TIÊU LUẬN: CƠ CHẾ PHẢN ỨNG E2

Phản ứng tách E là quá trình đi ra khỏi phân tử chất ban đầu đồng thời hai nguyên tử hay hai nhóm nguyên tửPhản ứng E2 là quá trình đồng bộ, tác nhân tấn công đồng thời với nhóm đi ra tạo nên trạng thái chuyển lượng phân tử Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ cao Dung môi phân cực Phản ứng thường có xúc tác.

1 1 CƠ CHẾ PHẢN ỨNG E2 TIỂU LUẬN GV hướng dẫn: GS.TS. Đào Hùng Cường GS.TS. Đào Hùng Cường Học viên thực hiện: Nguyễn Thị Lan Nguyễn Thị Lan Go 2 2 PHẢN ỨNG TÁCH Khái niệm Khái niệm Phản ứng tách E là quá trình đi ra khỏi Phản ứng tách E là quá trình đi ra khỏi phân tử chất ban đầu đồng thời hai phân tử chất ban đầu đồng thời hai nguyên tử hay hai nhóm nguyên tử. nguyên tử hay hai nhóm nguyên tử. Dạng chung như sau: A-(R) n -B  (R) n + AB 3 3 NHẬN DIỆN PHẢN ỨNG TÁCH  Chất phản ứng: R Chất phản ứng: R   X X (X có thể là halogen, -OH, -OR, NH (X có thể là halogen, -OH, -OR, NH 2 2 …) …)  Tác nhân phản ứng: Tách hợp chất nào thì dùng tác nhân đối lập tính chất của hợp chất đó (Dùng bazơ tách axit và ngược lại).  Điều kiện phản ứng: - Nhiệt độ cao - Dung môi phân cực - Phản ứng thường có xúc tác. ᵟ ᵟ + + ᵟ ᵟ - - 4 4 C C Ơ Ơ CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 Phản ứng E2 là quá trình đồng bộ, tác nhân tấn công đồng thời với nhóm đi ra tạo nên trạng thái chuyển lượng phân tử 5 5 C C Ơ Ơ CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 • X thường là: Hal; SH; OSO 2 R; H 2 O + ; RCOO - ; R 3 N; R 3 P; R 2 S; • Y - là một anion hay phân tử trung hòa với cặp electron chưa sử dụng (bazơ) như OH - , C 2 H 5 O - , C 6 H 5 O - , NR 3 6 6 C C Ơ Ơ CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 Ví dụ: Ví dụ: 7 7 Phân tích – Phân tích – Nhận xét Nhận xét Lập thể Lập thể Dung môi Dung môi Tác nhân Tác nhân Động học Động học Chất phản Chất phản ứng ứng 8 8 CHẤT PHẢN ỨNG CHẤT PHẢN ỨNG Phản ứng E2 là đồng bộ, giai đoạn quyết định tốc độ Phản ứng E2 là đồng bộ, giai đoạn quyết định tốc độ xảy ra sự phân cắt liên kết xảy ra sự phân cắt liên kết C – H và C – C – H và C – X X đồng thời. đồng thời. - Trong phản ứng tách của các ankylhalogenua, tính - Trong phản ứng tách của các ankylhalogenua, tính cacbanion nhỏ, nên đưa thêm cacbanion nhỏ, nên đưa thêm nhóm ankyl vào C nhóm ankyl vào C α α hay hay C C β β đều làm tăng tốc độ phản ứng. đều làm tăng tốc độ phản ứng. - Khả năng phản ứng của chất đầu cũng phụ thuộc vào - Khả năng phản ứng của chất đầu cũng phụ thuộc vào bản chất của nhóm đi ra. bản chất của nhóm đi ra. Nhóm đi ra ở dạng anion càng ổn định thì tốc độ E2 Nhóm đi ra ở dạng anion càng ổn định thì tốc độ E2 tăng, nghĩa là những nhóm tăng, nghĩa là những nhóm thế hút electron trong thế hút electron trong nhóm đi ra sẽ làm tăng tốc độ phản ứng. nhóm đi ra sẽ làm tăng tốc độ phản ứng. CHẤT PHẢN ỨNG CHẤT PHẢN ỨNG 9 9 Đồng thời nhóm đi ra tốt làm giảm tính cacbanion của Đồng thời nhóm đi ra tốt làm giảm tính cacbanion của trạng thái chuyển tiếp. trạng thái chuyển tiếp. Ví dụ: X-C 6 H 4 -CH 2 CH 2 OSO 2 C 6 H 4 - Y + (CH 3 ) 3 CO - [(CH 3 ) 3 COH]  Y = p-OCH 3 p-CH 3 H m- OCH 3 m-Cl p-Cl ρ Y = 1,24 1,24 1,08 1,06 1,01 0,94 Phản ứng trên chứng tỏ nhóm đi ra cần có nhóm hút e để tăng tính ổn định của nhóm đi ra, tăng tốc độ phản ứng. CH CH 3 3 > CH > CH 3 3 CH CH 2 2 > CH > CH 3 3 CH CH 2 2 CH CH 2 2 > H > H 10 10 ẢNH HƯỞNG CỦA TÁC NHÂN ẢNH HƯỞNG CỦA TÁC NHÂN NUCLEOPHIN NUCLEOPHIN Phản ứng E2 tỷ lệ với nồng độ của bazơ trong Phản ứng E2 tỷ lệ với nồng độ của bazơ trong phương trình tốc độ, mặt khác E2 phương trình tốc độ, mặt khác E2 cũng rất nhạy cũng rất nhạy với tính bazơ của tác nhân. với tính bazơ của tác nhân. Tính bazơ của tác nhân lớn, tốc độ phản Tính bazơ của tác nhân lớn, tốc độ phản ứng ứng càng tăng. càng tăng. Và thấy rằng trong phản ứng E2 cần dùng bazơ Và thấy rằng trong phản ứng E2 cần dùng bazơ mạnh hay dùng tác mạnh hay dùng tác nhân KOH/C nhân KOH/C 2 2 H H 5 5 OH. OH. [...]... thể trans có những nhóm bị tách ở vị trí biên không tham gia phản ứng tách lưỡng phân tử, vì bốn trung tâm H – C – C – X không nằm trong một mặt phẳng 15 ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG • Phản ứng E2 là phản ứng bậc 2 vì vận tốc phản ứng thường phụ thuộc cả hai thành phần tham gia phản ứng •Với phương trình tốc độ là: v = k[Nu -].[RZ] •Trong phản ứng E2, chất cho cặp electron (bazơ) có thể là anion hay phân tử... ứng tách như RS- Phản ứng tạo anken: 17 ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG Ankin: Cacbo nyl: 18 ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG Đối với phản ứng tách dẫn xuất monohalogen no, khi đun nóng dẫn xuất monohalogen no trong môi trường bazơ, dung môi phân cực( thường là rượu etylic) thì dẫn xuất sẽ tách hidro halogenua ra tạo thành anken Tùy điều kiện và loại chất mà phản ứng xảy ra theo cơ chế E1 hay E2 Và phản ứng tách này cũng... theo qui tắc Zaixep ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG ® Khi nồng độ bazơ cao,dẫn xuất halogen là bậc I hoặc II, thì phản ứng xảy ra theo cơ chế E2 Ta xét cơ chế tách HCl của CH CH CHClCH Sản phẩm chính là but – 2 – en 3 2 3 20 SỰ CẠNH TRANH E1 VÀ E2 ® - E1: Ưu tiên tách ở cacbon bậc cao nhất và tạo ra nối đôi có nhiều nhóm thế nhất ( Tách theo qui tắc Zaixep) - E2: Trong phản ứng E2, nếu X không mang điện dương... hòa Phản ứng E2 không có sự trao đổi deutri khi tiến hành phản ứng trong dung môi đeutri hóa có độ nhạy cao khi thay đổi nhóm thế có hiệu ứng đồng vị động 16 học ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG Chẳng hạn phản ứng: CH3CH2N+(CH3)2X- + HO- → CH2 = CH2 Có kH/kD = 3.9 ; kN14/kN15 = 1.0173 Các bazơ thường dùng là HO-, RO-, R3N, CH3COO-, H2N-, R2N-… Những bazơ có tính phân cực hóa cao không thích hợp cho phản ứng. .. hôpman) Như vậy, quy tắc Hôpman ngược với quy tắc Zaixep và chủ 21 yếu áp dụng cho phản ứng E2 KẾT LUẬN ® Cơ chế E2 góp phần giải thích và dự đoán các tiến trình của phản ứng xảy ra ở các chất rất phổ biến nhờ đó mà ta có thể tác động vào quá trình phản ứng để tạo được các sản phẩm mong muốn, có nhiều ứng dụng, đáp ứng nhu cầu trong cuộc sống 22 ... CH + Br 6 5 2 X= H NO 2 K tđ 0,233 3,39.10-6 Đối với E2 cần bazơ cứng hơn là SN2 như: Tert – C4H9O- > iso – C3H7O- > C2H5O- >CH3O- >HO Và nhóm C – Z cần mềm hơn như: C – Br; C – I 11 ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI Trạng thái chuyển E2 có sự giải toả điện tích lớn hơn so với các chất ban đầu nên dung môi càng phân cực thì làm giảm tốc độ phản ứng Thường phản ứng tách xảy ra giữa phân tử trung hoà với anion hoặc... ứng tách xảy ra theo kiểu trans Ta có thể phát biểu một qui luật chung như sau: Sự tách lưỡng phân tử E2 chỉ xảy ra dễ dàng khi nào 14 một trung tâm tham gia phản ứng ( H – C – C – X ) nằm YẾU TỐ HÓA LẬP THỂ trong một mặt phẳng, nghĩa là các nhóm bị tách ở vị trí trans (hay anti) đối với nhau - Phản ứng E2 ở các hợp chất vòng cũng tách theo kiểu trans - Tuy nhiên, quy luật tách kiểu trans chỉ áp dụng... THỂ - Thực tế chứng tỏ phản ứng E2 xảy ra theo kiểu trans Tính đặc thù lập thể này có nhiều nguyên nhân: + Một là, nếu so sánh năng lượng của các trạng thái chuyển tiếp thì trạng thái ứng với sự tách kiểu trans ổn định hơn trạng thái ứng với sự tách kiểu cis, ᵟvì không có sự đẩy nhau giữa các nhóm C…H…Y và ᵟC…X + Hai là, sự tạo thành các obitan p sẽ thuận lợi hơn nếu phản ứng tách xảy ra theo kiểu trans... tính phản solvat của anion lớn nên tăng tính bazơ hơn C6H5-CH2CH2S+(CH3)2+HO- gấp 1000 lần khi chuyển 12 tử nước đến dung dịch dimetyl sunfoxit YẾU TỐ HÓA LẬP THỂ ® Ảnh hưởng lập thể - Về mặt lý thuyết, nhóm X có thể bị tách ra cùng nguyên tử b - hydro ở cùng phía ( tách kiểu cis hay là kiểu syn) hoặc khác phía với nó ( tách kiểu trans hay là kiểu anti) 13 YẾU TỐ HÓA LẬP THỂ - Thực tế chứng tỏ phản ứng . mặt phẳng. 16 16 ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG • Phản ứng E2 là phản ứng bậc 2 vì vận tốc phản ứng Phản ứng E2 là phản ứng bậc 2 vì vận tốc phản ứng thường phụ thuộc cả hai thành thường. lại).  Điều kiện phản ứng: - Nhiệt độ cao - Dung môi phân cực - Phản ứng thường có xúc tác. ᵟ ᵟ + + ᵟ ᵟ - - 4 4 C C Ơ Ơ CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 CHẾ PHẢN ỨNG TÁCH E2 Phản ứng E2 là quá trình đồng. Tác nhân Động học Động học Chất phản Chất phản ứng ứng 8 8 CHẤT PHẢN ỨNG CHẤT PHẢN ỨNG Phản ứng E2 là đồng bộ, giai đoạn quyết định tốc độ Phản ứng E2 là đồng bộ, giai đoạn quyết định tốc độ