Chuong 3 dong phan hoc

ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC Có măt ở: các hợp chất có liên kết đôi hoặc vòng no do có khung cứng nhắc cản trở quay Điều kiện  Alken:  Hợp chất vòng: Có ít nhất hai nguyên tử carbon trên vòn

Trang 1

Ch3 ĐỒNG PHÂN HỌC

Trang 2

MỞ ĐẦU

Đồng phân: Là những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng khác:

 Công thức cấu tạo

 Công thức hình học

 Công thức không gian

TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương

Trang 3

ĐỒNG PHÂN CẤU TẠO

Đồng phân về vị trí nhóm chức

CH3-CH2-CH2-OH; CH3-CH(OH)-CH3

CH3-CH2-OH (alcol); CH3-O-CH3 (ete)

CH3COOH (acid); HCOOCH3 (este)

CH3 - CH2 - CH2 - CH3

n-butan

CH3 - CH - CH3

CH3 iso-butan

Trang 4

ĐỒNG PHÂN CẤU TẠO

Đồng phân hỗ biến (tautome)

Dạng: xeton – enol

Trang 5

ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC

Có măt ở: các hợp chất có liên kết đôi hoặc vòng no

(do có khung cứng nhắc cản trở quay)

Điều kiện

 Alken:

 Hợp chất vòng: Có ít nhất hai nguyên tử carbon trên vòng có hai nhóm thế khác nhau

Trang 8

Việc áp dụng hệ danh pháp cis-trans hoặc syn-anti

sẽ gặp khó khăn trong nhiều trường hợp

Trang 9

 Bao trùm được cả hai hệ danh pháp trên

 Có thể áp dụng được vào những trường hợp mà hai

Trang 10

 Nếu nguyên tử xét giống nhau thì ta xét đến

nguyên tử tiếp theo Ví dụ:

-CH3 < -CH2-CH3 < -CH2-OH < -CH2-Cl

-H < -CH3 < -NH2 <-OH < -F < -Cl < -Br

Trang 14

Trang 15

ĐỒNG PHÂN QUANG HỌC

 Dextro hoặc hỗn hợp tác động lên hệ thần kinh trung ương  gây nghiện

 Đồng phân Levo chống tắc nghẽn mũi

Vậy các đồng phân này có hoạt tính sinh học rất khác nhau Vậy chúng là đồng phần gì?

Trang 16

Trang 17

 Ánh sáng tự nhiên gồm nhiều sóng điện từ, có

vectơ điện hướng theo tất cả các hướng trong không gian và vuông góc với phương truyền

 Ánh sáng phân cực: là ánh sáng có vectơ điện dao động trong một mặt phẳng duy nhất, mặt phẳng chứa vectơ điện được gọi là mặt phẳng phân cực

Trang 18

 Chất quang hoạt là chất làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng phân cực

 Chất quang hoạt tồn tại 2 dạng đồng phân: một

dạng làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng sang phải (+) và dạng còn lại làm quay sang trái (-)

 Tính quang hoạt liên quan đến cấu trúc của mỗi phân tử

Trang 19

Điều kiện để xuất hiện đồng phân quang học

 Điều kiện đủ để có đồng phân quang học: phân tử

có nguyên tử carbon bất đối (C* là carbon có 4 nhóm thế khác nhau)

Trang 20

 Khi có nguyên tử carbon bất đối trong phân tử,

hợp chất sẽ có hai dạng đồng phân giống nhau như vật và ảnh ở trong gương (hoặc giống nhau như

bàn tay phải và bàn tay trái hoặc hai chiếc giày của một đôi)

Trang 21

 Tuy nhiên chúng không phải là một vì không thể chông khít lên nhau được

 Trong đó một đồng phân làm mặt phẳng phân cực quay phải +α, đồng phân còn lại làm mặt phẳng phân cực quay trái –α Chúng tạo thành một cặp đối quang

Trang 22

 Tuy nhiên trong thực tế một số hợp chất không có carbon bất đối, nhưng vẫn có tính quang hoạt, do vật và ảnh không trùng nhau Ví dụ: CH3-CH=C=CH-CH3

 Từ đó người ta đưa ra điều kiện cần và đủ để có đồng phân quang học là tính không trùng vật - ảnh

