HOÁ HỮU CƠ 1 HỆ DƯỢC Chương 1: Cấu trúc điện tử của nguyên tử cacbon và sự hình thành liên kết trong hoá hữu cơ 1. Cấu trúc điện tử của cacbon • Thuyết cacbon tứ diện (Vant Hoff – Le Bel 1874) Nguyên tử cacbon có hoá trị 4. Bốn hoá trị của cacbon hướng ra bốn đỉnh của tứ diện, tâm tứ diện là nguyên tử cacbon • Cấu trúc điện tử của cacbon Trạng thái cơ bản: C (Z=6): 1s22s22p2. Trạng thái kích thích: Trạng thái kích thích, cacbon có 4e độc thân tạo 4 liên kết đơn, cacbon luôn có hoá trị 4.  • Trạng thái lai hoá K/n: tổ hợp các orbital có năng lượng gần bằng nhau để tạo các orbital có cùng năng lượng, hình dạng, kích thước nhưng có định hướng khác nhau trong không gian gọi là sự lai hoá Lai hoá sp3 (lai hoá tứ diện): 1AOs và 3AOp lai hoá với nhau tạo thành 4AO lai hoá sp3 Lai hoá sp2 (lai hoá tam giác): 1AOs + 2AOp (2p x và 2p y ) 3AO lai hoá sp 2. Trục đối xứng của 3AO lai hoá sp2 nằm trên cùng mặt phẳng và tạo với nhau góc 120 Lai hoá sp (lai hoá thẳng): 1AOs + 1AOp (2p x ) 2AO lai hoá sp.  Góc tạo bởi trục của 2AO lai hoá sp là 180 2. Sự tạo thành liên kết ,   * Xen phủ trục – tạo liên kết  s-s s-p p-p Trong hợp chất hữu cơ, liên kết được hình thành do sự xen phủ:  AOs (H) với các AO lai hoá (C): sp, sp2, sp3.  AO lai hoá (C) xen phủ với nhau  AO lai hoá s và p của (O, N) với AOs (H) hoặc với các AO lai hoá (C) trong các hợp chất có liên kết O-H hoặc C-O, liên kết N-H hoặc C-N. Ví dụ: sự hình thành liên kết trong phân tử etan * Xen phủ bên – tạo liên kết  [...]... ứng liên hợp (Conjugate effect) 2 .1 Hệ thống liên hợp: là một hệ thống chứa: Các liên kết bộ (đôi, ba) luân phiên với liên kết đơn Hệ thống chứa nguyên tử còn cặp điện tử p tự do, liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon có liên kết bội Phân tử chứa hệ thống liên hợp là phân tử liên hợp Phân loại hệ thống liên hợp: Liên hợp - + Hệ thống liên hợp không vòng + Hệ thống liên hợp vòng Liên hợp p-:... Liên kết hidro cũng có tác dụng làm thay đổi tương tác trong các quá trình chuyển hoá sinh học trong cơ thể động vật và thực vật Chương 2: Hiệu ứng điện tử trong hoá hữu cơ Mật độ điện tử trong liên kết cộng hoá trị thường được phân bố không đồng đều giữa 2 nguyên tử của liên kết, khi đó phân tử chất hữu cơ bị phân cực Bản chất của sự phân cực khác nhau còn tuỳ thuộc vào cấu tạo phân tử Như vậy, cấu tạo... hợp chất vòng có nhóm chức ở vị trí 1, 2 thường dễ tạo thành liên kết hidro nội phân tử Ảnh hưởng của liên kết hydro Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi Liên kết H liên phân tử làm tăng to và to , nhưng liên kết hidro nội phân tử không có ảnh hưởng này C s Ví dụ: + p-nitrophenol: nhiệt độ nóng chảy 14 4C và sôi 2 41 C + o-nitrophenol: nhiệt độ nóng chảy 44C và sôi 11 4 C Ảnh hưởng của liên kết hydro... với liên kết  Đặc điểm của hệ thống liên hợp: Nguyên tử tạo hệ liên hợp thuộc cùng mặt phẳng, trục AOp song song với nhau và vuông góc với mặt phẳng chứa liên kết  Phân tử liên hợp có năng lượng thấp do điện tử được giải toả  tạo orbital  phân