Đại cương về hóa hữu cơ

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.. ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌCNhững chất có cùng côn

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

N CH3Dextrometophan

O

N3

HO

N N O

O

H

H3C

AZT (Tri HIV)

H

C CH3

H3C

RU 486

Thuoc ngua thai

(ngay hom sau)

N

N S

HN N

N N

CH 3

CH 2 CH 2 CH 3

O

O O

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 6 C :

2s 2 2p 2

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 mp

Nét đậm: liên kết hướng ra trước mp

C

HOOC

H HO

CH3 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

CH3

H OH

COOH

CH3H

Độ bền cấu trạng

Phân tử thường phân bố không

2 ĐỒNG PHÂN

2.1 ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC

Những chất có cùng công thức cấu tạo nhưng do sự phân

bố khác nhau đối với bộ khung cứng

(Nối đôi, vòng no)

C C

Br

CH3

Br H

C C

Br

CH3

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

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

H HO

CH3 C

COOH

OH H

COOH

OH H

CH3

50%(+) 50%(-) Hỗn hợp tiêu

triền

Acid 2,3-dihidroxy butanoic

CH CH

CH3

OH

COOH OH

COOH

CH3HO

CH CH

H H

COOH

COOH

H OH

H O

H

Đồng phân loại Ciclan (Cicloankan)

CH2OH

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



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

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

3.2 HỆ LIÊN HỢP HIỆU ỨNG LIÊN HỢP

C C

H

H H

H

C C

H H

H H

H H

Năng lượng liên hợp

Các hệ thống liên hợp điển hình

- Liên kết  với orbital p trống: --p trống

- Liên kết  với đôi e p cô lập: --p cô lập

- Liên kết  tiếp cách: -- 

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

- Liên kết  với điện tử độc thân: p--e

CH2 CH Cl CH2 CH ClCH2 CH CH2 CH2 CH CH2

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:

–NH 2 –O–R –OH –X –O 2- –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

CH3 C

O

O H

CH3 C O

H O

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  hoặc obitan p trống

Ví dụ:

H C

H H

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 C–H 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

R H

H

R R

R

R R

R R

4 SƠ LƯỢC VỀ PHẢN ỨNG HỮU CƠ

ĐẶC ĐIỂM PHẢN ỨNG HỮU CƠ

Alkan có từ 3 nguyên tử C trở lên

Phản ứng thế thân điện tử (SE)

H E

E H

H E

E A

Cl Cl Fe

Cl

Cl Cl

Cl

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)

C H H

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

Qui tắc MAKOVNIKOV : Phản ứng cộng ái điện tử vào

alken xảy ra chủ yếu qua dạng trung gian có độ bền

CH2

Cl

CH2 CH CH CH2

H Cl

CH CH2

H CH

CH2

Cl

1 4

1 2

Phản ứng cộng thân hạch

Cơ chế

OH A

OH A