Bài giảng hóa hữu cơ ĐH Nguyễn Tất Thành

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (53.02 MB, 408 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

HÓA HỮU CƠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNHKHOA DƯỢC

BỘ MƠN HĨA HỮU CƠ – HĨA LÝ

Th.S Hoàng Thị Hồng

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

NỘI DUNG:

Phần 1. Đại cươngPhần 2. Hydrocarbon

Phần 3. Hợp chất hữu cơ đơn chứcPhần 4. Hợp chất dị vòng

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Phần 1

ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỮU CƠ

Chương 1: Cấu trúc electron và liên kết trong hóa học hữu cơ

Chương 2: Các hiệu ứng electron trong hợp chất hữu cơ Chương 3: Đồng phân

Chương 4: Các loại phản ứng trong hóa hữu cơ

*

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

CHƯƠNG 1. CẤU TRÚC ELECTRON VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC1.1 Orbital

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Orbital lai hóa

Cấu hình electron của C ở trạng thái cơ bản: 1s22s22p2

Cấu hình electron của C ở trạng thái kích thích (C*):1s22s12p3

Các dạng orbital lai hóa: sp2 , sp3 , sp

→

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Lai hóa sp3:

- Một orbital 2s + ba orbital 2p → 4 orbital lai hóa sp3

- Giống hệt nhau

→

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Lai hóa sp2: một orbital s và hai orbital p.

Liên kết đôi gồm một lk σ + một lk π

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Lai hóa sp: một orbital s với một orbital p. Liên kế ba gồm một lk σ + hai lk π

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Ø Sự phân cực của liên kết cộng hóa trị:

Độ âm điện của một nguyên tố là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút cặp electron liên kết về phía mình.

Độ âm điện càng lớn  khả năng hút cặp electron càng mạnh

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Liên kết hydro giữa chất tan và dung môi →tăng độ tanLiên kết hydro nội phân tử

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Ø Độ bền của phân tử:

• Sự tạo thành liên kết hidro nội phân tử, đặc biệt khi liên kết đó có khả năng tạo vịng,làm cho đồng phân đó trở nên bền vững hơn.

Vd:

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

*

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

2. Cho các chất: HCHO, C2H6, CH3COOH, C2H4, C2H2, C6H6

Có bao nhiêu hợp chất có carbon lai hóa sp2? sp3? sp?

3. Trong các hợp chất sau, hợp chất nào có carbon lai hóa sp3, sp

CH3CHO, C2H2, CH4, CH3CH2Cl

3. So sánh khả năng tan trong nước của các chất sau:

HO(CH2)4OH (1); HO(CH2)3CHO (2); C3H7CHO

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

CHƯƠNG 2. CÁC HIỆU ỨNG ELECTRON

Hiệu ứng electron: tương hỗ giữa các nguyên tử trong phân tử làm thay đổi sự phân cực của phân tử → ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng, khả năng phản ứng, tính acid-base…

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

2.1. Hiệu ứng cảm ứng (Inductive effect): Ký hiệu là I

HU cảm ứng: sự dịch chuyển điện tử trong các liên kết do các nguyên tử trong phân tử có độ âm điện khác nhau →

phân tử phân cực

Độ âm điện Cl > C → Cl hút điện tử → điện tử dịch chuyển theo chiều C1→Cl, C2→C1, C3→C2

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Phân loại:

Hiệu ứng cảm ứng dương +I: gồm các gốc ankyl, các ion âm

có khả năng đẩy điện tử liên kết khỏi mình (cho e).

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

-Hiệu ứng cảm ứng âm –I: Gây ra bởi những nguyên tử, nhóm nguyên tử có khuynh hướng hút điện tử. Phổ biến ở các hợp chất khơng no.

