z Z có độ âm điện càng lớn, -C càng mạnh -C: C=O > C=NR > C=CR2 c. Đối với các nhóm nguyên tử tương tự: điện tích càng lớn thì –C càng mạnh -C: C=N+R2 > C=NR 14
II.3. Đặc tính chung của HU liên hợp a. HU liên hợp thay đổi rất ít khi kéo dài mạch liên hợp *** HU cảm ứng: giảm nhanh theo mạch C !!! O H CH2 CH CH C H O H CH2 CH CH CH CH C H Độ linh động của H ở 2 chất giống nhau 15
Tốc độ phản ứng giống nhau: OH O O - OH RCHO + H CH2 CH CH C R C CH2 CH CH C H H H O OH- RCHO + H CH2 CH CH CH CH C H OH O R C CH2 CH CH CH CH C H H 16
b. Một số nhóm thế chưa no, dấu của HU liên hợp sẽ thay đổi tùy thuộc vào nhóm ntử liên kết với nó - O O NH2 + N -C6H5: +C -C6H5: -C c. HULH chỉ có hiệu lực trên hệ liên hợp phẳng H R C6H5NH2 C6H5NR2 N N H R +C của –NR2 giảm so với –NH2 17
III. Hiệu ứng siêu liên hợp III.1. HU siêu liên hợp dương (+H) Là sự tương tác của các điện tử σ của liên kết Cα-H với hệ đtử π (C=C, -C6H5 …), hoặc trong carbocation (vd: (CH3)3C+) hay gốc tự do (vd: (CH3)3C.) 18
•Xét phản ứng: CH3-CH=CH-CH2-CH3 + HCl Nếu xét theo +I: sản phẩm chính là: CH3-CH2-CHCl-CH2-CH3 Tuy nhiên, thực tế, do tác dụng của +H, sản phẩm chính là: H HCl H C CH CH CH2 CH3 CH3 CHCl CH2 CH2 CH3 +δ −δ H 19
+H càng mạnh khi số nguyên tử H ở Cα càng nhiều: H H H > +H: H C H3C C H 20