Hoá học hữu cơ - Đồng phân cấu dạng

Nội dung text: Hoá học hữu cơ - Đồng phân cấu dạng

1. D4. Đồng phân cấu dạng 1. Khái niệm về cấu dạng và đồng phân cấu dạng • Cấu dạng là các dạng cấu trúc khơng gian sinh ra khi cĩ tính đến sự quay tự do của các liên kết đơn, các đồng phân sinh ra do sự quay tự do đĩ gọi là đồng phân cấu dạng 2. Cấu dạng của hợp chất hidocacbon no mạch hở + Của etan : xen kẻ bền hơn che khuất + Của n- butan: xen ke? che khuat độ bền của các dạng xen kẻ anti > xen kẻ syn > che khuất từng phần> che khuất tồn phần CH3 CH CH 3 3 H3C CH3 CH3 8–46 CH3 CH3 Chapter 1-46 xen ke? anti che khuat tu?ng phàn xen ke? syn che khuat tồn phàn
2. 3 Cấu dạng của xiclohexan và dẫn xuất • Đối với xiclohexan: để giảm sức căng Baye: vịng khơng phẳng, để gĩc hĩa trị đạt 109028’ +Cấu dạng ghế bền hơn cấu dạng thuyền và thuyền vặn (xoắn) g h ê th u y ê n v a n th u y ê n • Đối với xiclohexan cĩ nhĩm thế: các nhĩm thế ở vị trí biên bền hơn khi ở vị trí trục C H 3 8–47 C H 3 Chapter 1-47
3. 1.4. Phân loại hợp chất hữu cơ NO HỢP CHẤT KHÔNG VÒNG KHÔNG NO HỢP CHẤT HỮU CƠ THƠM HỢP CHẤT DỒNG VÒNG KHÔNG THƠM HỢP CHẤT VÒNG S O THƠM HỢP CHẤT DỊ VÒNG KHÔNG THƠM 8–48 N H Chapter 1-48
4. 1.2 Các loại hiệu ứng 1. 2.1 Hiệu ứng cảm ứng 1.2.1 Bản chất : Sự dịch chuyển mật độ electron dọc theo mạch C trong phân tử gây ra bởi sự chênh lệch về độ âm điện gọi là hiệu ứng cảm ứng (I), H H H H   H - C - C - C - C C l . H H H H Hiệu ứng cảm ứng được viết tắt bằng chữ I (inductive effect) và được biểu diễn bằng mủi tên thẳng (→) từ nguyên tử cĩ độ âm điện nhỏ đến nguyên tử cĩ độ âm điện lớn 8–49 Chapter 1-49
5. 1.2.2 Phân loại • Hiệu ứng cảm ứng dương và hiệu ứng cảm ứng âm: những nguyên tử gây ra hiệu ứng cảm ứng bằng cách đẩy electron, người ta gọi là hiệu ứng cảm ứng dương ký hiệu (+I), ngược lại hút electron về phái mình là hiệu ứng cảm ứng âm (-I) • Hiệu ứng cảm ứng tĩnh (IS) và hiệu ứng cảm ứng động (Iđ) Hiệu ứng cảm ứng tĩnh là cĩ sẵn trong phân tử, cịn động là hiệu ứng xuất hiện do tác động của các yếu tố ngồi Vì liên kết sigma bền, khơng linh động nên hiệu ứng cảm ứng động rất nhỏ người ta thường bỏ qua 8–50 Chapter 1-50
6. 1.2.3 Đặc điểm của hiệu ứng cảm ứng Giảm rất nhanh khi tăng chiều dài của mạch cacbon H3C CH2 CH2 COOH H3C CH2 CH COOH -5 K = 1,39.10-3 Ka= 1,54.10 Cl a H3C CH CH2 COOH H2C CH2 CH2 COOH K = 8,9.10-5 -5 Cl a Cl Ka= 3,0.10 8–51 Chapter 1-51
7. 1.2.4 Quy luật a) Các nhĩm mang điện tích dương cĩ hiệu ứng –I , điện tích âm cĩ hiệu ứng +I, -I: +I: OH S N(CH3)3 b) Đối với các nhĩm –I: độ âm điện càng lớn thì hiệu ứng –I càng lớn + Theo phân nhĩm: giảm từ trên xuống: -I < -Br < -C l < -F + Theo chu kỳ tăng từ trái sang phải: -CH3 < -CNH2 < -OH < -F + Phụ thuộc trạng thái lai hố -CH2=CH2 < -C6H5 < C CH 8–52 Chapter 1-52
8. c) Đối với các nhĩm cĩ hiệu ứng cảm ứng dương +I • Các nhĩm cĩ hiệu ứng + I là những nhĩm cĩ độ âm điện thấp hơn nguyên tử bên cạnh • Các nhĩm ankyl cĩ hiệu ứng +I và tăng theo mức độ phân nhánh của nhĩm ankyl -CH3 < - CH3CH2 <- CH(CH3)2 < -C(CH3)3 H-COOH CH3-COOH CH3-CH2-COOH (CH3)3C-COOH -4 -5 -5 -6 Ka= 1,72.10 Ka= 1,76.10 Ka= 1,34.10 Ka= 9,4.10 8–53 Chapter 1-53
9. 2.2. Hiệu ứng liên hợp 2.2.1 Các loại hệ liên hợp thường gặp • Hệ liên hợp - , Khi các liên kết bội ở cách nhau đúng 1 liên kết đơn thì tạo thành 1 hệ liên hợp gọi là hệ liên hợp - , Ví dụ:CH2=CH- CH=CH2; CH2=CH-CH=O • Hệ liên hợp -p, Khi 1 liên kết bội ở cách 1 obitan p cĩ cặp electron một liên kết đơn thì tạo thành 1 hệ liên hợp gọi là hệ liên hợp -p, Ví dụ CH2 CH Cl 8–54 Ngồi ra cịn cĩ hệ liên hợp động: xuất hiện trong các tiểu phân trung gian của phản ứng: Chapter 1-54