hóa hữu cơ cơ chế phản ứng

Chƣơng 3: Cơ chế phản ứng I PHÂN LOẠI TÁC CHẤT PHẢN ỨNG Tách đồng ly R : X  R + X Đối xứng Tách dị ly N : E  N:- + Bất đối xứng E+ Cặp điện tử bị chia đôi, Cặp điện tử bị giữ lại phần giữ điện phần, phần tử lại orbital Tạo gốc tự (R trống Tạo ion (N:- tác nhân nhân, E+ X.) Hoạt hóa nhiệt tác nhân điện tử) độ, ánh sáng, tia tử ngoại, tác nhân hóa học (peroxid) I PHÂN LOẠI TÁC CHẤT PHẢN ỨNG Carbocation, carbanion, gốc tự I PHÂN LOẠI TÁC CHẤT PHẢN ỨNG Carbocation, carbanion, gốc tự I PHÂN LOẠI TÁC CHẤT PHẢN ỨNG Carbocation, carbanion, gốc tự a Carbocation + C + CH2 + CH + CH2 CH CH2 + H3C C CH3 CH3 + H3C CH CH3 + H3C CH2 + CH3 b Carbanion H3C C CH3 CH3 - H3C CH CH3 H3C CH2 -CH3 I PHÂN LOẠI TÁC CHẤT PHẢN ỨNG Carbocation, carbanion, gốc tự c Gốc tự H3C C CH3 CH3 H3C CH CH3 H3C CH2 - CH3 I PHÂN LOẠI TÁC CHẤT PHẢN ỨNG Chất nhân chất điện tử Chất nhân - nhƣờng đôi điện tử để tạo liên kết cộng hoá trị Ví dụ: -OH, RO-, RCOO-,… , H2O, RCOOH, ROH, CN-, -NH2,… Chất điện tử - nhận đôi điện tử để tạo liên kết cộng hoá trị Ví dụ: Cl+, -C+ (carbocation), >C: (carben),  3, H+, Ag+, +CH3,  3… BF AlCl II PHÂN LOẠI CÁC PHẢN ỨNG HỮU CƠ Phân loại theo cấu trúc Cộng Tách loại Thế Chuyển vị II PHÂN LOẠI CÁC PHẢN ỨNG HỮU CƠ Phân loại theo cấu trúc a Khái niệm phản ứng cộng hợp A Các tác chất cộng lại với cho sản phẩm: A+BC + C C + C O + A B + X Y A C C B O X C Y II PHÂN LOẠI CÁC PHẢN ỨNG HỮU CƠ Phân loại theo cấu trúc a Khái niệm phản ứng cộng hợp A  Phản ứng cộng hợp điện tử (AE) Cộng hợp vào nối đôi hydrocarbon không no nhƣ alkene, alkyne với hợp chất nhƣ X2 (halogen), HX, H2O, HOX, H2SO4… C C + X-Y X C C Y 10 Phản ứng Nucleophil 1.A nucleophile nhóm có chứa đôi điện tử tự mà phản ứng đƣợc với nguyên tử carbon thiếu hụt electron 2.A Nhóm bị đứt (leaving group) đƣợc thay bới tác nhân nucleophile - Nu R X Nu R - X Các nhóm chuyển hóa phản ứng SN2 PHẢN ỨNG THẾ ÁI NHÂN SN PHẢN ỨNG THẾ ÁI NHÂN SN PHẢN ỨNG THẾ ÁI NHÂN SN Cơ chế phản ứng Nu 1.Nhóm đứt làm cho liên kết bị phân cực 2.Tác nhân nucleophile phản ứng với C thiếu hụt electron + - - Nu Nu + C X C X 3.Phá vỡ hình thành liên kết a.Đồng thời: SN2 b.Từng bƣớc: SN1 - Cơ chế phản ứng SN2 Reactions A transition state(trạng thái chuyển tiếp): lƣợng cao 2.Kém bền tồn thời gian ngắn(10-12 s) a.Liên kết trạng thái hình thành phá vỡ b.Cả chloromethane hydroxide liên quan đến trạng thái chuyển tiếp Giản đồ lựợng phản ứng SN2 Tính không gian phả ứng SN2 Tác nhân Nucleophile công từ phía sau dẫn đến việc quay cấu hình sản phẩm cuối Cơ chế phản ứng Nu SN1 Reactions 1.Bƣớc xác định tốc độ phản ứng 2.Tạo thành hợp chất ionic bền gọi cacbocation a.water molecules help stabilize the ionic products Cơ chế phản ứng Nu SN1 Reactions 1.Cacbocation bị nhiều thìcàng bền , bền cacboccation dễ tạo Tính không gian phản ứng SN1 1.Trong phản ứng SN1 xuất hỗn hợp racemic achiral carbocation trạng thái trung gian Sự racemic hóa :Chuyển hợp chất hoạt động quang học thành hỗn hợp racemic Tính không gian phản ứng SN1 So sánh SN1 vs SN2 Các yếu tố liên quan tới tốc độ phản ứng SN1 and SN2 a.Cấu trúc tác chất Trong phản ứng SN2 : Methyl > primary > secondary >> tertiary (unreactive) Yếu tố không gian: Sự xếp nguyên tử hay nhóm không gian làm cho tác nhân công vào vị trí ảnh hƣởng không gian tertiary halogen thực phản ứng SN1 (carbocations bền) Ảnh hƣởng nồng độ a.Ảnh hƣởng nồng độ khả tác nhân Nucleophile b.SN1 Tốc độ phản ứng không phụ thuộc nồng độ nucleophile c SN2 Reaction Tốc độ phản ứng liên quan trực tiếp tới nồng độ nucleophile Các tác nhân nucleophiles mạnh phản ứng nhanh hơn( tác nhân mang điện tích âm phản ứng nhanh tác nhân mang điện tích âm) a Ví dụ