Đang tải... (xem toàn văn)
• Đồng phân của hợp chất hữu cơ• Hiệu ứng trong hợp chất hữu cơ• Cơ chế các phản ứng của hợp chất hữu cơ• Alkane• Alkene• Alkyne• Alkadiene• Hợp chất hydrocarbon thơm• Dẫn xuất halogen• Alcohol –Phenol• Aldehyde –Ketone• Carboxylic acid• Amine–Hợpchấtdiazonium
1 Hóa HọcHữuCơ TS Phan Thanh SơnNam Bộ môn Kỹ ThuậtHữuCơ Khoa Kỹ ThuậtHóaHọc Trường ĐạiHọc Bách Khoa TP. HCM Điệnthoại: 8647256 ext. 5681 Email: ptsnam@hcmut.edu.vn 2 Tài liệuthamkhảo [1] Paula Y. Bruice, ‘Organic chemistry’, fifth edition, Pearson Prentice Hall, 2007 [2] Graham T.W. Solomons, Craig B. Fryhle, ‘Organic chemistry’, eighth edition, John Wiley & Sons, 2004 [3] Francis A. Carey, ‘Organic chemistry’, fifth edition, McGraw- Hill, 2003 [4] Robert T. Morrison, Robert N. Boyd, ‘Oragnic chemistry’, sixth edition, Prentice Hall, 1992 [5] TrầnThị Việt Hoa, Phan Thanh SơnNam, ‘Hóa hữucơ’, NXB ĐạiHọcQuốc Gia – HCM, 2007 [6] TrầnThị ViệtHoa, TrầnVănThạnh, ‘Bài tậphoáhữucơ’, NXB ĐạiHọcQuốc Gia – HCM, 2004 [8] Thái Doãn Tĩnh, ‘Cơ sở lý thuyết hoá hữucơ’, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2000 [9] TrầnQuốcSơn, ‘Cơ sở lý thuyếthóahữucơ’, NXB Giáo Dục, 1979 3 NỘI DUNG CHÍNH • Đồng phân củahợpchấthữucơ • Hiệu ứng trong hợpchấthữucơ • Cơ chế các phản ứng củahợpchấthữucơ • Alkane • Alkene • Alkyne • Alkadiene • Hợpchất hydrocarbon thơm • Dẫn xuất halogen • Alcohol – Phenol • Aldehyde – Ketone • Carboxylic acid • Amine – Hợpchấtdiazonium 4 Chương 1: ĐỒNG PHÂN • Đồng phân: những hợpchấthữucơ có công thức phân tử giống nhau, công thức cấutạokhácnhauÆ tính chất hóa học, vật lý, sinh học khác nhau • Phân loại: + Đồng phân cấutạo(phẳng) + Đồng phân lậpthể: đồng phân hình học (cis, trans), đồng phân quay (cấudạng), đồng phân quang học 5 I. Đồng phân cấutạo Do có sự sắpxếp khác nhau của các nguyên tử trong mạch C I.1. Đồng phân mạch C C 6 H 12 n-butane iso-butane methyl cyclopentane cyclohexane 6 I.2. Đồng phân do vị trí các liên kếtbội, nhóm chức OH OH OH OH OH OH C 4 H 8 butene-1 butene-2 1,2- 1,3- 1,4- dihydroxy benzene 7 I.3. Đồng phân có nhóm định chức khác nhau O CHO C 3 H 6 O dimethyl ketone propan-2-one acetone propionaldehyde propanal propionic aldehyde C 3 H 6 O 2 COOH O O Propionic acid methyl acetate 8 I.4. Đồng phân có nhóm thế khácnhauliênkếtvới nhóm định chức O O C 4 H 10 O diethyl ether methyl propyl ether 9 II. Đồng phân lậpthể II.1. Đồng phân hình học II.1.1. Điềukiệnxuấthiện đồng phân hình học • Xuấthiện khi phân tử có 1 bộ phậncứng nhắc Æ cảntrở sự quay tự do của các nguyên tửở đó • 2 nguyên tử liên kếtvới cùng 1 nguyên tử của bộ phậncứng nhắcphải khác nhau 10 H Cl Cl H • Thường xuấthiện ở các hợpchấtcóchứa: C=C, C=N, N=N, hệ liên hợp, vòng phẳng 3 hay 4 cạnh abC=Ccd: a ≠ b, c ≠ d [...]... C6H5 H trans,trans -1, 4-diphenyl -1, 3-butadiene C6H5 cis,cis -1, 4-diphenyl -1, 3-butadiene C6H5 H cis,trans -1, 4-diphenyl -1, 3-butadiene H * Số đp hình học của hệ liên hợp C=C N = 2n -1 + 2p -1 n: số nối đôi liên hợp p = n/2 nếu n chẵn p = (n + 1) /2 nếu n lẻ 17 II .1. 5 Đồng phân hình học của vòng no 3, 4 cạnh • Được bố trí trên 1 mặt phẳng các nhóm thế không thể quay tự do xuất hiện đồng phân hình học * Các... phẳng nối đôi: Z (zusammen) a, c khác phía so với mặt phẳng nối đôi: E (entgegen) 12 35 Br 17 Cl I (E) -1- Bromo-2-chloro-2-fluoro -1- iodoethene F 9 53 Br F I Cl (Z) -1- Bromo-2-chloro-2-fluoro -1- iodoethene •Lưu ý: Khi dùng Z-E, chú ý Z, E không phải luôn trùng với cis, trans Cl Cl F H Z-, cis- Cl Cl H Br E-, cis- 13 II .1. 