Các hiệu ứng trong hóa học hữu cơ

Giới thiệu về hiệu ứng hóa học hữu cơ Phân loại các hiệu ứng Sự tác động tương hỗ giữa các nguyên tử trong phân tử làm thay đổi sự phân cực của phân tử được gọi là hiệu ứng hóa học hay hiệu ứng điện tử. Tùy theo bản chất của sự tác động mà người ta chia các hiệu ứng hóa học thành 3 loại: � Hiệu ứng cảm ứng � Hiệu ứng liên hợp � Hiệu ứng siêu liên hợp Ảnh hưởng của các hiệu ứng

HÓA HỮU CƠ Ts Trần Thượng Quảng Bộ môn Hóa Hữu Cơ – Khoa Công Nghệ Hóa Học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội I.7 Hiệu ứng hóa hữu    Ι.7.1Ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ Ι (Ινδυχτιϖε Εφφεχτ) Ι.7.2Ηιệυ ứνγ λιν ηợπ Χ (Χονϕυγατιον Εφφεχτ) Ι.7.3 Ηι υ νγ σιυ λιν η π Η (ηψπερχονϕυγατιον εφφεχτ) I.7.1 Hiệu ứng cảm ứng I   Κη〈ι νι µ:  Κη〈χ ϖớι προπαν, ν−προπψλ χλορυα χ⌠ λιν κếτ Χ−Χλ β ị πην χ ựχ µ ạνη ϖề πηα Χλ χ⌠ độ µ đιệν χαο Νγυψν τử Χλ µανγ µộτ πηầν đιệν τχη µ, χ∫ν νγυψν τử Χ µανγ µ τ πη ν ι ν τχη δươνγ ∆ο Χ1 µανγ µộτ πηầν đιệν τχη δươνγ νν đι đιệν τử χủα λιν κếτ Χ – Χ2 β λ χη ϖ πηα Χ1 , δο ϖậψ Χ2 χũνγ µανγ µộτ đιệν τχη δươνγ πηầν, λιν κếτ Χ1 – Χ2 β πην χ χ ϖ πηα Χ1 Ξτ πην τử đơν γιảν προπαν ϖ◊ ν−προπψλ χλορυα Hiệu ứng cảm ứng    Đếν λượτ λιν κếτ Χ2 – Χ3 χ νγ β πην χ χ ϖ πηα Χ2, µặχ δ µứχ độ ψếυ ηơν νηιềυ  Κ ηιệυ: Σự δịχη χηυψểν ελεχτρον τρονγ ηιệυ ứνγ χ ảµ ứνγ đượχ βιễυ διễν βằνγ µ ũι τν τηẳνγ, ηướνγ τừ νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν νηỏ ηơν đếν νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν λ ớν ηơν ϖ◊ µũι τν ν◊ψ đượχ γηι τρν τρụχ λιν κếτ σ Σự πην χựχ κηνγ νηữνγ ξảψ ρα χ〈χ λιν κếτ Χ – Χ µ◊ χ∫ν ξảψ ρα χ〈χ λιν κ ếτ Χ – Η ∆ο σự κη〈χ νηαυ ϖề độ µ đιệν γιữα χ〈χ νγυψν τố δẫν đếν σự δι χηυψểν µậτ độ đιệν τχη χ ủα χ〈χ λιν κ τ σ µ◊ đ ξυấτ ηιệν ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ Phân loại hiệu ứng cảm ứng  Χ⌠ λο ι ηι υ νγ χ µ νγ:  + Hiệu ứng cảm ứng tĩnh Is  + Hiệu ứng cảm ứng động Id Hiệu ứng cảm ứng tĩnh   Địνη νγηĩα: λ◊ ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ đượχ ηνη τη◊νη τρονγ πην τử τρạνγ τη〈ι βιệτ λậπ  Κηνγ χ⌠ σ τ〈χ ς δ : νγ βν νγο◊ι τη β ν την ν⌠ χ νγ  χ⌠ ηι υ νγ ν ι τ ι Quy ước dấu hiệu ứng cảm ứng tĩnh  Θυψ ướχ: Νγυψν τử Η τρονγ λιν κếτ Χ−Η χ⌠ ηι ệυ ứνγ χ ảµ ứνγ Ι=0, τứχ λ◊ βỏ θυα µοµεντ λ ưỡνγ χ χ χ α λιν κ τ Χ−Η  Νγυψν τử ηοặχ νη⌠µ νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν λ ớν, χ⌠ κη ả νăνγ ητ ελεχτρον µ ạνη η ơν Η đượχ χοι λ◊ ηι υ νγ χ µ νγ µ (−Ι)  Νγυψν τử ηαψ νη⌠µ νγυψν τử χ⌠ κηả νăνγ đẩψ ελεχτρον µ ạνη ηơν Η đượχ χοι λ◊ χ⌠ ηιệυ ứνγ χ µ νγ δ νγ (+Ι) Bảng quy ước dấu số nhóm chức Đặc điểm hiệu ứng cảm ứng tĩnh  Χ〈χ ελεχτρον σ σẽ δι χηυψểν τừ νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν νηỏ đếν νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν λớν δọχ τηεο χηιềυ δ◊ι λιν κếτ σ  Ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ τĩνη τắχ δầν τηεο χηιềυ δ◊ι µạχη Χ ϖ◊ τηνγ τηườνγ χηỉ θυα ϖ◊ι νγυψν τử χαχβον τη ηι υ νγ χ µ νγ  κηνγ χ∫ν ηι υ λ χ Hiệu ứng cảm ứng động  νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ χ µ νγ ξ ψ ρα τρονγ πην τ χ〈χ χη τ δ ι νη η νγ χ α χ〈χ τ〈χ νην βν νγο◊ι: ι ν τρ νγ, 〈νη σ〈νγ, σ τ〈χ νγ χ α δυνγ µι, τ〈χ νην πη ν νγ, τρ νγ τη〈ι ανγ τηαµ για πη ν νγ…   Κ ηι υ Ιδ  Τηνγ τη νγ ηι υ νγ χ µ νγ νγ Ιδ χ γψ ρα δο κη πην χ χ χ α λιν κ τ νν χ∫ν χ γ ι λ◊ ηι υ νγ χ µ νγ κη πην χ χ χ α λιν κ τ κη πην χ χ χηνη λ◊ κη ν νγ πην χ χ χ α λιν κ τ δ ι τ〈χ νγ χ α ι υ κιν βν νγο◊ι 10 So sánh Is Id   − +Ισ ϖ◊ +Ιδ βιếν đổι χνγ χηιềυ − Τρονγ δψ ηαλογεν τη ηι υ νγ χ µ νγ µ −Ισ ϖ◊ −Ιδ βιếν đổι νγượχ χηιềυ 11 Vận dụng hóa hữu   − Γιảι τηχη τνη αξιτ, βαζơ − Γιảι τηχη χηιềυ ηướνγ χủα πηảν ứνγ ΣΝ ,ΣΕ 12 Hiệu ứng liên hợp C   Η λιν η π:  −Η χ⌠ χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια (ελεχτρον τ δο) λιν η π ϖ ι λιν κ τ ι θυα λιν κ τ σ, ηο χ χ⌠ οβιταν π τρ νγ ι ν τ (χαχβονχατιον) λιν η π ϖ ι λιν κ τ ι θυα λιν κ τ σ Η ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π −Ηệ χ〈χ λιν κếτ γồµ χ〈χ λιν κếτ δơν ϖ◊ λιν κếτ đι λυν πηιν ηο ặχ ξεν κ ẽ νηαυ Η ệ λιν η ợπ ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π 13 Định nghĩa hiệu ứng liên hợp  Ηι υ νγ λιν η π λ◊ σ τ νγ τ〈χ γι α χ〈χ ελεχτρον π (π λιν η π) ϖ ι νηαυ ηο χ γι α χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια ϖ ι χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π), γι α χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π) ϖ ι οβιταν π χ∫ν τρ νγ τρονγ η λιν η π  Χηι υ χηυψ ν δ χη ελεχτρον τρονγ ηι υ νγ λιν η π χ κ ηι υ β νγ µ ι τν χονγ , η νγ ϖề πηα νγυψν τử ηαψ νη⌠µ νγυψν τử χ⌠ κηả νăνγ ητ ελεχτρον (δο σự χηνη λ ẹχη ϖề độ µ ι ν γψ νν), ηο χ η νγ τ πηα χ π ελεχτρον π χη α χηια ϖ◊ο λιν κ τ π, ηο χ τ λιν κ τ π ϖ◊ο οβιταν π τρ νγ  Κ ηι υ Χ 14 Phân loại hiệu ứng liên hợp  Χ⌠ λο ι ηι υ νγ λιν η π:  + Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs  + Hiệu ứng liên hợp động Cd 15 Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs   νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν η π ξ ψ ρα τρονγ πην τ Θυι τρ νγ τη〈ι βι τ λ π χ ϖ δ υ:  + nguyên tử hay nhóm nguyên tử hút electron phía thể hiệu ứng liên hợp âm – Cs  + nguyên tử hay nhóm nguyên tử đẩy electron khỏi phía thể hiệu ứng liên hợp dương + Cs 16 Đặc điểm hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs  − Κηνγ γι µ τηεο χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον ηαψ ν⌠ι χ〈χη κη〈χ ηι υ νγ λιν η π χ⌠ τ〈χ δ νγ τρν συ τ χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον χ α η   − Ηι υ νγ λιν ηοεπϕ χη χ⌠ ηι υ λ χ µ νη τρν η λιν η π πη νγ − Σ δ χη χηυψ ν ελεχτρον π λ◊ ξυ τ ηι ν χ〈χ ι ν τχη δ νγ πη ν ϖ◊ µ πη ν ξεν κ νηαυ 17 Hiệu ứng liên hợp động  νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν η π ξ ψ ρα τρονγ πην τ δ νη : 〈νη σ〈νγ, τρ νγ τ〈χ νην πη ν νγ…  ς δ :  ι νη η νγ χ α ι υ κι ν βν νγο◊ι Trong phân tử butadien có hệ liên hợp π-π Ở trạng thái biệt lập phân tử butadien hiệu ứng liên hợp (do chênh lệch độ âm điện) Khi có tác dộng điều kiện bên ( ví dụ có công tác nhân electrophil) butadien xuất hiệu ứng liên hợp Trong trường hợp xuất hiệu ứng liên hợp 18 So sánh Cs Cd  Χσ ϖ◊ Χδ βι ν ι χνγ χηι υ 19 Vận dụng hóa hữu    Γι ι τηχη χ χη χ〈χ πη ν νγ ελεχτροπηιλ ϖ◊ νυχλεοπηιλ νη η νγ σ ν πη µ χ α πη ν νγ η υ χ Γι ι τηχη β ν ϖ νγ χ α χ〈χ σ ν πη µ τρυνγ γιαν, χ〈χ χαχβοχατιον, χαχβοανιον 20 Hiệu ứng siêu liên hợp H  νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ ξ ψ ρα δο σ τ νγ τ〈χ χ α χ〈χ οβιταν κιν κ τ σ τρονγ λιν κ τ Χ−Η (Ν− Η) ϖ ι χ〈χ οβιταν ελεχτρον π θυα λιν κ τ σ ηαψ χ∫ν γ ι λ◊ σ τ νγ τ〈χ σ ϖ◊ο π θυα λιν κ τ σ    Χ λιν κ τ Χ−Η υ λιν κ τ ϖ ι λιν κ τ π θυα λιν κ τ σ Κ ηι υ Η χ βι υ δι ν β νγ µ ι τν χονγ τ χ〈χ λιν κ τ Χ−Η ν λιν κ τ σ η νγ ϖ πηα λιν κ τ π 21 Vận dụng  ∆ψ ηι υ νγ σιυ λιν η π χ α νη⌠µ ανκψλ:  Τρονγ η⌠α η υ χ , ηι υ νγ σιυ λιν η π τη νγ χ δνγ γι ι τηχη ϖ β ν χ〈χ σ ν πη µ, γι ι τηχη ϖ β ν ϖ ν νγ λ νγ χ α χ〈χ χη τ τρονγ θυ〈 τρνη πη ν νγ ϖ◊ τνη λινη νγ χ α νγυψν τ Η 22 23 Hiệu ứng mezome electrome  Ηι υ νγ µεζοµε τ ηι υ Μ  Ηι υ νγ ελεχτροµε τ νγ νγ ϖ ι ηι υ νγ λιν η π τρ νγ τη〈ι νγ Κ ηι υ Ε  Ηιệυ ứνγ Μεζοµε ϖ◊ ελεχτροµε χ⌠  νγηĩα ρộνγ ηơν ηιệυ ứνγ λιν ηợπ χηỗ σự δịχη χηυψ ểν ελεχτρον π ξυ τ ηι νγαψ τρονγ νη νγ πην τ χη α χη µ τ λιν κ τ π νγ νγ ϖ ι ηι υ νγ λιν η π τ νη χσ , τ χ λ◊ ηι υ νγ τρ νγ τη〈ι τ νη Κ νγ Χδ , τ χ λ◊ ηι υ νγ χ⌠ χ κηι πην τ 24 [...]... loại hiệu ứng liên hợp  Χ⌠ 2 λο ι ηι υ νγ λιν η π:  + Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs  + Hiệu ứng liên hợp động Cd 15 Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs   νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν η π ξ ψ ρα τρονγ πην τ Θυι τρ νγ τη〈ι βι τ λ π χ ϖ δ υ:  + nguyên tử hay nhóm nguyên tử hút electron về phía mình thể hiện hiệu ứng liên hợp âm – Cs  + nguyên tử hay nhóm nguyên tử đẩy electron ra khỏi phía mình sẽ thể hiện hiệu ứng. ..  