Tiểu luận: Phản ứng thế trong hóa học hữu cơ

Chia sẻ: Nguyễn Hồng Hải | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

498
lượt xem 49
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đây là slide nhóm trình bày về cơ chế phản ứng thế trong hóa hữu cơ, giúp cho sinh viên có thêm tài liệu và hiểu về phản ứng thế

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Phản ứng thế trong hóa học hữu cơ

Nhóm xin chào tất cả lớp và cô giáo
Đề tài: phản ứng thế (S) giáo viên hướng dẫn: Bùi Thị Lệ Thủy sinh viên thực hiện: 1) Nguyễn Hồng Hải 2) Trần Quốc Đạt 3) Lê Đình Thắng 4) Lê Đức Anh 5) Trịnh Thành Công 6) Nguyễn văn Tùng 7) Nguyễn Trọng Hoàng
I) Khái niệm chung về phản ứng thế trong hóa học hữu cơ 1) Khái niệm Phản ứng thế kí hiệu là chữ S (Substitution),trong đó một nguyên tử hay một nhóm nguyên tử trong phân tử đươc thay thế bằng một nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác.
Phản ứng thế là một phản ứng phổ biến trong hóa học hữu cơ.Phản ứng được biểu diễn tổng quát như sau: A+B-C A–B+C Trong đó : A là tác nhân thế (Hay nhóm thế) B là trung tâm bị thế C là nhóm bị thế
2) Phân loại -Nếu trung tâm B giàu điện tử thì là phản ứng thế ái điện tử S E , A là nhóm nghèo điện tử (A là cation.) nó được phân thành 2 loại nhỏ +Thế ái điện tử đơn phân tử S E 1 : +Thế ái điện tử lưỡng phân tử S E 2 -Nếu trung tâm B nghèo điện tử thì là phản ứng thế ái nhân, SN và A là nhóm giàu điện tử ( là anion). Nó còn được phân ra thành: +Thế ái nhân đơn phân tử S N 1 +Thế ái nhân lưỡng phân tử S N 2 -nếu tác nhân A là gốc thì đây là phản ứng thế gốc SR
II) Cơ chế phản ứng 1) cơ chế phản ứng SN a) cơ chế phản ứng thế SN 1 Là phản ứng xảy ra theo cơ chế 2 giai đoạn ion hóa và kết hợp cation: • Giai đoạn 1: ion hóa, chậm R-X R(+) + X(-) Giai đoạn 2: kết hợp cation, nhanh R(+) +Y(-) Y-R và R-Y ( biến thể raxemic) Như vậy tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc vào [RX]. Phản ứng bậc 1. v=k[RX]. Nó làm quay một phần cấu hình
Ví dụ: CH 3 CH3 CH3 - C - Cl + NaOH CH 3 - C - OH NaCl + CH 3 CH3 tert-butyllorua tert-butanol CH3 CH3 CH3 - C - Cl CH3 - C Cl + CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 - C + OH CH3 - C - OH CH 3 CH3
Tính lập thể của phản ứng SN1 Như ta đã biết, cacbocation hình thành có cấu trúc phẳng nên tác nhân nucleophin có thể tấn công từ phía trên hoặc phía dưới mặt phẳng cacbocation với xác suất như nhau nên nếu chất đầu là một chất quang hoạt thì sản phẩm hình thành sẽ là biến thể raxemic:
Ngoài ra còn do hiện tượng chuyển vị nên còn có thêm những sản phẩm khác, như: CH3CH2CH2CH2(*) => CH3CH2CH(*)CH3 (bền hơn) nên sẽ có thêm những sản phẩm khác như 2-X Butan
b) phản ứng thế SN2 Vì Y- và X- cùng dấu nên Y- sẽ đi vào phía đối diện với X, điều này làm cho cấu hình của RY sẽ ngược với RX:
Nhận xét: v Nếu y- không dư nhiều thì Phản ứng bậc 2 v Thứ tự tham gia phản ứng SN2 như sau: metyl > dẫn xuất bậc 1 > dẫn xuất bậc 2 > dẫn xuất bậc 3
Ví dụ
c) Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng +ảnh hưởng bởi gốc R R ảnh hưởng chính đến cơ chế thế Nếu gốc R la ankyl bậc thấp SN2 xẩy ra dễ dàng Nếu gốc R la anlkyl , ankyl bậc cao SN1 xẩy ra dễ dàng Nếu gốc R la allyl, aryl metyl xẩy ra đồng thơi SN1 va SN2 Nếu gốc R la vinyl hay phenyl khó xẩy ra SN1 lẫn SN2
Cacbocation càng bền thì phản ứng xẩy ra theo cơ chế SN1 càng thuận lợi, cụ thể ta chú ý từng gốc: Gốc ankyl: bậc của cacbon mang X càng cao thì khả năng tham gia SN2 càng giảm, trong khi đó khả năng tham gia SN1 càng tăng Gốc hidrocacbon có ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng thế nucleophin. Đối với các gốc no, tốc độ các phản ứng thế nucleophin như sau: SN2 : CH3- > CH3CH2- > (CH3)2CH- > (CH3)3C- SN1 : CH3- < CH3CH2- < (CH3)2CH- < (CH3)3C-
+ ảnh hưởng của nhóm bị thế ( nhóm đi ra X- ) v Khả năng phản ứng của các dẫn xuất RX trong các phản ứng SN1 cũng như SN2 không nhưng phụ thuộc vào gốc hidrocacbon mà một phần còn được quyết định bởi bản chất của nhóm bị thay thế X. v Khả năng phản ứng: Đối với R-X thì: I > Br > Cl >> F , nguyên nhân là do độ dài liên kết C-I là lớn nhất và sự phân cực hóa ở I là lớn nhất. Các nhóm -OH phản ứng kém nhất, do đó bình thường không tách ra ion -OH được, chính vì thế ancol chỉ được este hóa trong môi trường axit và ete chi được phân cắt trong môi trường axit.
+ảnh hưởng của tác nhân nucleophin ( -Y ) chỉ có phản ứng SN 2 mới phụ thuộc vào tác nhân nucleophin. Giữa tính nucleophin và tính bazơ thường có tính “song song”. Những bazơ mạnh ng đồng thời có tính như: C2H5O- , HO- cũ ng môi có tính nuc leophin mạnh, trừ du n ó khả năng sonvat ucleophin yếu nhưng c H5OH < CH3OH hóa các ion mạnh, như C2 ẩy phản ứng < H2O < HCOOH, lại thúc đ theo cơ chế SN1.
-tốc độ phản ứng SN2 tăng theo nồng độ là lực Nu của Y-. Lực Nu tuân theo quy tắc sau: • Anion có lực Nu cao hơn phân tử trung hòa tương ứng: RO- > ROH; OH- >H2O; NH2- >NH3 • Lực Nu tăng khi độ âm điện giảm: I- >Br- > Cl- >F- NH2- >RO- >HO- >R2 NH>NH3 >F- > H2O HS->HO- C2 H5 S- >C2 H5 O-
+ Ảnh hưởng của dung môi o Dung môi có vai trò rất quan trọng. Nếu không có tương tác với dung môi thì phản ứng thế hầu như không xẩy ra. o Khi chuyển từ dung môi này sang dung môi khác thì tốc độ phản ứng sẽ thay đổi, đồng thời còn có thể thay đổi cả cơ chế phản ứng.
2) Cơ chế phản ứng thế electrophin Tác nhân phản ứng là nhóm thiếu hụt e, chúng tấn công vào trung tâm giàu e. Nhóm bị thay thế e tách ra không mang theo cặp e liên kết. *cơ chế phản ứng SE thường gặp ở các phản ứng thế vòng thơm, nên nên trong đề tài này chỉ trình bày phản ứng thế electron vào nhân thơm. (SEAr)