tử (MO) 2.2 Hiệu ứng liên hợp K/n: Hiệu ứng liên hợp là hiệu ứng sinh ra do sự phân cực của liên kết  được lan truyền trong hệ thống liên hợp Ký hiệu:...Trong hợp chất hữu cơ, liên kết  được hình thành do sự xen phủ: Orbital Px hoặc Py của cacbon xen phủ với nhau từng đôi một để tạo thành liên kết  trong C=C hoặc trong C C Orbital P của oxy, nitơ xen phủ với orbital... ứng cảm ứng âm (-I) Đặc điểm của hiệu ứng liên hợp Ảnh hưởng của hiệu ứng liên hợp không bị giảm khi hệ liên hợp kéo dài Ví dụ: H trong phân tử andehit sau đều linh động Hiệu ứng liên hợp làm thay đổi trung tâm phản ứng (H+ vào O- thay vì NH2) Ảnh hưởng của hiệu ứng liên hợp chỉ xảy ra trong hệ thống phẳng Ví dụ: Xét 2 hợp chất Nhóm CH gây cản trở không gian  NO bị lệch khỏi mặt phẳng vòng benzen... có khả năng tan được trong nước, trong khi đó o-nitrophenol không tan trong nước Ảnh hưởng của liên kết hydro Độ bền phân tử Liên kết hidro nội phân tử làm cho phân tử đó trở nên bền vững hơn Ví dụ: 1, 2-dicloetan: đồng phân anti bền hơn đồng phân syn Etilenglycol: đồng phân syn lại bền hơn đồng phân anti vì syn-etilenglycol có sự tạo thành liên kết hidro nội phân tử Ảnh hưởng của liên kết hydro Ảnh... hưởng đó gọi là hiệu ứng điện tử trong phân tử Các loại hiệu ứng: + Hiệu ứng cảm ứng I (Inductive effect) + Hiệu ứng liên hợp C, M (Conjugate effect) + Hiệu ứng siêu liên hợp H (Hyperconjugate effect) 1 Hiệu ứng cảm ứng I (Inductive effect) Clo hút điện tử  C-Cl phân cực  các liên kết trong phân tử phân cực Clo gây hiệu ứng cảm ứng Khái niệm: Sự phân cực hay sự chuyển dịch mật độ điện tử trong các... liên hợp dương (+C) + Hiệu ứng liên hợp âm (-C) Hiệu ứng liên hợp dương (+C) Nhóm đẩy e có hiệu ứng +C; các nhóm chứa các nguyên tử có cặp electron p tự do, cặp electron p này liên hợp với e-  trong hệ thống liên hợp Nhóm có hiệu ứng +C Các nhóm có hiệu ứng liên hợp +C thường có thêm hiệu ứng cảm ứng –I Hiệu ứng liên hợp âm (-C) Nhóm hút e có hiệu ứng –C Nhóm có hiệu ứng –C: nhóm không no dạng... độ phân nhánh của nhóm Nhóm mang điện tích âm: nhóm có độ âm điện nhỏ hơn sẽ có +I lớn hơn Ảnh hưởng của +I đến tính chất hợp chất: hiệu ứng +I làm tăng tính base và giảm tính axit của hợp chất Ví dụ 1: Tính axit: HCOOH > CH COOH do CH có hiệu ứng +I  giảm độ phân cực của liên kết O-H 3 3 Ví dụ 2: Tính base: CH NH > NH do CH có hiệu ứng +I  tăng mật độ điện tử trên N, nên tính base tăng 3 2 3 3 Hiệu . HOÁ HỮU CƠ 1 HỆ DƯỢC Chương 1: Cấu trúc điện tử của nguyên tử cacbon và sự hình thành liên kết trong hoá hữu cơ 1. Cấu trúc điện tử của cacbon • Thuyết cacbon tứ diện (Vant Hoff – Le Bel 18 74) Nguyên. góc 12 0 Lai hoá sp (lai hoá thẳng): 1AOs + 1AOp (2p x ) 2AO lai hoá sp.  Góc tạo bởi trục của 2AO lai hoá sp là 18 0 2. Sự tạo thành liên kết ,   * Xen phủ trục – tạo liên kết  s-s s-p p-p Trong. trong các hợp chất có liên kết O-H hoặc C-O, liên kết N-H hoặc C-N. Ví dụ: sự hình thành liên kết trong phân tử etan * Xen phủ bên – tạo liên kết  Trong hợp chất hữu cơ, liên kết được hình thành