ĐẠI CƯƠNG về hóa học hữu cơ

Mục tiêu• Trình bày và chỉ rõ được các trạng thái lai hóa của carbon, liên kết σ, π và xác định được góc liên kết.. • Xác định được C* và viết được công thức hình chiếu Fisher các đồng p

ĐẠI CƯƠNG VỀ

HÓA HỌC HỮU CƠ

Mục tiêu

• Trình bày và chỉ rõ được các trạng thái lai hóa của carbon, liên kết σ, π và xác định được góc liên kết

• Viết được công thức đồng phân cis – trans

• Xác định được C* và viết được công thức hình chiếu Fisher các đồng phân D, L, Meso

Mục tiêu

• Nêu được ví dụ về sự phân cực của liên kết trong phân tử, trình bày được đặc điểm của hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng liên hợp.

• So sánh và giải thích được tính chất của một số hợp chất hữu cơ bằng các hiệu ứng cấu trúc.

• Nêu được đặc điểm, phân loại và các kiểu cơ chế phản ứng.

• Trình bày được tóm tắt các cơ chế phản ứng SN1,

SN2, SE, AE, AN, E1, E2.

A CẤU TRÚC ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ C VÀ

SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT TRONG HỢP CHẤT

HỮU CƠ

Các trạng thái lai hóa của C

Mô hình phân tử

B CÁC LOAI CÔNG THỨC CẤU TẠO

TRONG KHÔNG GIAN

1.Công thức cấu tạo

- Cấu tạo đầy đủ (công thức khai triển)

2.Công thức vạch

3 Công thức phối cảnh

Biểu diễn phân tử trong không gian ba chiều

Nét liền: liên kết nằm trong mặt phẳng

Nét đứt: liên kết hướng ra sau mp

Nét đậm: liên kết hướng ra trước mp

C

HOOC

C CH3H

HO

COOH

OH H

4 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

C ĐỒNG PHÂN

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

1400c C

C

C H

OH O

HO

O

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

Mẫu chất có khả năng làm quay mặt phẳng phân cực

của ánh sáng phân cực gọi là chất có tính triền

quang

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

CH3

HO HH

HC có 2 C*không tương đương

AB,CD là cặp đối hình

Các cặp khác là bán đối hình

CH CH

H H

COOH

COOH

H O

H

Đồng phân loại Ciclan

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

HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ (HIỆU ỨNG CẤU TRÚC)

Sự phân cực của liên kết

Công thức giới hạn

Sự phân cực của nối  được biểu diễn bỡi các công thức giới hạn

Công thức thật sự của phân tử là tổ hợp tuyến tính

của các công thức giới hạn





Hay

1 HIỆU ỨNG CẢM ỨNG

HIỆU ỨNG CẢM ỨNG

Định nghĩa: Là hiệu ứng của nối , do sự chênh lệch độ

âm điện

C –>- X C –– H C -<– Y

–I: Cảm âm I=0: chuẩn +I: Cảm dương

Tính chất: Có tính thường trực, truyền dài theo

trục C và tắt dần

C > C >> C >>> X  

2 HỆ LIÊN HỢP

HIỆU ỨNG LIÊN HỢP

C C

C C

H

H H

H

Hay

C C

H H

H H

H H

CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2

Năng lượng liên hợp(cộng hưởng)

Hiệu ứng liên hợp

Là hiện tượng phân bố lại (lan truyền) e trong phân tử , xảy ra khi hệ liên hợp có chứa nguyên tử hoặc nhóm

nguyên tử đẩy hoặc hút e

Kí hiệu là C(conjugate effect).

Hiệu ứng liên hợp không giảm khi mạch C kéo dài,

nó truyền đi trong toàn hệ liên hợp

CH2 CH CH CH CH3 CH2 CH CH CH CH3

CH CH CH O CH

CH 2 

Các hệ thống liên hợp điển hình

- Liên kết  với orbital p trống:

- Liên kết  với đôi e p cô lập

- Liên kết  tiếp cách:

- Điện tử p cô lập và obital p trống

- Liên kết  với điện tử độc thân

Nhóm nguyên tử gây hiệu ứng liên hợp

+ Các ntử, nhóm ntử (–C), có thể nhận một đôi điện tử

–NO2 > –SO3H > –C≡N > –C≡C–R > –HC=CH2

+ Các ntử, nhóm ntử (+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

CH3 C

O

O H

H O

VD1: so sánh tính acid của etanol và phenol

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

C H H

H C

H

H

C H

H

H C

H

C H

H H

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 C C

R R

R

H C C

R R

R R

SƠ LƯỢC VỀ PHẢN ỨNG HỮU CƠ

1 ĐẶC ĐIỂM PHẢN ỨNG HỮU CƠ