HIỆN TƯỢNG ĐỒNG PHÂN pdf

Sự quay xung quanh một liên kết σ là được phép ĐỒNG PHÂN CẤU TRẠNG... ĐỒNG PHÂN CẤU TRẠNG Có thể có nhiều cách sắp xếp trong không gian khác nhau của các nguyên tử trong phân tử H 2 O

HIỆN TƯỢNG ĐỒNG PHÂN

TS BÙI THỊ BỬU HUÊ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đồng phân không đối quang Đồng phân đối quang

Đồng phân Cis-trans Đồng phân Cấu trạng

Sự quay xung quanh một liên kết σ là được

phép

ĐỒNG PHÂN CẤU TRẠNG

ĐỒNG PHÂN CẤU TRẠNG

 Có thể có nhiều cách sắp xếp trong không gian

khác nhau của các nguyên tử trong phân tử H 2 O 2

 Cấu trạng (Conformation): Là bất kỳ cách sắp xếp

trong không gian 3 chiều của các nguyên tử trong phân

tử có được do sự quay xung quanh một liên kết đơn

ALKANE

ALKANE

Vẽ công thức phối cảnh và công thức

chiếu Newman của 1,2-dichloroethane ?

Cl C C Cl

H H H

H

Cl H

H

H Cl

H

Cl H

H Cl

Cấu trúc alkane ?

Cấu trạng lệch

Cấu trạng che khuất

 Tồn tại vô số cấu trạng khác nhau

 Hai cấu trạng giới hạn: Che khuất và Lệch

Bền nhất

Kém bền nhất

ETHANE

ETHANE

SỨC CĂNG NHỊ DIỆN

(Torsional strain)

• Sự khác nhau về năng lượng giữa cấu trạng lệch và cấu trạng che khuất: ~3 kcal/mol

• Sức căng nhị diện: sức căng do sự tiến đến

gần nhau của các nguyên tử hoặc các nhóm nguyên tử từ cấu trạng lệch đến cấu trạng che khuất

Sự quay xung quanh liên kết C1-C2

Cấu trạng lệch Cấu trạng che khuất

BUTHANE:

Cấu trạng do sự quay chung quanh C2-C3

Cấu trạng bán lệch, θ = 60°

(gauche conformation)

BUTHANE:

Cấu trạng do sự quay chung quanh C2-C3

Cấu trạng lệch hoàn toàn, θ = 180°

(anti conformation)

BUTHANE: Liên kết C2-C3

SỨC CĂNG GÓC

(Angle strain)

 Xuất hiện khi góc liên kết trong phân tử trở nên nhỏ hơn hoặc lớn hơn so với bình thường

 Hoặc xuất hiện khi một liên kết trở nên ngắn

hơn hay dài hơn so với độ dài bình thường

của liên kết đó

 Xuất hiện do tương tác giữa các liên kết

Tương tác lập thể

(Steric strain)

 Là năng lượng thêm vào phân tử khi các nguyên tử hoặc các nhóm nguyên tử ở quá gần nhau trong không gian → tăng lực đẩy Van der Waals giữa các đám mây điện tử

 Xuất hiện do tương tác giữa các nhóm

CẤU TRẠNG CỦA PENTANE

 Mạch carbon thẳng: Cấu trạng bền nhất tương

ứng với tất cả các liên kết C-C đều ở cấu trạng anti

 Khung carbon sắp xếp theo kiểu zigzag

CẤU TRẠNG CỦA HEXANE

CYCLOPROPANE: SỨC CĂNG VÒNG

Xen phủ sp 3 -sp 3 kém hiệu quả

Sự xen phủ kém hiệu quả

Sự xen phủ hiệu quả

Ngoài sức căng vòng, cyclopropane

strain) do các liên kết đều bị che khuất

CYCLOPROPANE: SỨC CĂNG NHỊ DIỆN

CYCLOBUTANE

CYCLOHEXANE

CYCLOPENTANE

CYCLOHEXANE: CẤU TRẠNG GHẾ

CYCLOHEXANE: CẤU TRẠNG THUYỀN

CYCLOHEXANE

CYCLOHEXANE

► Tại sao nhóm methyl ở vị trí xích đạo

bền hơn?

CYCLOHEXANE MANG MỘT NHÓM

THẾ

CYCLOHEXANE MANG MỘT NHÓM

THẾ

Sự khác nhau về năng lượng: 7 kJ/mol

1 Methyl (hướng xuống) ở C-6:

trục hay xích đạo?

2 Methyl (hướng lên) ở C-1 bền

hơn hay kém bền hơn methyl

(hướng lên) ở C-4?

3 Đặt methyl ở C-3 theo hướng bền nhất?

(hướng lên hay xuống?)

1 Methyl (hướng xuống) ở C-6: trục hay

xích đạo?

2 Methyl (hướng lên) ở C-1 bền hơn hay

kém bền hơn methyl (hướng lên) ở C-4?

3 Đặt methyl ở C-3 theo hướng bền nhất?

Hướng lên hay xuống?

Nhóm alkyl bền nhất khi ở vị trí xích đạo

CYCLOHEXANE MANG MỘT NHÓM

THẾ

CYCLOHEXANE MANG MỘT NHÓM

THẾ

Cấu trạng bền nhất của

1-tert-butyl-1-methylcyclohexane ?

Nhóm tert-butyl lớn hơn nhóm methyl

► Đồng phân trans có năng lượng thấp hơn (bền hơn) đồng phân cis 7 kJ/mol

CYCLOHEXANE 1,4-HAI LẦN THẾ

1,4-DISUBSTITUTED CYCLOHEXANE

1,2-DISUBSTITUTED CYCLOHEXANE

Trans-1,2-Dimethylcyclohexane

1,2-DISUBSTITUTED CYCLOHEXANE

1,3-DISUBSTITUTED CYCLOHEXANE

 Nhóm tert-butyl lớn: vị trí xích đạo

 Thêm nhóm methyl: ở vị trí trans đối với nhóm tert-butyl

cis-1-tert-Butyl-3-methylcyclohexane

trans-1-tert-Butyl-4-methylcyclohexane

cis-1-tert-Butyl-4-methylcyclohexane