phản ung the theo co che goc

Đề tài: Phản ứng theo chế gốc tự MỞ ĐẦU • Lí chọn đề tài Một nhiệm vụ hóa hữu đại tìm tòi lí thuyết định lượng khả phản ứng, bao gồm đồng thời vấn đề ảnh hưởng cấu tạo yếu tố bên đến chiều hướng tốc độ phản ứng Điều có liên quan mật thiết đến nghiên cứu chế phản ứng tức đường chi tiết mà hệ chất phải qua để tạo sản phẩm tương ứng Trong tiểu luận trình bày chế phản ứng theo chế gốc • • • • • • • • • Mục tiêu nghiên cứu - Đặc điểm phản ứng theo chế SR - Khả phản ứng với halogen - Khả phản ứng nguyên tử H vị trí khác hyđrocacbon no - Ảnh hưởng dung môi đến khả phản ứng Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu tham khảo nguồn thông tin internet Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu phản ứng theo chế gốc SR vào nguyên tử cacbon no (ankan) Phản ứng gốc SR vào C no •1.1 Đặc điểm chế gốc SR Nét đặc trưng hợp chất no, đặc biệt hyđrocacbon no, tham gia phản ứng theo chế gốc SR, nguyên tử hyđro đính vào cacbon no thay halogen hay nhóm nguyên tử khác Quan trọng phản ứng halogen hóa theo chế gốc có phản ứng khác theo chế SR nitro hóa, sunfoclo hóa, tự oxi hóa, v.v • Sơ đồ phản ứng theo chế gốc tự SR : R-H + X-Y → R-X + H-Y • XY thường là: Hal2; SO2Cl2; CCl3Br • • Phản ứng xúc tiến có ánh sáng hay nhiệt Phản ứng gốc SR vào C no • 1.2 Cơ chế • Phản ứng gốc SR gọi phản ứng dây chuyền (hay phản ứng chuỗi)là phản phả ứng xảy qua nhiều giai đoạn mà giai đoạn làm sinh trung tâm có khả phản ứng mạnh để gây phản ứng Đây phản ứng đặc trưng cho ankan • • • • Phản ứng xảy gồm giai đoạn chính: + Giai đoạn tạo gốc – giai đoạn khơi mào + Giai đoạn phát triển mạch + Giai đoạn tắt mạch Phản ứng gốc SR vào C no ví dụ: Khơi mào: Phát triển mạch: Cl2 Cl + CH4 CH3 Tắt mạch as 2Cl Châm + Cl2 CH3 + Cl CH3 + CH3 CH3 + HCl CH3Cl + Cl CH3Cl C2H6 Giai đoạn chậm giai đoạn định tốc độ phản ứng Phản ứng gốc SR vào C no Nhận xét: E2 E3 CH4 + Cl CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl Trên giản đồ lượng phản ứng clo hóa metan ta nhận thấy E2 > E3 có nghĩa phản ứng phát triển mạch, phản ứng (2) xảy chậm nhiều so với phản ứng (3) phản ứng (2) có tính chất định tốc độ phản ứng Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SR 2.1 Ảnh hưởng tác nhân:    Đối với F2 : xảy phản ứng phân hủy tạo sản phẩm CF4 + HF (không xảy phản ứng ) Đối với I2: khả phản ứng yếu, phản ứng thuận nghịch, cần xúc tác HIO Với Cl2 Br2 Cl2 có khả phản ứng mạnh Br2 lượng hoạt hóa phản ứng Br2 lớn Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SR 2.2 Ảnh hưởng cấu tạo đến phản ứng SR 2.2.1 Ảnh hưởng bậc C CH3 - H < (CH3)2 - CH-H < (CH3)3C-H C bậc III bền vững có nhiều số liên kết C-H siêu liên hợp dương Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SR 2.2 Ảnh hưởng cấu tạo đến phản ứng SR 2.2.2.Ảnh hưởng hút e CH3-CH2-CH2-CH3 Khả phản ứng 3.6 3.6 CH3-CH2-CH2-COOH Khả phản ứng 3.1 0.24 Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SR CH3-CH2-CH2- CH2-Cl Khả phản ứng Nhận xét: 3.72 2.1 0.8 Cl có tính eletrophin nên khả SR C thứ cao Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SR 2.3.Hóa lập thể Giai đoạn định cấu hình sản phẩm giai đoạn gốc R gốc tự nên có cấu trúc phẳng gần phẳng; Cl2 công vào CH3 công vào phía với xác suất 2 Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SR 2.3.Hóa lập thể Ví dụ: Clo hóa n-butan CH3 Cl a H C2H5 + Cl2 b CH3 CH3 H CH3 Cl CH3 H C2H5 C2H5 H H Cl Cl C2H5 Nhận xét: hỗn hợp thu biến thể raxemic C2H5 Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SR 2.4 Ảnh hưởng dung môi : Khác với phản ứng ion, phản ứng gốc nhạy với tính phân cực dung môi Chẳng hạn chuyển từ dung môi hidrocacbon tới dung môi nitrometan tốc độ phản ứng tăng có 10 lần phản ứng ion tăng 102 - 1024 lần Sự tương quan khả phản ứng ri tỷ lệ chất đồng phân Xét trường hợp mono halogen hóa ankan Ở nhiệt độ định tác nhân halogen hóa định, tỷ lệ % sản phẩm halogen hóa phụ thuộc vào yếu tố:  Năng lượng hoạt hóa Ea thể ri  Xác suất va chạm hidrocacbon gốc X thể sô lượng nguyên tử H loại n i Sự tương quan khả phản ứng ri tỷ lệ chất đồng phân Phần trăm sản phẩm = = ri.ni/ • ∑r n i i vd: CH3-CH2-CH3 → monoclo hóa Biết rI = rII = 4,3.Tính % sản phẩm  Nguyên tử Cl vào C bậc 1*6/(1*6 + 4,3*2)*100 = 41,1 %  Nguyên tử Cl vào C bậc 4,3*2/(1*6 + 4,3*2)*100 = 58,9 % KẾT LUẬN Qua tiểu luận ta có hiểu rõ đặc điểm chế SR, yếu tố ảnh hưởng đến khả phản ứng, từ giải thích khả tham gia phản ứng nguyên tử H phân tử ankan (hoặc dẫn xuất ankan), ta tính phần trăm sản phẩm nguyên tử H vị trí khác phân tử ankan TÀI LIỆU THAM KHẢO • Đào Hùng Cường, Hợp chất hữu Hiđrocacbon, NXB khoa học Kỹ thuật HN,2009 • • Trần Quốc Sơn, Cơ sở lý thuyết hóa hữu cơ, tập 2, NXB Giáo dục ,1997 Thái Doãn Tĩnh, Cơ sở hóa hữu cơ, Tập 1, 2, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2006 ... chế phản ứng theo chế gốc • • • • • • • • • Mục tiêu nghiên cứu - Đặc điểm phản ứng theo chế SR - Khả phản ứng với halogen - Khả phản ứng nguyên tử H vị trí khác hyđrocacbon no - Ảnh hưởng dung... hyđrocacbon no, tham gia phản ứng theo chế gốc SR, nguyên tử hyđro đính vào cacbon no thay halogen hay nhóm nguyên tử khác Quan trọng phản ứng halogen hóa theo chế gốc có phản ứng khác theo chế SR nitro... phản ứng dây chuyền (hay phản ứng chuỗi)là phản phả ứng xảy qua nhiều giai đoạn mà giai đoạn làm sinh trung tâm có khả phản ứng mạnh để gây phản ứng Đây phản ứng đặc trưng cho ankan • • • • Phản