Đang tải... (xem toàn văn)
Giới thiệu về hiệu ứng hóa học hữu cơ Phân loại các hiệu ứng Sự tác động tương hỗ giữa các nguyên tử trong phân tử làm thay đổi sự phân cực của phân tử được gọi là hiệu ứng hóa học hay hiệu ứng điện tử. Tùy theo bản chất của sự tác động mà người ta chia các hiệu ứng hóa học thành 3 loại: � Hiệu ứng cảm ứng � Hiệu ứng liên hợp � Hiệu ứng siêu liên hợp Ảnh hưởng của các hiệu ứng
HÓA HỮU CƠ Ts Trần Thượng Quảng Bộ môn Hóa Hữu Cơ – Khoa Công Nghệ Hóa Học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội I.7 Hiệu ứng hóa hữu Ι.7.1Ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ Ι (Ινδυχτιϖε Εφφεχτ) Ι.7.2Ηιệυ ứνγ λιν ηợπ Χ (Χονϕυγατιον Εφφεχτ) Ι.7.3 Ηι υ νγ σιυ λιν η π Η (ηψπερχονϕυγατιον εφφεχτ) I.7.1 Hiệu ứng cảm ứng I Κη〈ι νι µ: Κη〈χ ϖớι προπαν, ν−προπψλ χλορυα χ⌠ λιν κếτ Χ−Χλ β ị πην χ ựχ µ ạνη ϖề πηα Χλ χ⌠ độ µ đιệν χαο Νγυψν τử Χλ µανγ µộτ πηầν đιệν τχη µ, χ∫ν νγυψν τử Χ µανγ µ τ πη ν ι ν τχη δươνγ ∆ο Χ1 µανγ µộτ πηầν đιệν τχη δươνγ νν đι đιệν τử χủα λιν κếτ Χ – Χ2 β λ χη ϖ πηα Χ1 , δο ϖậψ Χ2 χũνγ µανγ µộτ đιệν τχη δươνγ πηầν, λιν κếτ Χ1 – Χ2 β πην χ χ ϖ πηα Χ1 Ξτ πην τử đơν γιảν προπαν ϖ◊ ν−προπψλ χλορυα Hiệu ứng cảm ứng Đếν λượτ λιν κếτ Χ2 – Χ3 χ νγ β πην χ χ ϖ πηα Χ2, µặχ δ µứχ độ ψếυ ηơν νηιềυ Κ ηιệυ: Σự δịχη χηυψểν ελεχτρον τρονγ ηιệυ ứνγ χ ảµ ứνγ đượχ βιễυ διễν βằνγ µ ũι τν τηẳνγ, ηướνγ τừ νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν νηỏ ηơν đếν νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν λ ớν ηơν ϖ◊ µũι τν ν◊ψ đượχ γηι τρν τρụχ λιν κếτ σ Σự πην χựχ κηνγ νηữνγ ξảψ ρα χ〈χ λιν κếτ Χ – Χ µ◊ χ∫ν ξảψ ρα χ〈χ λιν κ ếτ Χ – Η ∆ο σự κη〈χ νηαυ ϖề độ µ đιệν γιữα χ〈χ νγυψν τố δẫν đếν σự δι χηυψểν µậτ độ đιệν τχη χ ủα χ〈χ λιν κ τ σ µ◊ đ ξυấτ ηιệν ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ Phân loại hiệu ứng cảm ứng Χ⌠ λο ι ηι υ νγ χ µ νγ: + Hiệu ứng cảm ứng tĩnh Is + Hiệu ứng cảm ứng động Id Hiệu ứng cảm ứng tĩnh Địνη νγηĩα: λ◊ ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ đượχ ηνη τη◊νη τρονγ πην τử τρạνγ τη〈ι βιệτ λậπ Κηνγ χ⌠ σ τ〈χ ς δ : νγ βν νγο◊ι τη β ν την ν⌠ χ νγ χ⌠ ηι υ νγ ν ι τ ι Quy ước dấu hiệu ứng cảm ứng tĩnh Θυψ ướχ: Νγυψν τử Η τρονγ λιν κếτ Χ−Η χ⌠ ηι ệυ ứνγ χ ảµ ứνγ Ι=0, τứχ λ◊ βỏ θυα µοµεντ λ ưỡνγ χ χ χ α λιν κ τ Χ−Η Νγυψν τử ηοặχ νη⌠µ νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν λ ớν, χ⌠ κη ả νăνγ ητ ελεχτρον µ ạνη η ơν Η đượχ χοι λ◊ ηι υ νγ χ µ νγ µ (−Ι) Νγυψν τử ηαψ νη⌠µ νγυψν τử χ⌠ κηả νăνγ đẩψ ελεχτρον µ ạνη ηơν Η đượχ χοι λ◊ χ⌠ ηιệυ ứνγ χ µ νγ δ νγ (+Ι) Bảng quy ước dấu số nhóm chức Đặc điểm hiệu ứng cảm ứng tĩnh Χ〈χ ελεχτρον σ σẽ δι χηυψểν τừ νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν νηỏ đếν νγυψν τử χ⌠ độ µ đιệν λớν δọχ τηεο χηιềυ δ◊ι λιν κếτ σ Ηιệυ ứνγ χảµ ứνγ τĩνη τắχ δầν τηεο χηιềυ δ◊ι µạχη Χ ϖ◊ τηνγ τηườνγ χηỉ θυα ϖ◊ι νγυψν τử χαχβον τη ηι υ νγ χ µ νγ κηνγ χ∫ν ηι υ λ χ Hiệu ứng cảm ứng động νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ χ µ νγ ξ ψ ρα τρονγ πην τ χ〈χ χη τ δ ι νη η νγ χ α χ〈χ τ〈χ νην βν νγο◊ι: ι ν τρ νγ, 〈νη σ〈νγ, σ τ〈χ νγ χ α δυνγ µι, τ〈χ νην πη ν νγ, τρ νγ τη〈ι ανγ τηαµ για πη ν νγ… Κ ηι υ Ιδ Τηνγ τη νγ ηι υ νγ χ µ νγ νγ Ιδ χ γψ ρα δο κη πην χ χ χ α λιν κ τ νν χ∫ν χ γ ι λ◊ ηι υ νγ χ µ νγ κη πην χ χ χ α λιν κ τ κη πην χ χ χηνη λ◊ κη ν νγ πην χ χ χ α λιν κ τ δ ι τ〈χ νγ χ α ι υ κιν βν νγο◊ι 10 So sánh Is Id − +Ισ ϖ◊ +Ιδ βιếν đổι χνγ χηιềυ − Τρονγ δψ ηαλογεν τη ηι υ νγ χ µ νγ µ −Ισ ϖ◊ −Ιδ βιếν đổι νγượχ χηιềυ 11 Vận dụng hóa hữu − Γιảι τηχη τνη αξιτ, βαζơ − Γιảι τηχη χηιềυ ηướνγ χủα πηảν ứνγ ΣΝ ,ΣΕ 12 Hiệu ứng liên hợp C Η λιν η π: −Η χ⌠ χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια (ελεχτρον τ δο) λιν η π ϖ ι λιν κ τ ι θυα λιν κ τ σ, ηο χ χ⌠ οβιταν π τρ νγ ι ν τ (χαχβονχατιον) λιν η π ϖ ι λιν κ τ ι θυα λιν κ τ σ Η ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π −Ηệ χ〈χ λιν κếτ γồµ χ〈χ λιν κếτ δơν ϖ◊ λιν κếτ đι λυν πηιν ηο ặχ ξεν κ ẽ νηαυ Η ệ λιν η ợπ ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π 13 Định nghĩa hiệu ứng liên hợp Ηι υ νγ λιν η π λ◊ σ τ νγ τ〈χ γι α χ〈χ ελεχτρον π (π λιν η π) ϖ ι νηαυ ηο χ γι α χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια ϖ ι χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π), γι α χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π) ϖ ι οβιταν π χ∫ν τρ νγ τρονγ η λιν η π Χηι υ χηυψ ν δ χη ελεχτρον τρονγ ηι υ νγ λιν η π χ κ ηι υ β νγ µ ι τν χονγ , η νγ ϖề πηα νγυψν τử ηαψ νη⌠µ νγυψν τử χ⌠ κηả νăνγ ητ ελεχτρον (δο σự χηνη λ ẹχη ϖề độ µ ι ν γψ νν), ηο χ η νγ τ πηα χ π ελεχτρον π χη α χηια ϖ◊ο λιν κ τ π, ηο χ τ λιν κ τ π ϖ◊ο οβιταν π τρ νγ Κ ηι υ Χ 14 Phân loại hiệu ứng liên hợp Χ⌠ λο ι ηι υ νγ λιν η π: + Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs + Hiệu ứng liên hợp động Cd 15 Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν η π ξ ψ ρα τρονγ πην τ Θυι τρ νγ τη〈ι βι τ λ π χ ϖ δ υ: + nguyên tử hay nhóm nguyên tử hút electron phía thể hiệu ứng liên hợp âm – Cs + nguyên tử hay nhóm nguyên tử đẩy electron khỏi phía thể hiệu ứng liên hợp dương + Cs 16 Đặc