CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO CACBANION

+ Cặp electron ở liên kết CX chuyển mạnh về phía nguyên tử cacbon, chẳng hạn các liên kết CK, CNa, v.v...trong hợp chất cơ kim. + Dung môi được dùng có khả năng ion hóa cao, thường là amoniac lỏng, ete. + Cặp electron ở liên kết CX chuyển mạnh về phía nguyên tử cacbon, chẳng hạn các liên kết CK, CNa, v.v...trong hợp chất cơ kim.

HỌC VIÊN: BÙI THỊ MAI LÂM

LỚP CAO HỌC HÓA HỮU CƠ

1.Định nghĩa

Cacbanion là tiểu phân mang điện tích âm có nguyên tử cacbon mang cặp electron không phân chia và liên kết với

các nguyên tử khác bằng liên kết σ hayπ

R-X → R- + X+

2.Sự hình thành cacbanion

2.1.Sự phân cắt kiên kết C-X thành cacbanion

2.1.1.Điều kiện thuận lợi cho sự phân cắt liên kết C-X

thành cacbanion

+ Cặp electron ở liên kết C-X chuyển mạnh về phía nguyên tử cacbon, chẳng hạn các liên kết CK, CNa, v.v trong hợp chất cơ kim

+ Cacbanion sinh ra có cấu tạo tương đối bền

+ Dung môi được dùng có khả năng ion hóa cao, thường là

amoniac lỏng, ete

Triphenylmetan (C6H5)3CH rất khó phân ly thành cacbanion

Nhưng nếu ta chuyển phân tử này thành dẫn xuất natri

(C6H5)3CNa trong amoniac lỏng chúng lại cho ta những dung dịch dẫn điện và có màu, do sự tạo thành cacbanion và ion kim loại

NH3 lỏng

2.Sự hình thành cacbanion

2.1.2.Sự phân cắt liên kết C-H và lực axit C-H tương đối

Liên kết C-H cũng có thể bị phân cắt dị ly tạo thành cacbanion nếu nguyên tử H có độ linh động rất cao

Thí dụ triphenylmetan thực tế không tác dụng với kiềm được nhưng tri(p-nitrophenyl)metan lại tác dụng được với NaOH tạo ra dẫn xuất natri dễ phân ly thành cacbanion

(p-NO2C6H4)3CH + NaOH → (p-NO2C6H4)3CNa + HOH

Quá trình phân ly liên kết C-H ở đây chính là quá trình phân ly của những axit cho nên người ta có thể dùng các giá trị

pKa làm mức đo sự phân cắt dị ly này.

Giá trị pKa của một số hiđrocacbon

C6H5CH2-H

(C6H5)2CH-H

(C6H5)3C-H

(CH3C6H4)2CH-H

40,0 33,4 31,4 35,1 23,2

2.2.Cấu tạo và độ bền tương đối của cacbanion

2.2.1.Cấu trúc không gian

Nếu giữa nhóm thế và cặp electron ở cacbanion không

có sự liên hợp thì cacbanion có cấu trúc hình tháp theo một cân bằng giữa hai dạng

Khi cacbanion có cấu trúc hình tháp, hợp chất hợp chất ban đầu giữ được cấu hình bất đối trong cacbanion

Những hợp chất này cho sản phẩm bảo toàn cấu hình

Tinh khiết quang học Độ tinh khiết quang học 90%

Nếu giữa nhóm thế và cặp electron ở cacbanion có sự liên hợp để anion trở nên bền vững thì anion đó có cấu trúc phẳng hay gần như phẳng

Ở giai đoạn tạo thành cacbanion, hợp chất ban đầu mất đi tính bất đối xứng, sản phẩm thu được sẽ là sản phẩm raxemic hóa

Anion quang hoạt Cacbanion Biến thể raxemic

2.2.1.Cấu trúc không gian

2.2.2.Cấu tạo tế vi và độ bền tương đối

Giữa cấu tạo tế vi, tức là sự phân bố mật độ electron, và

độ bền tương đối của cacbanion cũng có liên quan chặt chẽ Vì cacbanion mang điện tích âm nên muốn tăng độ bền vững của anion phải làm giải tỏa mật độ electron của nguyên tử cacbon trung tâm sang các nguyên tử khác

Những anion bền nhất là những anion có tính thơm với 4n+2 electron như anion xyclopentadienyl, fluorenyl

Các nhóm thế -C đính trực tiếp với C‑ của cacbanion làm

ổn định cacbanion, trong đó khả năng ổn định của

NO2>CO>SO2 ≈CN

Ví dụ:

2.2.2.Cấu tạo tế vi và độ bền tương đối

;

Các nhóm thế có hiệu ứng –I cũng có thể làm tăng tính bền của cacbanion Vì thế các hợp chất chứa flo có tính axit cao Các nguyên tố P, S trong chu kì 3 cũng có khả năng ổn định

cacbanion

Tính ổn định của cacbanion cũng phụ thuộc vào trạng thái lai hóa của cặp electron không phân chia: bản

chất s trong obitan càng lớn, hoạt tính bazơ của nó càng

nhỏ, cacbanion càng bền vững nên:

2.2.2.Cấu tạo tế vi và độ bền tương đối