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 [...]... 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 không chính xác nên hiện nay dùng hệ Z-E • a>b: a, d khác... syn-azobenzene 16 II .1. 4 Đồng phân hình học của hợp chất chứa C=C liên hợp a(HC=CH)nb CH H 6 5 H H H C6H5 H H C6H5 H H H 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... anti-acetaldoxime (Z)-acetaldoxime H3C C N OH H 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 ... 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 phẳng song song ( 1- 3 -5 & 2-4 -6 ), cách... 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 nhóm thế tương đương cùng phía mặt phẳng cis, khác phía trans HOOC H 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...II .1. 2 Danh pháp của đồng phân hình học a Hệ cis-trans: abC=Cab • Nhóm thế tương đương nằm cùng phía mặt phẳng liên kết π cis • Khác phía H3C H CH3 H cis-butene-2 trans H3C H H CH3 trans-butene-2 11 b Hệ Z-E: abC=Ccd a>b c>d Quy tắc Kahn-Ingold-Prelog: dựa theo thứ tự ưu tiên trong bảng HTTH của nhóm thế a, c cùng phía so... 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 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... 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 n-butane • Tất cả 6 hệ thống đều ở dạng xen kẻ (syn ở butane) 5 4 3 2.5 Å 3 1 6 2 2.49 Å... 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: sóng điện... 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 . nối đôi: E (entgegen) 13 I Br Cl F I Br F Cl (E ) -1 -Bromo-2-chloro-2-fluoro -1 - iodoethene 35 53 17 9 (Z ) -1 -Bromo-2-chloro-2-fluoro -1 - iodoethene •Lưu ý: Khi dùng Z-E, chú ý Z, E không . b H H C 6 H 5 C 6 H 5 H H H C 6 H 5 H H C 6 H 5 H H C 6 H 5 H C 6 H 5 H H trans,trans -1 , 4-diphenyl -1 , 3-butadiene cis,cis -1 , 4-diphenyl -1 , 3-butadiene cis,trans -1 , 4-diphenyl -1 , 3-butadiene * Sốđphìnhhọccủahệ liên hợpC=C N = 2 n -1 + 2 p -1 n: số nối đôi . aldoxime CN H H 3 COH CN H H 3 C OH anti-acetaldoxime (Z)-acetaldoxime syn-acetaldoxime (E)-acetaldoxime 15 • Đốivới ketoxime: Cùng 1 chất, có thể gọilà syn- hay anti- !!! CN OH H 3 C CN OH anti-phenyl-p-tolylketoxime syn-p-tolyl-phenylketoxime syn-phenyl-p-tolylketoxime anti-p-tolyl-phenylketoxime H 3 C Æ