Dai cuong ve Hoa huu co

Phân tử thường phân bố không đồng phẳng2 dạng: Ghế và thuyền Dạng ghế bền hơn dạng thuyền Cấu trạng của ciclohexan... Tính chất của đồng phân hình họcĐộ bền, Nhiệt độ nóng chảy mp, Nhiệ

HÓA HỌC HỮU CƠ

Ths Nguyễn Thanh Giang

Bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Cơ bản

Email: ntgiang@ctump.edu.vn

bmhoahockhcb@ctump.edu.vn

.

CH3HO

H3CH2C C6H5

O O

H H

O

p henoba rb ital

HO

NCH3HO

H

H O

N O

H

S CH3

CH3H

HOOC Penicilin V

O

H3C

H H

N CH3Dextrometophan

O

N3

HO

N N O

O

H

H3C

AZT (Tri HIV)

H

H3C

Thuoc ngua thai

(ngay hom sau)

N

N S

HN N

N N

CH 3

CH 2 CH 2 CH 3

O

O O

O

O

O

OH H

Cortison

ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

3 tiết

1 CẤU TRÚC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

1.1 Cấu trúc e của nguyên tử C

Cấu hình electron của nguyên tử carbon

Trạng thái bình thường 6C :

2s2 2p2

Trạng thái kích thích : C* :

Các trạng thái lai hóa của C

Mô hình phân tử

1.2 CÁC LOẠI CÔNG THỨC CẤU TẠO

- Cấu tạo đầy đủ (công thức khai triển)

H

H

H

H H

Công thức vạch

Công thức phối cảnh

Biểu diễn phân tử trong không gian ba chiều

Nét liền: liên kết nằm trong mặt phẳngNét đứt: liên kết hướng ra sau mpNét đậm: liên kết hướng ra trước mp

C

HOOC

H HO

CH 3 C

COOH

OH H

Công thức chiếu Fisher

• Trục C thẳng, nhóm có số oxi hóa cao ở trên

• Nối thẳng đứng: liên kết nằm trong mặt phẳng hoặc hướng ra sau mặt phẳng

• Nối nằm ngang: liên kết hướng ra trước mặt phẳng

COOH

OH H

Độ bền cấu trạng

Phân tử thường phân bố không đồng phẳng

2 dạng: Ghế và thuyền

Dạng ghế bền hơn dạng thuyền

Cấu trạng của ciclohexan

2 ĐỒNG PHÂN

C C

Br

CH 3

H Br

Tính chất của đồng phân hình học

Độ bền, Nhiệt độ nóng chảy (mp), Nhiệt độ sôi (bp),

Tỷ trọng và chiết suất, đồng phân cis khác với đồng phân trans Vd: Acid

cyclopropadicarboxylic

dạng cis tnc=139oc dạng trans tnc=175oc

COOH H

H

COOH H

COOH H

H

H COOH

C

C

C H

OH OH O

O

C

C H

OH O

HO

O

2.2 ĐỒNG PHÂN QUANG HỌC

Các chất có cùng công thức cấo tạo nhưng có khả năng làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng phân cực những góc khác nhau

>< Mắt (1) (2) (3) (4) (5) (6)

(1) nguồn sáng (4) ánh sáng phân cực

(2) ánh sáng thường (5) Ống chứa mẫu

(3) Kính phân cực (6) Kính phân giải

Tính bất đối xứng

Các chất làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng phân cực thì có tính bất đối xứng phân tử

Cấu trúc bất đối xứng là ảnh cho bỡi gương phẳng không trùng khích với vật

HOOC

C CH3H

HO

CH3 C

COOH

OH H

COOH

OH H

CH 350%(+) 50%(-) Hỗn hợp tiêu triền

Acid 2,3-dihidroxy butanoic

CH3

OH

COOH OH

COOH

CH3HO

CH CH

H H

COOH

COOH

H O

H

Đồng phân loại Ciclan (Cicloankan)

CH 2 OH

H HO

C COOH

Đp quang học có vai trò quan trọng trong đời sống tự nhiên

Các chất chuyển hóa, các chất men là các hệ thống hợp chất quang hoạt

+ D-(+)-Glucose là đường có tác dụng sinh học làm chất tiêm truyền, ngược lại L-(+)-Glucose không có tác dụng sinh học

+ Asparagin dạng hữu truyền có vị ngọt, tả triền có vị đắng, racemix không vị

+ Adrenalin dạng tả triền tác dụng lên thành mạch máu gấp 15 lần dạng hữu truyền

Tác dụng sinh học

của đồng phân quang học

3 HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ

Sự phân cực của liên kết

δ δ

Hay

Công thức thật sự của phân tử là tổ hợp tuyến tính của các công thức giới hạn

3.1 HIỆU ỨNG CẢM ỨNG

HIỆU ỨNG CẢM ỨNG

Là hiệu ứng của nối σ, do sự chênh lệch độ âm điện

C –>- X C –– H C -<– Y

–I: Cảm âm I=0: chuẩn +I: Cảm dương

Tính chất : Truyền dài theo trục C và tắt dần

C > C >> C >>> X δ δ

Nhóm nguyên tử hút e, đẩy e

+ Nhóm nguyên tử hút e gây hiệu ứng cảm âm(-I)

-F > -Cl > -Br > -I–>-C≡CH > –>-CH=CH2

Độ âm điện Csp > Csp2 > Csp3

+ Nhóm nguyên tử đẩy e gây hiệu ứng cảm dương(+I)

-C(CH3)3 > -CH(CH3)2 > -CH2CH3 > -CH3

Ảnh huởng tính chất acid/base

R hút e: Làm tăng sự phân cực của liên kết O-H về phía O, H+ dễ đứt ⇒tính acid tăng.