ι νη η νγ χ α ι υ κι ν βν νγο◊ι Trong phân tử butadien có hệ liên hợp π-π Ở trạng thái biệt lập trong phân tử butadien không có hiệu ứng liên hợp (do không có sự chênh lệch độ âm điện) Khi có tác dộng của điều kiện bên ngoài ( ví dụ khi có sự tấn công của tác nhân electrophil) thì trong butadien sẽ xuất hiện hiệu ứng liên hợp Trong trường hợp này xuất hiện hiệu ứng liên hợp 18 So sánh giữa Cs và...So sánh giữa Is và Id   − +Ισ ϖ◊ +Ιδ βιếν đổι χνγ χηιềυ − Τρονγ δψ ηαλογεν τη ηι υ νγ χ µ νγ µ −Ισ ϖ◊ −Ιδ βιếν đổι νγượχ χηιềυ 11 Vận dụng trong hóa hữu cơ   − Γιảι τηχη τνη αξιτ, βαζơ − Γιảι τηχη χηιềυ ηướνγ χủα πηảν ứνγ ΣΝ ,ΣΕ 12 Hiệu ứng liên hợp C   1 Η λιν η π:  −Η χ⌠ χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια (ελεχτρον τ δο) λιν η π ϖ ι λιν κ τ ι θυα 1 λιν κ τ σ, ηο χ χ⌠ οβιταν π τρ νγ ι... hợp này xuất hiện hiệu ứng liên hợp 18 So sánh giữa Cs và Cd  Χσ ϖ◊ Χδ βι ν ι χνγ χηι υ 19 Vận dụng trong hóa hữu cơ    Γι ι τηχη χ χη χ〈χ πη ν νγ ελεχτροπηιλ ϖ◊ νυχλεοπηιλ νη η νγ σ ν πη µ χ α πη ν νγ η υ χ Γι ι τηχη β ν ϖ νγ χ α χ〈χ σ ν πη µ τρυνγ γιαν, χ〈χ χαχβοχατιον, χαχβοανιον 20 Hiệu ứng siêu liên hợp H  νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ ξ ψ ρα δο σ τ νγ τ〈χ χ α χ〈χ οβιταν κιν κ τ σ τρονγ λιν κ... hiệu ứng liên hợp dương + Cs 16 Đặc điểm của hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs  − Κηνγ γι µ τηεο χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον ηαψ ν⌠ι χ〈χη κη〈χ ηι υ νγ λιν η π χ⌠ τ〈χ δ νγ τρν συ τ χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον χ α η   − Ηι υ νγ λιν ηοεπϕ χη χ⌠ ηι υ λ χ µ νη τρν η λιν η π πη νγ − Σ δ χη χηυψ ν ελεχτρον π λ◊ ξυ τ ηι ν χ〈χ ι ν τχη δ νγ πη ν ϖ◊ µ πη ν ξεν κ νηαυ 17 Hiệu ứng liên hợp động  νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν... θυα 1 λιν κ τ σ Η ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π −Ηệ χ〈χ λιν κếτ γồµ χ〈χ λιν κếτ δơν ϖ◊ λιν κếτ đι λυν πηιν ηο ặχ ξεν κ ẽ νηαυ Η ệ λιν η ợπ ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π 13 Định nghĩa hiệu ứng liên hợp  Ηι υ νγ λιν η π λ◊ σ τ νγ τ〈χ γι α χ〈χ ελεχτρον π (π λιν η π) ϖ ι νηαυ ηο χ γι α χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια ϖ ι χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π), γι α χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π) ϖ ι οβιταν π... νη⌠µ ανκψλ:  Τρονγ η⌠α η υ χ , ηι υ νγ σιυ λιν η π τη νγ χ δνγ γι ι τηχη ϖ β ν χ〈χ σ ν πη µ, γι ι τηχη ϖ β ν ϖ ν νγ λ νγ χ α χ〈χ χη τ τρονγ θυ〈 τρνη πη ν νγ ϖ◊ τνη λινη νγ χ α νγυψν τ Η 22 23 Hiệu ứng mezome và electrome  Ηι υ νγ µεζοµε τ ηι υ Μ  Ηι υ νγ ελεχτροµε τ νγ νγ ϖ ι ηι υ νγ λιν η π τρ νγ τη〈ι νγ Κ ηι υ Ε  Ηιệυ ứνγ Μεζοµε ϖ◊ ελεχτροµε χ⌠  νγηĩα ρộνγ ηơν ηιệυ ứνγ λιν ηợπ ở χηỗ