Trang 24

Công thức chiếu Fisơ

Trang 25

Công thức chiếu Fisơ

 Ví dụ

Trang 26

Trang 27

Công thức phối cảnh

 Nhình phân tử từ gần đến xa

 Ví dụ: 1,2-dichloroethane

Trang 28

Công thức Niumen

 Nhìn dọc theo trục liên kết nối các C bất đối

 Hai nguyên tử này hoàn toàn che khuất nhau và

người ta biểu diễn chúng bằng vòng tròn chồng khít nhau

 Các liên kết của các nhóm thế với nguyên tử

cacbon ở gần đến giao nhau ở trung tâm vòng tròn, còn các liên kết của các nhóm thế với nguyên tử cacbon ở xa thì gặp ở vòng tròn mà thôi

Trang 29

Công thức Niumen

Trang 30

Hợp chất có nhiều C* khác nhau

 Khi hợp chất có nhiều C* khác nhau như: protein, steroit, tecpen,

ancaloit,… → Số đồng phân quang học = 2 n (n: số C*)

 VD: HOCH2-CHOH-CHOH-CHO

 Chúng ta có 2 cặp đối quang: I và II; III và IV Các cặp khác được gọi

là các cặp đồng phân quang học không đối quang

Trang 31

Hợp chất có nhiều C* giống nhau

 Hợp chất mà trong phân tử có hai hay nhiều C* giống hệt nhau thì số đồng phân quang học giảm xuống Chúng ta cùng xét số ví dụ sau:

Trang 32

Hợp chất có nhiều C* khác nhau

 Theo lý thuyết: có 4 đồng phân quang học

 Nhưng thực tế: chỉ có hai đồng phân quang học và một đồng phân không quang hgọi là đồng phân

meso (do vật và ảnh trùng nhau)

Trang 33

 Nói lên cấu hình tương đối, chỉ có ý nghĩa so sánh

và tiện lợi đối với các hợp chất kiểu RC*YR’ với Y

là dị tố

Trang 34

 Hệ thống này gặp nhiều khó khăn đối với hợp chất có nhiều C* Để giải quyết vấn đề này, người ta chỉ căn cứ vào vị trí không gian trên công thức Fisơ của nhóm OH ở C* được đánh số lớn nhất :

Trang 35

Danh pháp erythro/threo

 Trong trường hợp chung, đối với phân tử R-CHX-CHY-R’, đôi đối quang nào mà nguyên tử C* có thể đưa về vị trí che khuất hoàn toàn thì được gọi là đôi đối quang erythro, đối đối quang còn lại là threo:

Trang 36

 Hệ thống danh pháp R/S cho phép xác định cấu hình tuyệt đối của các hợp chất Giải quyết được khó khăn của hệ danh pháp khác

Trang 37

• Nếu độ hơn cấp của a, b, c giảm dần theo chiều kim đồng hồ: R

• Nếu độ hơn cấp của a, b, c giảm dần ngược chiều kim đồng hồ: S

Trang 38

 Nếu d thuộc đường thẳng đứng (dạng chiếu “b”)

• a,b,c giảm dần cùng chiều kim đồng hồ: R

• a,b,c giảm dần ngược chiều kim đồng hồ: S

 Nếu d thuộc cạnh nằm ngang (dạng chiếu “a”)

• a,b,c giảm dần cùng chiều kim đồng hồ: S

• a,b,c giảm dần ngược chiều kim đồng hồ: R

Trang 39

Danh pháp R/S – đối với CT Fisơ

 Ví dụ: xác định cấu hình tuyệt đối của hợp chất sau:

Trang 40

Trang 41

 Do đó tên của hợp chất là:

(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroxihexanal

Trang 42

ĐỒNG PHÂN VỀ CẤU DẠNG

Cấu dạng dùng để chỉ các dạng hình học của phân

tử chỉ phân biệt nhau do quay quanh một liên kết đơn

Để biểu diễn các cấu dạng (đồng phân quay) người

ta thường dùng công thức phối cảnh, công thức

niumen

Trang 43

Cấu dạng hợp chất không vòng

Trang 44

Cấu dạng hợp chất không vòng

 Cấu dạng che khuất kém bền vững hơn, có mức năng lượng cao hơn cấu dạng xen kẽ do có tương tác giữa các nguyên tử hydro trong phân tử

 Cấu dạng xen kẽ có mức năng lượng cực tiểu nên bền vững hơn và là cấu dạng chiếm ưu thế

Trang 45

Cấu dạng hợp chất không vòng: Etan

Trang 46

Cấu dạng hợp chất không vòng: Butan

Trang 47

Cấu dạng của hợp chất vòng

H H

H

H H

H(a) H

H(e)

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	1,23 MB