3 Đồng phân hình học của abC=Nd và aN=Nb a abC=Nd • Trước đây, dùng hệ syn-, anti-, nhưng... COOH H cis-cyclopropane -1, 2-dicarboxylic acid HOOC H H COOH trans-cyclopropane -1, 2-dicarboxylic acid 18 II .1. 6 Cách xác định và so sánh các đồng phân hình học a xác định khoảng cách giữa các nhóm thế Khoảng cách giữa 2 nhóm thế tương đương trong đồng phân cis < trans H Cl H Cl H Cl Cl H 4.7 Å 3.7 Å 19 b Moment lưỡng cực • 2 nhóm thế giống nhau aHC=CHa H Cl H Cl H Cl Cl H μcis (1. 89D) > μtrans (0D) •... Nhiệt độ nóng chảy • Đồng phân trans-: đối xứng mạng lưới tinh thể chặt chẽ tonc cis < tonc trans • Lưu ý: mối liên hệ giữa to sôi và đồng phân hình học không chặt chẽ Ví dụ: CHCl=CHCl tosôi của cis-: 60.3 oC, tosôi của trans-: 48.4 oC CH3CH=CHCl tosôi của cis-: 32.8 oC, tosôi của trans-: 37.4 oC 21 II.2 Đồng phân cấu dạng (đồng phân quay) • Là những cấu trúc không gian sinh ra do 1 nhóm thế quay xung... no 3,4 cạnh không có đồng phân cấu dạng • Sức căng bayer: do sự khác biệt của góc liên kết so với góc hóa trị bình thường (10 9o28’) α = ½ (10 9o28’ – góc liên kết của vòng) 29 a Cyclohexane • Các C không cùng nằm trong 1 mặt phẳng để bảo đảm góc liên kêt ~ 10 9o28’ • Các nhóm thế có thể quay quanh C-C đồng phân cấu dạng • Có 2 dạng đặc trưng: ghế (bền) & thuyền * Ghế: • Xem như 1 tổ hợp của 6 hệ thống... butane) 5 4 3 2.5 Å 3 1 6 2 2.49 Å 4 2 6 30 * Thuyền: 1. 84Å 5 6 3 4 1 1 4 2.49Å 2 5 3 2.27Å • 4 hệ thống ở dạng xen kẽ: C1-C2, C3-C4, C4C5, C6-C1 • 2 hệ thống ở dạng che khuất hoàn toàn: C2C3, C5-C6 • Khoảng cách H ở C1 & C4 rất nhỏ lực đẩy kém bền hơn dạng ghế *** Ngoài dạng ghế & thuyền, cyclohexane còn có dạng xoắn, dạng nửa ghế kém bền (tự đọc) 31 32 b.Sự bố trí các liên kết C-H • 6 C phân bố trên 2 mặt... syn-acetaldoxime (E)-acetaldoxime 14 • Đối với ketoxime: Cùng 1 chất, có thể gọi là syn- hay anti- !!! H3C H3C OH C N anti-phenyl-p-tolylketoxime syn-p-tolyl-phenylketoxime C N OH syn-phenyl-p-tolylketoxime anti-p-tolyl-phenylketoxime hệ syn-anti không chính xác chuyển sang hệ Z-E 15 b aN=Nb C6H5 N N C6H5 anti-azobenzene N N C6H5 C6H5 syn-azobenzene 16 II .1. 4 Đồng phân hình học của hợp chất chứa C=C... gian sinh ra do 1 nhóm thế quay xung quanh trục C-C (không làm đứt C-C) so với 1 nhóm nguyên tử khác • Thường cần năng lượng 3-4 Kcal/mol • Chỉ tồn tại những cấu dạng tương đối bền • Không thể tách thành những đồng phân riêng rẽ!!! • Đồng phân cấu dạng là các dạng khác nhau trong không gian của cùng 1 cấu hình!!! 22 II.2 .1 Cách biểu diễn a Công thức phối cảnh (không gian 3 chiều) a a b a b c c c b b... 2 mặt phẳng song song (1- 3-5 & 2-4-6), cách nhau 0.5Å • Liên kết C-H gồm 2 nhóm: liên kết trục a (axial) & liên kết biên e (equatorial) a e a ea e 10 9o28' e ae e a a 33 • Cân bằng (không thể tách): a e CH3 CH3 • Dẫn xuất 1 lần thế: e-methyl cyclohexane bền hơn a-methyl cyclohexane • Khi có 2 nhóm thế khác nhau: nhóm lớn ở vị trí 34 e II.3 Đồng phân quang học II.3 .1 Ánh sáng phân cực • Ánh sáng tự nhiên:... điện từ, dao động mọi hướng vuông góc với phương truyền • Ánh sáng phân cực: chỉ dao động trong 1 mặt phẳng nhất định mặt phẳng phân cực •ASTN qua lăng kính Nicol sẽ trở thành ASPC 35 II.3.2 chất hoạt động quang học • ASPC đi qua 1 số hợp chất hữu cơ làm mặt phẳng phân cực quay 1 góc chất hoạt động quang học • Góc quay được xác định bằng phân cực kế 36