điểm hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs − Κηνγ γι µ τηεο χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον ηαψ ν⌠ι χ〈χη κη〈χ ηι υ νγ λιν η π χ⌠ τ〈χ δ νγ τρν συ τ χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον χ α η − Ηι υ νγ λιν ηοεπϕ χη χ⌠ ηι υ λ χ µ νη τρν η λιν η π πη νγ − Σ δ χη χηυψ ν ελεχτρον π λ◊ ξυ τ ηι ν χ〈χ ι ν τχη δ νγ πη ν ϖ◊ µ πη ν ξεν κ νηαυ 17 Hiệu ứng liên hợp động νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν η π ξ ψ ρα τρονγ πην τ δ νη : 〈νη σ〈νγ, τρ νγ τ〈χ νην πη ν νγ… ς δ : ι νη η νγ χ α ι υ κι ν βν νγο◊ι Trong phân tử butadien có hệ liên hợp π-π Ở trạng thái biệt lập phân tử butadien hiệu ứng liên hợp (do chênh lệch độ âm điện) Khi có tác dộng điều kiện bên ( ví dụ có công tác nhân electrophil) butadien xuất hiệu ứng liên hợp Trong trường hợp xuất hiệu ứng liên hợp 18 So sánh Cs Cd Χσ ϖ◊ Χδ βι ν ι χνγ χηι υ 19 Vận dụng hóa hữu Γι ι τηχη χ χη χ〈χ πη ν νγ ελεχτροπηιλ ϖ◊ νυχλεοπηιλ νη η νγ σ ν πη µ χ α πη ν νγ η υ χ Γι ι τηχη β ν ϖ νγ χ α χ〈χ σ ν πη µ τρυνγ γιαν, χ〈χ χαχβοχατιον, χαχβοανιον 20 Hiệu ứng siêu liên hợp H νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ ξ ψ ρα δο σ τ νγ τ〈χ χ α χ〈χ οβιταν κιν κ τ σ τρονγ λιν κ τ Χ−Η (Ν− Η) ϖ ι χ〈χ οβιταν ελεχτρον π θυα λιν κ τ σ ηαψ χ∫ν γ ι λ◊ σ τ νγ τ〈χ σ ϖ◊ο π θυα λιν κ τ σ Χ λιν κ τ Χ−Η υ λιν κ τ ϖ ι λιν κ τ π θυα λιν κ τ σ Κ ηι υ Η χ βι υ δι ν β νγ µ ι τν χονγ τ χ〈χ λιν κ τ Χ−Η ν λιν κ τ σ η νγ ϖ πηα λιν κ τ π 21 Vận dụng ∆ψ ηι υ νγ σιυ λιν η π χ α νη⌠µ ανκψλ: Τρονγ η⌠α η υ χ , ηι υ νγ σιυ λιν η π τη νγ χ δνγ γι ι τηχη ϖ β ν χ〈χ σ ν πη µ, γι ι τηχη ϖ β ν ϖ ν νγ λ νγ χ α χ〈χ χη τ τρονγ θυ〈 τρνη πη ν νγ ϖ◊ τνη λινη νγ χ α νγυψν τ Η 22 23 Hiệu ứng mezome electrome Ηι υ νγ µεζοµε τ ηι υ Μ Ηι υ νγ ελεχτροµε τ νγ νγ ϖ ι ηι υ νγ λιν η π τρ νγ τη〈ι νγ Κ ηι υ Ε Ηιệυ ứνγ Μεζοµε ϖ◊ ελεχτροµε χ⌠ νγηĩα ρộνγ ηơν ηιệυ ứνγ λιν ηợπ χηỗ σự δịχη χηυψ ểν ελεχτρον π ξυ τ ηι νγαψ τρονγ νη νγ πην τ χη α χη µ τ λιν κ τ π νγ νγ ϖ ι ηι υ νγ λιν η π τ νη χσ , τ χ λ◊ ηι υ νγ τρ νγ τη〈ι τ νη Κ νγ Χδ , τ χ λ◊ ηι υ νγ χ⌠ χ κηι πην τ 24 [...]... loại hiệu ứng liên hợp Χ⌠ 2 λο ι ηι υ νγ λιν η π: + Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs + Hiệu ứng liên hợp động Cd 15 Hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν η π ξ ψ ρα τρονγ πην τ Θυι τρ νγ τη〈ι βι τ λ π χ ϖ δ υ: + nguyên tử hay nhóm nguyên tử hút electron về phía mình thể hiện hiệu ứng liên hợp âm – Cs + nguyên tử hay nhóm nguyên tử đẩy electron ra khỏi phía mình sẽ thể hiện hiệu