- Những ngun tố có ĐAĐ lớn hơn C:

• Trong cùng 1 chu kỳ: -I tăng từ trái qua phải

-I:-NR2 < -OR < -F

• Trong cùng 1 phân nhóm chính : -I giảm từ trên xuống dưới

-I:-F > -Cl > -Br > -I-I: -OR > -SR > -SeR

- Nhóm mang điện tích dương:O+R2 > OR ; -N+R3 > -NR

-I: Nhóm mang điện > Nhóm khơng mang điện.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

- Nhóm chưa no: các nhóm khơng no đều mang –I và tăng dần theo độ không no

C ≡ C > C6H6 > C = C > C – C (do ĐAĐ Csp > Csp2 > Csp3).-NO2 > -SO3H > -CN > -F > -Cl > -Br > -I > -OCH3 > -C6H5Nói chung, ĐAĐ càng tăng thì –I càng lớn.

v Tính chất:

• Hiệu ứng I có tính thường trực (TT tĩnh) , đặc trưng cho hệ no.

• Hiệu ứng I truyền trên mạch C liên kết đơn � và cường độ giảm dần (nguyên tử C càng lớn, I càng giảm).

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

ØẢnh hưởng của HU cảm ứng lên tính acid

• Các R-OH, R-COOH có chứa nhóm thế có +I →tính acid giảm

• Chứa nhóm thế có –I: tính acid tăng do O-H càng phân cực

Vd: Sắp xếp theo chiều giảm dần của tính acid:

Acid acetic (1); acid monocloacetic (2); acid fomic(3); acid propanoic(4)

+ Viết CTCT:

*

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

• Tính acid của các acid:

F3C-COOH(pKa 0.23) > Cl3C-COOH (0.66) > Cl2CH-COOH (1.25) > NO2-CH2-COOH (1.68) > NC-CH2-COOH (2.47) >

F-CH2-COOH (2.57)>Cl-CH2-COOH(2.87)> Br-CH2-COOH (2.90)> HCOOH (3.75) > HO-CH2-COOH (3.83) > CH3COOH (4.76) >CH3CH2COOH(4.87) >(CH3)3C-COOH (5.03)

Tính acid:

F3C-COOH > F3C-CH2-COOH > F3C-CH2-CH2-COOH

*

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

+

Độ mạnh của bazo:

Bazo amin R – NH2 càng mạnh khi cặp e tự do trên N càng nhiều thì tính bazo càng mạnh.

NH2 – CH2Cl3 < NH3 < NH2 – CH3 < NH(CH3)2Kết luận:

• +I đẩy e: càng cho e làm cho cặp e trên N càng linh động

nên tính base tăng.

• -I hút e làm cho cặp e trên N kém linh động nên tính base

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Bài tập:

1. So sánh tính acid của các hợp chất sau:

2. So sánh tính bazo của các hợp chất sau:

*

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

2.2. Hiệu ứng liên hợp2.2.1. Định nghĩa

Hệ liên hợp: là những phân tử có liên kết π & α ở vị trí ln phiên nhau.

Ví dụ: CH2=CH-CH=CH2 hay CH2=CH-CH=CH-CH=CH2

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

HU liên hợp → sự dịch chuyển đtử trong 1 hệ liên hợp, làm cho hệ liên hợp đó trở nên phân cực

Ký hiệu: C. Biểu diễn bằng mũi tên cong

Ví dụ: CH2=CH-CH=CH2 →mật độ điện tử phân bố đều trên các C

Tuy nhiên: CH2=CH-CH=CH-CHO

Độ âm điện của O > C → nhóm C=O sẽ hút điện tử π của hệ

→ phân tử trở nên phân cực ( LH π- π)

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

N có đơi điện tử tự do (p) → có xu hướng nhường điện tử cho hệ liên hợp → phân tử phân cực (LH p-π)

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

b. Các ion mang điện tích âm có +C mạnh hơn các nguyên tử trung hòa

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

ØBiểu diễn bằng mũi tên cong:

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

v Đặc điểm của HU liên hợp:

• HU liên hợp thay đổi rất ít khi kéo dài mạch liên hợp

Độ linh động của H ở hai chất là giống nhau

• HU liên hợp chỉ có hiệu lực trên hệ liên hợp phẳng.

*

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Đặc điểm của HU liên hợp:

HU liên hợp ảnh hưởng đến sự dịch chuyển điện tử → tạo thành các công thức trung gian

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

2.3. Hiệu ứng siêu liên hợp

Là sự tương tác của các điện tử σ của liên kết C-H với hệ đtử π (C=C, -C6H5 …), hoặc trong carbocation (vd: (CH3)3C+)

hay gốc tự do (vd: (CH3)3C.)

