bài giảng hóa hữu cơ dẫn xuất helogen

Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TS. ĐẶNG THỊ HÀ leha1645@yahoo.com Phần 3: HCHC chứa nhóm chức Tổng quan về Hydrocarbon - Là những HCHC ngoài C và H còn chứa các nguyên tố khác HCHC chứa nhóm chức Dẫn suất Halogen Axit cacboxilic Ancol Andehyd - Xeton Dẫn suất oxy Amin Dẫn suất nito Cơ kim loại Nitro Bài 6. Dẫn suất Halogen 1. Dẫn suất mono halogen ankan -  Danh pháp -  Đồng phân -  Phương pháp tổng hợp -  Tính chất vật lý – Tính chất hóa học 2. Dẫn suất halogen của hydrocarbon chưa no 3. Dẫn suất đihalogen của hydrocarbon no 1.Phương pháp tổng hợp -  Halogen hóa trực tiếp hydrocarbon no -  Halogen hóa anken -  Cộng hợp HX vào anken -  Tổng hợp từ ancol -  Phương pháp điều chế dẫn suất F và I I. Dẫn suất mono halogen ankan 2. Tính chất hóa học Đặc điểm của dẫn suất halogen: -  C-X là liên kết có tính phân cực mạnh -  Khả năng phản ứng của R-X phụ thuộc vào nguyên tử Halogen và giảm dần từ I đến Cl: R-I>R-Br>R-Cl. RF là chất trơ. là những HCHC có khả năng phản ứng hóa học mạnh Các phản ứng đặc trưng của R-X là: -  Phản ứng thế halogen bằng các tác nhân nucleophyl theo cơ chế S N ; -  Phản ứng tách HX -  Phản ứng tạo hợp chất cơ kim 2.1 Phản ứng thế nucleophyl -  Bản chất: phản ứng thế -X bằng nhóm các tác nhân nucleophyl như OH-, OR-, CN- hay R 3 N Một số phản ứng điển hình: - Phản ứng thế -X bởi –OH: phản ứng thủy phân Điều kiện phản ứng: trong dung dịch kiềm nóng hoặc trong dung dịch nước nóng và Ag2O Lưu ý: trong dung dịch kiềm nóng còn có phản ứng tách HX tạo anken -  Phản ứng với ancolat R’ONa tạo ete: -  Phản ứng với axetilenua natri tạo ankin mạch dài hơn -  Phản ứng với NaCN tạo dẫn suất nitryl -  Phản ứng với muối của axit cacboxilic tạo este -  Phản ứng với amoniac tạo amin bậc 1 - … - Phương trình tổng quát: - Cơ chế phản ứng: 2 loại cơ chế cơ bản gồm cơ chế đơn phân tử (S N1 ) và lưỡng phân tử (S N2 ) -  Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng bao gồm : + Độ bền của cacbocation trung gian + Ảnh hưởng chắn không gian + Lực nucleophyl + Ảnh hưởng của dung môi 2.1 Phản ứng thế nucleophyl Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng: a. Độ bền của cacbocation trung gian: cấu trúc của RX -  Độ bền của cacbocation : Bậc 3> bậc 2> Bậc 1> + CH3 -  Khả năng phản ứng theo cơ chế SN1 của RX tăng dần từ dẫn suất bậc 1 đến dẫn suât bậc 3 Dẫn suất halogen: R 3 CX R 2 CHX RCH 2 X CH 3 X Cơ chế S N1 S N1 và S N2 S N2 S N2 2.1 Phản ứng thế nucleophyl Ví dụ: Hãy dự đoán các phản ứng sau xảy ra theo cơ chế SN1 hay SN2: 1-brombutan và 2-brom-2-metylpropan Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng: a. Cấu trúc RX b. Ảnh hưởng chắn không gian -  Dẫn suất halogen bậc càng cao thì ảnh hưởng chắn không gian càng lớn làm khả năng xảy ra phản ứng SN2 càng khó khăn -  Dẫn suất RX: 2.1 Phản ứng thế nucleophyl Bậc 3 Bậc 2 Bậc 1 CH3X Tăng sự chắn không gian, SN1 tăng Giảm sự chắn không gian, SN2 tăng Cấu tạo của dẫn suất RX là yếu tố quan trọng quyết định cơ chế của phản ứng thế nucleophin. -  Dẫn suất bậc 3 tạo thành cacbocation bền nên luôn thuận lợi cho cơ chế SN1 và khó cho cơ chế SN2 do ảnh hưởng chắn không gian; -  Dẫn suất bậc 1 dễ dàng theo cơ chế SN2 do ảnh hưởng chắn không gian ít và cacbocation tạo thành kém bền; -  Dẫn suất bậc 2 có sự cạnh tranh của 2 cơ chế và tùy thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng. Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng: a. Cấu trúc RX b. Ảnh hưởng chắn không gian 2.1 Phản ứng thế nucleophyl [...]... nucleophin (cơ chế SN1) -  ham gia mọi phản ứng đặc T trưng cho anken và ankyl halogen III Dẫn suất dihalogen của hydrocacbon no 1 Gem-đihalogen: hai nguyên tử X ở cùng 1 nguyên tử C 2 Vic-đihalogen: Hai nguyên tử X ở 2 nguyên tử C cạnh nhau 3 Dẫn suất dihalogen có các nguyên tử X ở cách xa nhau ~ dẫn suất mono halogen RX Tính chất hóa học chung của dẫn suất đihalogen: Dẫn suất Gem phản ứng hóa học kém... ứng thế nucleophyl Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng: a Cấu trúc RX b Ảnh hưởng chắn không gian c Lực nucleophyl Bài tập: Hãy dự đoán các phản ứng sau xảy ra theo cơ chế SN1 hay SN2, giải thích: a. CH3CH2CH2CH2Cl + NaOH b. (CH3)3CCl + H2O c. 1-brom-3-metylbutan + CH3ONa d. 3-brom-3-metylbutan + CH3OH 2.2 Phản ứng tách HX - Phản ứng có thể xảy ra với dẫn suất halogen có ít nhất một nguyên tử H... nhiều yếu tố trong đó cấu tạo RX là quan trọng nhất - Dẫn suất RX Bậc 3 Tách tăng Bậc 2 Bậc 1 Thế nucleophin tăng Ví dụ: Cho biết sản phẩm chính, phụ khi cho: RCH2-CH2-X tác dụng với CHΞCNa Điều chế ankin từ RX bậc mấy? Điều chế rượu bậc 1 từ dẫn suất RX bậc mấy?? Điều chế rượu bậc 3 có thể dùng phản ứng thế??? 2.3 Phản ứng với kim loại tạo hợp chất cơ kim - Phản ứng với Mg tạo hợp chất RMgX - Phản ứng... RNH2 hoặc ROH - Cơ chế: Gồm 2 loại là tách lưỡng phân tử (E2) và đơn phân tử (E1) - Hướng của phản ứng tách: theo cơ chế tách Zaisev : Hướng phản ứng tách E phụ thuộc vào độ bền của anken tạo thành chứ không chịu ảnh hưởng của sự che chắn không gian - Ví dụ: CH3-CH2-CHBr-CH3 tách HBr, sản phẩm chính??? 2.2 Phản ứng tách HX - Sự cạnh tranh giữa phản ứng thế và tách: Gồm sự cạnh tranh 4 cơ chế SN1, SN2,... phản ứng thế??? 2.3 Phản ứng với kim loại tạo hợp chất cơ kim - Phản ứng với Mg tạo hợp chất RMgX - Phản ứng với Zn và Li - Phản ứng với Na - Phản ứng khử bởi H mới sinh từ hỗn hợp HCl và kim loại II Dẫn suất halogen của hydrocacbon chưa no Hợp chất có halogen liên kết với nguyên tử C chưa no (vinyl) – vinyl halogenua CH2=CH-X Hợp chất có halogen liên kết với nguyên tử C no (allyl) – allyl clorua CH2=CH-CH2-X...2.1 Phản ứng thế nucleophyl Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng: a Cấu trúc RX b Ảnh hưởng chắn không gian c Lực nucleophyl - Phản ứng đơn phân tử SN1 không phụ thuộc vào lực nucleophin nhưng tác nhân nucleophin mạnh thuận lợi cho phản ứng SN2 - Ví . c. 1-brom-3-metylbutan + CH3ONa d. 3-brom-3-metylbutan + CH3OH 2.2 Phản ứng tách HX - Phản ứng có thể xảy ra với dẫn suất halogen có ít nhất một nguyên tử H ở Cα. - PT tổng quát: -CH-CX-. -CH-CX- + B-  >C=C< + BH + X- - B- là các bazo như OH- (kiềm), NH 2- (NaNH2), RO-(RONa), NH3, RNH2 hoặc ROH - Cơ chế: Gồm 2 loại là tách lưỡng phân tử (E2) và đơn phân tử (E1) - Hướng. chất hóa học Đặc điểm của dẫn suất halogen: - C-X là liên kết có tính phân cực mạnh - Khả năng phản ứng của R-X phụ thuộc vào nguyên tử Halogen và giảm dần từ I đến Cl: R-I>R-Br>R-Cl.