ứng. .. ι νη η νγ χ α ι υ κι ν βν νγο◊ι Trong phân tử butadien có hệ liên hợp π-π Ở trạng thái biệt lập trong phân tử butadien không có hiệu ứng liên hợp (do không có sự chênh lệch độ âm điện) Khi có tác dộng của điều kiện bên ngoài ( ví dụ khi có sự tấn công của tác nhân electrophil) thì trong butadien sẽ xuất hiện hiệu ứng liên hợp Trong trường hợp này xuất hiện hiệu ứng liên hợp 18 So sánh giữa Cs và...So sánh giữa Is và Id − +Ισ ϖ◊ +Ιδ βιếν đổι χνγ χηιềυ − Τρονγ δψ ηαλογεν τη ηι υ νγ χ µ νγ µ −Ισ ϖ◊ −Ιδ βιếν đổι νγượχ χηιềυ 11 Vận dụng trong hóa hữu cơ − Γιảι τηχη τνη αξιτ, βαζơ − Γιảι τηχη χηιềυ ηướνγ χủα πηảν ứνγ ΣΝ ,ΣΕ 12 Hiệu ứng liên hợp C 1 Η λιν η π: −Η χ⌠ χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια (ελεχτρον τ δο) λιν η π ϖ ι λιν κ τ ι θυα 1 λιν κ τ σ, ηο χ χ⌠ οβιταν π τρ νγ ι... hợp này xuất hiện hiệu ứng liên hợp 18 So sánh giữa Cs và Cd Χσ ϖ◊ Χδ βι ν ι χνγ χηι υ 19 Vận dụng trong hóa hữu cơ Γι ι τηχη χ χη χ〈χ πη ν νγ ελεχτροπηιλ ϖ◊ νυχλεοπηιλ νη η νγ σ ν πη µ χ α πη ν νγ η υ χ Γι ι τηχη β ν ϖ νγ χ α χ〈χ σ ν πη µ τρυνγ γιαν, χ〈χ χαχβοχατιον, χαχβοανιον 20 Hiệu ứng siêu liên hợp H νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ ξ ψ ρα δο σ τ νγ τ〈χ χ α χ〈χ οβιταν κιν κ τ σ τρονγ λιν κ... hiệu ứng liên hợp dương + Cs 16 Đặc điểm của hiệu ứng liên hợp tĩnh Cs − Κηνγ γι µ τηεο χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον ηαψ ν⌠ι χ〈χη κη〈χ ηι υ νγ λιν η π χ⌠ τ〈χ δ νγ τρν συ τ χηι υ δ◊ι µ χη χαχβον χ α η − Ηι υ νγ λιν ηοεπϕ χη χ⌠ ηι υ λ χ µ νη τρν η λιν η π πη νγ − Σ δ χη χηυψ ν ελεχτρον π λ◊ ξυ τ ηι ν χ〈χ ι ν τχη δ νγ πη ν ϖ◊ µ πη ν ξεν κ νηαυ 17 Hiệu ứng liên hợp động νη νγη α: λ◊ ηι υ νγ λιν... θυα 1 λιν κ τ σ Η ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π −Ηệ χ〈χ λιν κếτ γồµ χ〈χ λιν κếτ δơν ϖ◊ λιν κếτ đι λυν πηιν ηο ặχ ξεν κ ẽ νηαυ Η ệ λιν η ợπ ν◊ψ τη νγ χ γ ι λ◊ η λιν η π π−π 13 Định nghĩa hiệu ứng liên hợp Ηι υ νγ λιν η π λ◊ σ τ νγ τ〈χ γι α χ〈χ ελεχτρον π (π λιν η π) ϖ ι νηαυ ηο χ γι α χ〈χ ελεχτρον π χη α χηια ϖ ι χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π), γι α χ〈χ ελεχτρον π (λιν η π) ϖ ι οβιταν π... νη⌠µ ανκψλ: Τρονγ η⌠α η υ χ , ηι υ νγ σιυ λιν η π τη νγ χ δνγ γι ι τηχη ϖ β ν χ〈χ σ ν πη µ, γι ι τηχη ϖ β ν ϖ ν νγ λ νγ χ α χ〈χ χη τ τρονγ θυ〈 τρνη πη ν νγ ϖ◊ τνη λινη νγ χ α νγυψν τ Η 22 23 Hiệu ứng mezome và electrome Ηι υ νγ µεζοµε τ ηι υ Μ Ηι υ νγ ελεχτροµε τ νγ νγ ϖ ι ηι υ νγ λιν η π τρ νγ τη〈ι νγ Κ ηι υ Ε Ηιệυ ứνγ Μεζοµε ϖ◊ ελεχτροµε χ⌠ νγηĩα ρộνγ ηơν ηιệυ ứνγ λιν ηợπ ở χηỗ