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

• HU siêu liên hợp càng mạnh khi số nguyên tử H ở Cα càng nhiều

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

CH3CHCl

CH2CH2CH3

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

2.4. Ảnh hưởng của HU liên hợp, HU siêu liên hợp lên tính acid

• Tính acid của alcohol < phenol

• Nhóm thế có –C sẽ làm tăng tính acid & ngược lại

Tính acid:

C H>H

H

+I

</div>Trang 41<div class="page_container" data-page="41">

a. Acid béo không no:

• Tính acid mạnh hơn acid no cùng mạch C (do C=C có –I)

• Nối đơi C=C càng gần –COOH thì tính acid càng mạnh

• Tuy nhiên: nếu C=C liên hợp với C=O trong – COOH thì tính acid giảm do +C của C=C!!!

• Tính acid: CH3-CH=CH-CH2-COOH(pKa=4.48) > CH2=CH-CH2-CH2-COOH (4.68) > CH3-CH2-CH=CH-COOH (4.83)

</div>Trang 42<div class="page_container" data-page="42">

•Nối ba C≡C cho dù ở vị trí liên hợp với C=O thì vẫn làm tăng mạnh tính acid (khác C=C): do –I của C≡C mạnh & chỉ có 1 lkết π của C≡C cho +C liên hợp với C=O, lkết π cịn lại cho –I nhưng khơng có +C.

</div>Trang 43<div class="page_container" data-page="43">

b. Acid có vịng thơm:

•Tính acid H-COOH (pKa 3.75) > C6H5-COOH (4.18)

do +C của C6H5- mạnh hơn –I

•Tính acid tùy thuộc bản chất & vị trí nhóm thế:

o-NO2-C6H5-COOH > p- >

m-• Halogen cho –I > +C → o-Cl-C6H5COOH > m- >

</div>Trang 44<div class="page_container" data-page="44">

p-2.5. Ảnh hưởng lên tính base

• Mật độ điện tử trên N càng lớn → tính base của amine càng mạnh

• Nhóm thế đẩy điện tử (+I) sẽ làm tăng tính base của amine & ngược lại (-I, -C)

• Tính base:

(CH3)2NH > CH3NH2 > NH3 > C6H5NH2 >

</div>Trang 45<div class="page_container" data-page="45">

• Tính base: p-NO2-C6H4-NH2 < m- NO2-C6H4-NH2< p-Cl-C6H4NH2 < C6H5-NH2 < p-CH3O-C6H4-NH2

-p-NO2: → -I, -C mạnh nhất, m-NO2: → -I mạnh, -C không ảnh hưởng nhiều do hệ liên hợp bị đứt đoạn

-Cl: → -I mạnh hơn +C, -I yếu hơn -NO2

p-CH3O: → +C mạnh hơn –I → mật độ điện tử trên N cao nhất → base mạnh nhất

Tính base:

HC≡C- > (CH3)3CO- > CH3O- > OH- > C6H5O- >CH3

</div>Trang 46<div class="page_container" data-page="46">

COO-V.4. Ảnh hưởng lên độ bền của các carbocation

• Điện tích dương trên các cation càng được giải tỏa (càng nhỏ) thì cation càng bền

• Độ bền do hiệu ứng đẩy điện tử của +H, +I:

H

H C CH

2

H

HH H C

HH C HH

H C

HH C HH

HH C H<<

</div>Trang 47<div class="page_container" data-page="47">

Độ bền của carbocation:

(CH3)3C+< C6H5CH2+< (C6H5)2CH+

Do +C của -C6H5 mạnh hơn +I, +H của –CH3

→Điện tích càng được giải tỏa nên carbocation càng bền

</div>Trang 48<div class="page_container" data-page="48">

 Độ bền của carbocation:

H

</div>Trang 49<div class="page_container" data-page="49">

Bài tập:

1. So sánh tính acid của các chất sau:

a. C2H5COOH(1);ClCH2COOH(2);ClC2H4COOH(3);ICH2COOH (4)b. C6H5OH(1);p-CH3OC6H4OH(2);p-NO2C6H4OH(3);

p-CH3COC6H4OH (4); p-CH3C6H4OH(5)

2. So sánh tính base của các chất sau:

*

</div>Trang 50<div class="page_container" data-page="50">

Chương 3: CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỒNG PHÂN

•Đồng phân là những hợp chất hữu có công thức phân tử giống nhau, công thức cấu tạo khác nhau → tính chất vật lý, hóa học khác nhau.