R đẩy e: Làm giảm sự phân cực của liên kết O-H về phía O, H+ khó đứt ⇒ tính acid giảm

Ví dụ

CH3- COOH 1,76.10-5 C6H5 -CH2-COOH 5,03.10-5

Br -CH2-COOH 138.10-5

Cl -CH2-COOH 155.10-5

F- CH2-COOH 217.10-5 H-COOH 21,4.10-5 ( CH3 )3C-COOH 0,94.10-5

3.2 HỆ LIÊN HỢP HIỆU ỨNG LIÊN HỢP

Sự liên hợp

Sự xen phủ của các orbital p cách nhau 1 nối σ để tạo thành orbital chung cho cả phân tử

Hay

CC

CC

H

HH

H

C C

H H

H H

H H

CH 2 CH CH CH 2 CH 2 CH CH CH 2

Năng lượng liên hợp

Các hệ thống liên hợp điển hình

- Liên kết π với orbital p trống: π-σ-p trống

- Liên kết π với đôi e p cô lập: π-σ-p cô lập

- Liên kết π tiếp cách: π-σ- π

- Điện tử p cô lập và obital p trống: p-σ-p

- Liên kết π với điện tử độc thân: p-σ-e

Nhóm nguyên tử gây hiệu ứng C

+ Các ntử, nhóm ntử hút e (–C), có thể nhận một đôi điện tử –NO2 > –SO3H > –C≡N > –C≡C–R > –HC=CH2

+ Các ntử, nhóm ntử đẩy e (+C), những nhóm chức có mang một hay nhiều đôi điện tử:

–NH2 –O–R –OH –X –O2-

–C:-+ Có một số nhóm, hiệu ứng liên hợp thay đổi tùy theo bản chất của nhóm thế liên kết với chúng

N

O O

+

N

H H

Sự liên hợp trong acetic acid

O

O H

H O

δ

VD1: so sánh tính acid của etanol và phenol

3.3 Hiệu ứng siêu liên hợp

(siêu tiếp cách)

Hiệu ứng siêu liên hợp

Là khuynh hướng liên hợp của nối tiếp cách với liên kết π hoặc obitan p trống

C H H

H C

H H

C H

H

H C

H

C H

H H

Do hiệu ứng siêu tiếp cách, Các nối Cα–Hα có hiệu ứng liên hợp trở nên kém bền

Tiểu phân càng có nhiều hiệu ứng siêu liên hợp thì càng bền.

a/ Cacbocation và gốc tự do: bậc 1 < bậc 2 < bậc 3

b/ Độ bền các carbanion: ngược lại

c/ Độ bền các alcen: alcen mang càng nhiều nhóm thế càng bền

H

RH

H

RR

R

RR

RR

4 SƠ LƯỢC VỀ PHẢN ỨNG HỮU CƠ

ĐẶC ĐIỂM PHẢN ỨNG HỮU CƠ

- Diễn ra với tốc độ chậm

- Các phản ứng thường thuận nghịch, hiệu suất phản ứng không cao

- Các phản ứng thường xảy ra theo nhiều hướng khác nhau tạo thành hỗn hợp sản phẩm

⇒ dùng nhiệt, xúc tác và kĩ thuật thực hiện phản ứng

Phản ứng thế thân điện tử (SE)

HE

E H

HE

E A

Phản ứng thế thân điện tử (SE)

Vai trò của Fe: Fe + Cl 2 FeCl 3

Cl Cl Fe

Cl

Cl Cl

Cl Cl Fe

Cl

ClCl

Cl

Phản ứng thế thân điện tử (SE)

Phản ứng thế thân hạch 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)

CHH

C

HH

H

BrBr

Chất nền là RX bậc 1, bậc 2

Phản ứng thế thân hạch SN1

Là phản ứng bậc một trạng thái trung gian qua ion cacbonium

Chất nền là các chất dễ tạo Hỗn hợp tiêu triền

ion carbonium: RX bậc 3, allyl halogenid

Cl

H Cl

H CH

CH2

Cl

14

12

Phản ứng cộng thân hạch

Cơ chế

OH A

C O

R R'

R H

OH A

H C H

O

δ δ

R> C H

O

δ δ

Khả năng phản ứng: aldehyd dễ phản ứng hơn ceton