Đồng phân gốc alkyl và ứng dụng

Tơ Ngọc Hiếu – Thống lí Cá Tra ĐỒNG PHÂN GỐC ALKYL VÀ ỨNG DỤNG I.Cơng thức truy hồi tính đồng phân gốc alkyl Định nghĩa ankyl Alkyl gốc thu từ việc tách nguyên tử hydro khỏi alkane: Vd với gốc alkyl C4H7, ta có đồng phân sau: H3C CH2 CH2 CH2 H3C CH CH2 CH3 CH3 H3C CH2 H3C CH C CH3 H3C Dễ thấy ứng với C khơng đủ hóa trị, dù ta nối với –OH, -NH2 hay –CH=O số đồng phân khơng đổi, số đồng phân mạch alkyl tương ứng Công thức truy hồi Ta xét ba đồng phân amine sau: R NH2 R NH R' R N R' R'' Giả sử tổng số C ba công thức Gọi: • b1(n) số đồng phân cơng thức với CR = n • b2(n) số đồng phân công thức với CR + CM = n • b3(n) số đồng phân công thức với CR + CM + CM’ = n Thay toàn gốc chứa N ba cơng thức gốc –C-OH Rồi thay tồn gốc –OH gốc -NH2 Dễ thấy số đồng phân ancol đồng phân amine bậc đồng phân alkyl có số C n+1 Hay ta có công thức b1(n+ 1) = b1(n) + b2(n) + b3(n) Giá trị đầu Ta xét với n = hay R = H Khi hiển nhiên b1(0) = (vì có chất HCHO), b2(0) = b3(0) = Tơ Ngọc Hiếu – Thống lí Cá Tra II Đồng phân hợp chất no, đơn chức, mạch hở: Các hợp chất bậc 1: Đó ancol, aldehyde, acid amỉne bậc Như kết luận phía trên, số lượng đồng phân chất có dạng CnH2n+1R số đồng phân gốc CnH2n+1, b1(n) Ta lại có phản ứng: RCHO + H2 -> RCH2OH nên số đồng phân RCHO = số đồng phân RCH2OH = số đồng phân gốc R, hay số đồng phân ancol bậc = b1(n-1) Các hợp chất bậc 2: a Ether, ketone, amine bậc (R-O-M; R-CO-M R-NH-M) Vì cấu trúc phân tử đối xứng nên ta phải chia làm hai trường hợp: Trường hợp 1: CR khác CM: Áp dụng quy tắc nhân, số đồng phân trường hợp b1(CR)*b1(CM) Trường hợp 2: CR = CM: • Nếu nhánh bên trái chung mạch với nhánh bên phải, ta tính đồng phân, hay số đồng phân trường hợp b1(CR) • Nếu nhánh bên trái không chung mạch với nhánh bên phải: Bên trái có b1(CR) cách chọn, bên phải có b1(CR) - cách chọn (trừ cách chọn bên trái) Nhưng đối xứng nên cách chọn chọn lần nên số cách chọn trường hợp là: b1(CR)*(b1(CR)-1)/2 Và tổng đồng phân trường hợp b1(CR)+ b1(CR)*(b1(CR)-1)/2 = b1(CR)*(b1(CR)+1)/2 Đặt n = CR + CM Do phân tử có tính đối xứng lấy trường hợp R = H, nên số CR lấy giá trị từ tới [n/2] Với ether amine, n số ngun tử cacbon hợp chất Với cetone n+1 Ta lại có phản ứng: RCOR’ + H2 -> RCH(OH)R’ nên số đồng phân RCH(OH)R’ = số đồng phân RCOR’ b Ester (R-COO-M) Do ester khơng có tính đối xứng nên tổng số đồng phân trường hợp là: b1(CR)*b1(CM) Tô Ngọc Hiếu – Thống lí Cá Tra Vì phân tử khơng có tính đối xứng nên ta quyền thoải mái chạy R từ C đến (n2) C hehe (Lý đến n-2 ta cần anh C gốc M khơng thành acid anh C gốc R) Dễ nhận số cacbon hợp chất este = CR + CM + (vì dính gốc COO) Amin bậc 3: Cái rắc rối Xét amin bậc ba (vd R-N(M)-X), ta có khả : • CR, CN, CX khác đôi một: tổng số đồng phân hiển nhiên b1(CR)*b1(CN)*b1(CX) • gốc số C (vd CR CN), gốc lại khác C với gốc kia, dùng quy tắc nhân công thức b1(CR)*(b1(CR)+1)/2*b1(CX) • gốc chung số C: TH1: gốc mạch C, số cách chọn CR TH2: gốc mạch C, gốc khác mạch: Giả sử gốc R N chung mạch C, gốc lại khác mạch C: Khi ta có b1(CR) cách chọn gốc R, b1(CR)-1 cách chọn gốc X Tổng b1(CR)*(b1(CR)-1) TH3: gốc khác mạch C: Khi ta tráo đổi ngẫu nhiên gốc cho thu chất, nên ta tính Ta dễ dàng tính số cách chọn trường hợp là: b1(CR)*(b1(CR)-1)*(b1(CR)-2)/6 Tổng lại trường hợp có b1(CR)*(b1(CR)+1)*(b1(CR)+2)/6 đồng phân Giả sử số C R, M R+M+X là: i, j n Suy số C X n-i-j Ta đặt i