Bài giảng hóa học cơ chế phản ứng

CƠ CHẾ PHẢN ỨNGLà xem xét các phản ứng dưới ba góc độ: • Các giai đoạn của phản ứng • Bản chất của sự đứt và thành lập các nối đặc trưng của phản ứng • Trạng thái chuyển tiếp của phản ứn

CƠ CHẾ PHẢN ỨNG

Là xem xét các phản ứng dưới ba góc độ:

• Các giai đoạn của phản ứng

• Bản chất của sự đứt và thành lập các nối đặc trưng của phản ứng

• Trạng thái chuyển tiếp của phản ứng

Giải thích sản phẩm sinh ra phù hợp với quá trình thực

nghiệm

PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ

4 Phản ứng oxi hóa khử

CH3-CH=O + H2 → CH3-CH2-OH

CH2=CH2 + [O] + H2O → HO-CH2-CH2-OH

5 Phản ứng chuyển vị: có thể làm thay đổi khung Carbon

2.Các kiểu cơ chế phản ứng

+ Cơ chế Nucleophil (thân hạch-hạt nhân)

+ Cơ chế Electrophil (thân electron-điện tử)

2 Phản ứng thế thân hạch

Chất thân hạch: là 1 anion âm hoặc phân tử trung hòa có

mang 1 đôi điện tử tự do

Các chất thân hạch điển hình: H–O–H, R–NH2, C≡N- , R–MgX, H–O-

a) Thế thân hạch lưỡng phân tử SN2: Là phản ứng bậc hai,

giai đọan chuyển tiếp có cả hai chất

Chất nền Sản phẩm Chất thân hạch Trạng thái chuyển tiếp Nhóm xuất

(nghịch chuyển cấu hình)

C H H

C

H H

H

Br Br

b.Thế thân hạch đơn phân tử SN1: Là phản ứng bậc

một Trạng thái trung gian qua ion cacbonium

Phản ứng thế thân hạch

Bảng so sánh điều kiện của phản ứng thế thân hạch

alil, benzyl Tác chất thân hạch Cần chất thân hạch mạnh, bazơ yếu Không ảnh hưởng

Nhóm xuất Cần nhóm xuất tốt ( Các anion bền, bazơ yếu). Cần nhóm xuất tốt ( các anion bền, bazơ yếu ).

Dung môi Dung môi phân cực phi proton. Dung môi phân cực: H2 O,

Rượu…

+ thêm vào hỗn hợp sẽ xảy ra phản ứng nhanh hơn.

Chất thân e: là ion hay phân tử có khả năng nhận một đôi

e, bao gồm: các tác chất dương điện như H+; các chất

trung hòa điện như Br 2 ; Các axit Lewis như AlCl 3 ; Các ion kim lọai có chứa vân đạo trống như Ag + , Pt 2+

Nhân phương hương rất giàu điện tử

E

E

H E

H E

E H

A HA

3 Phản ứng thế thân điện tử trên nhân

Cl Cl

250 c

Sự cạnh tranh của phản ứng E và SN

Các bazơ thường có mang đôi e nên cũng có tính thân hạch

*Phản ứng E 2 bao giờ cũng kèm theo SN 2

H2O,

650 c

III.Phản ứng cộng

1 Cộng thân điện tử vào nối đôi C = C

Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn:

+ Giai đoạn I (chậm): Tạo onium vòng hoặc hợp chất trung gian là ion carbonium

+ Giai đoạn II (nhanh): chất thân hạch tác kích vào chất

C

H A

C C

H A

*Quy tắc cộng Markovnhicov

Sự cộng tác nhân bất đối xứng Eδ +–Xδ – vào một alken bất đối xứng, thì phần dương Eδ + sẽ gắn vào nguyên tử C nối đôi sao cho tạo nên chất trung gian carbocation bền nhất

Br

Lưu ý:

Sự hiện diện của trung gian onium vòng hay carbonium

được xác nhận khi môi trường phản ứng có sự hiện

diện của các ion X-, NO3-, H2O… ta sẽ có sản phẩm

tương ứng

+ Khi cộng HBr vào anken có sự hiện diện của perocid

hay peracid ROOR(anti Macconhikov)

+ Phản ứng cộng qua trung gian carbocation nên có thể

2 Phản ứng cộng thân hạch vào nối C=O

Cơ chế tổng quát:

+ Nếu xúc tác là acid:

+ Nếu xúc tác là bazơ:

C O

Nu

C Nu

H O

B

C OH

Nu

C Nu

OH

C O

H

Các ví dụ

- Cộng alcol

C R

H O R'

R C O H

O H

O R' H

R C

O

O R' H

R CH

H

C H O

O RCH2CHCHCHO

R O

HO H OH RCH2CHCHCHO

R OH