TIỂU LUẬN PHẢN ỨNG THẾ NUCLEOPHILE

Nguyễn Tiến Công HVTH : Nguyễn Hồng Hà Chuyên ngành : LL & PPDH Hóa Học K23 Chuyên đề 3 PHẢN ỨNG THẾ NUCLEOPHILE... Các phản ứng thế Nucleophile2.1.1... Một số Nucleophile thường gặp đư

Bài báo cáo môn học : Hóa Hữu Cơ nâng cao

GVHD : TS Nguyễn Tiến Công HVTH : Nguyễn Hồng Hà

Chuyên ngành : LL & PPDH Hóa Học

(K23) Chuyên đề 3

PHẢN ỨNG THẾ NUCLEOPHILE

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

1 Khái quát

1.1 Phản ứng thế Nucleophile1.2 Tác nhân Nucleophile

1.3 Nhóm đi ra

1.4 Phân loại

1.2 Tác nhân Nucleophile (Nuc)

1.3 Nhóm đi ra (Z)

1 Khái quát

Là những nguyên tố hay nhóm nguyên tố có độ âm điện

cao đi ra ở dạng anion Z ̅ như Hal, OH, OR, OSO 2 R

hoặc những nhóm mang điện tích dương đi ra ở dạng

phân tử trung hòa như N + R 2 , S + R 2

2 Các phản ứng thế Nucleophile

2.1.1 Cơ chế 2.1.2 Hóa lập thể 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng

2.2.1 Cơ chế 2.2.2 Hóa lập thể 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng

2.1 Phản ứng S N 2

2.2 Phản ứng S N 1

2.1.1 Cơ chế 1 giai đoạn

Trạng thái chuyển tiếp HO¯ tấn công phía sau

2 Các phản ứng thế Nucleophile

2.1 Phản ứng S N 2

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng

- Gốc hidrocacbon : càng ít nhóm thế càng tốt vì ít áng ngữ không gian, thuận lợi cho tác nhân khi tấn công vào C+

+ CH 3 > R bậc I > R bậc II > R bậc III

2 Các phản ứng thế Nucleophile

2.1 Phản ứng S N 2

- Nhóm đi ra : rút e, có tính bazơ yếu khi tách ra và ổn định ở trạng thái chuyển tiếp

Lực nucleophile tăng khi độ âm điện giảm

Đưa thêm nhóm thế hút e vào tác nhân sẽ làm giảm lực Nucleophile

Đưa thêm nhóm thế cồng kềnh vào tác nhân sẽ làm giảm lực Nucleophile

CH 3 −CH 2 −O¯ > (CH 3 ) 3 −C−O͞

HO ̅ > C 6 H 5 O¯ > CH 3 COO¯ > CCl 3 COO ̅ > C 6 H 5 SO 3 ¯

Một số Nucleophile thường gặp được sắp xếp theo chiều giảm dần tính Nucleophile trong dung môi (nước hay ancol)

Yếu

- Dung môi : aprotic (không có proton) như axeton,

axetonitril, DMF (dimetylformamit), ete, benzen

2.2.2 Hóa lập thể

2 Các phản ứng thế Nucleophile

2.2 Phản ứng S N 1

Sản phẩm giữ nguyên cấu hình

Sản phẩm quay cấu hình

Hỗn hợp Raxemic

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng

- Gốc hidrocacbon :

+ Phân li thành cacbocation càng bền, tốc độ phản ứng càng nhanh

R bậc III > R bậc II > R bậc I > + CH 3 (Ar) 3 CX > (Ar) 2 CHX > ArCH 2 X

2 Các phản ứng thế Nucleophile

2.2 Phản ứng S N 1

2-etoxi-3-metylbutan 2-etoxi-3-metylbutan 2-etoxi-2-metylbutan2-brom-3-metybutan

t o

(Sản phẩm chính) 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng

2-etoxi-3-metylbutan 2-etoxi-2-metylbutan2-brom-3-metybutan

2-etoxi-2-metylbutan

2 Các phản ứng thế Nucleophile

2.2 Phản ứng S N 1

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng

Sự chuyển vị gốc Metyl

Cacbocation bậc I

(không bền)

Cacbocation bậc III

(bền)

2-etoxi-2-metylbutan

to

Hay

CH3OCH3

- Dung môi : protic (có proton) như nước, ancol, axit cacboxylic hoặc thêm vào muối bạc

3 Một số phản ứng thế Nucleophile đối với Ancol

ROH + HX

Proton hóa ancol

Tách H2O, tạo cacbocation

S N 1

Tác nhân tấn công cacbocation

3 Một số phản ứng thế Nucleophile đối với Ancol

3 Một số phản ứng thế Nucleophile đối với Ancol

Nhóm đi ra rất tốt

Một số phản ứng thế S N 2 của este Tosylate

ROH + HX (hỗn hợp HCl và ZnCl 2 : thuốc thử Lucas)

ROH + PBr 3 / PCl 3 / PCl 5

3 Một số phản ứng thế Nucleophile đối với Ancol

ROH + R'OH

3 Một số phản ứng thế Nucleophile đối với Ancol

ROH + SOCl2  ROSOCl  RCl +SO2

ROH + SOCl 2

3 Một số phản ứng thế Nucleophile đối với Ancol

Nuc ¯

chậm

- X ̅

Gốc vinyl, phenyl không thuận lợi

Nhóm đi ra Hút e, base yếu, ổn định

Nucleophile Tính Base mạnh Tính nucleophile mạnh

5 Bài tập vận dụng

Bài 1 : Hãy sắp xếp theo thứ tự giảm dần khả năng phản ứng S N 2 của các hợp chất sau đây

a) CH3 CHBr CH2 CH2 CH3b) (CH3)2CHCH2 CH2Br

c) (CH3)2C CBr CH2 CH3d) (CH3)2C CH CH2Br

d > b > a > c

5 Bài tập vận dụng

Bài 2 : Chất nào trong mỗi cặp chất sau tham gia

phản ứng S N 1 nhanh hơn ?

c) n-propyl bromua hay allyl bromua

Cám ơn Thầy và các bạn học viên

lớp Hóa K23