•Phân loại:

+ Đồng phân cấu tạo (phẳng).

+ Đồng phân lập thể: đồng phân hình học (cis, trans),

</div>Trang 51<div class="page_container" data-page="51">

3.1. Đồng phân cấu tạo (phẳng):

</div>Trang 52<div class="page_container" data-page="52">

3.1.2. Đồng phân về vị trí các liên kết bội, vị trí nhóm chức

a. Đồng phân về vị trí các liên kết bội

Vd: C

4

H

8

có 2 đồng phân:

C

5

H

10

có các đồng phân:

</div>Trang 53<div class="page_container" data-page="53">

b. Đồng phân về vị trí nhóm chức

• Alcol C4H9OH có các đồng phân vị trí nhóm –OH:

• C6H4CH3OH có các đồng phân về vị trí nhóm -OH:

</div>Trang 54<div class="page_container" data-page="54">

3.1.3. Đồng phân về chức hữu cơ:

- Về chức ancol và ete: C2H6O

-

Về chức axit và este: C3H6O2

</div>Trang 55<div class="page_container" data-page="55">

- Về chức andehyde, cetone và alcol: C3H6O

• Có nhiều nhóm thế khác nhau liên kết với 1 nhóm chức:Vd: C4H10O

*

</div>Trang 56<div class="page_container" data-page="56">

• Về bậc của nhóm chức:Vd: C3H9N

</div>Trang 57<div class="page_container" data-page="57">

3.1.4. Đồng phân hỗ biến (tautomer)

Chuyển hóa này được gọi là hỗ biến ketone – enol:

*

</div>Trang 58<div class="page_container" data-page="58">

Ngồi ra trong hữu cơ cịn gặp nhiều dạng hỗ biến khác.Nitroso – oximino

Amido – imidol

Nguyên nhân gây ra đồng phân hỗ biến là do sự chuyển chỗ của nguyên tử H trên các trung tâm O, N…

</div>Trang 59<div class="page_container" data-page="59">

Bài tập:

1. viết các đồng phân có thể có của:

a. C

5

H

12

b. C

5

H

10

c. C

5

H

11

OH ; C

4

H

9

Cl

2. Viết các công thức hỗ biến của:

a. b.

*

</div>Trang 60<div class="page_container" data-page="60">

3.2. Đồng phân lập thể

3.2.1. Đồng phân hình học

Do sự khác nhau về vị trí các nhóm thế đối với mặt phẳng liên kết đơi hoặc mặt phẳng vịng.

Điều kiện để có đồng phân hình học:

• Phân tử phải chứa liên kết đơi hoặc vịng kín.

• Các ngun tử C có chứa liên kết đơi và vịng kín phải liên kết với 2 ngun tử hoặc 2 nhóm thế có bản chất khác nhau.

</div>Trang 61<div class="page_container" data-page="61">

• Thường xuất hiện ở những hợp chất có chứa:

C=C, C=N, N=N, hệ liên hợp, vòng phẳng 3 hoặc 4 cạnh.

*

</div>Trang 62<div class="page_container" data-page="62">

v Hệ cis-trans: abC=Cab hoặc acC=Cab

• Nhóm thế tương đương nằm cùng phía mặt phẳng  hoặc vịng  cis

• Khác phía  trans.

</div>Trang 64<div class="page_container" data-page="64">

Hợp chất dạng acC = Cab:

Ví dụ:

</div>Trang 65<div class="page_container" data-page="65">

v Hệ Z-E: abC=Ccd (a>b, c>d)

• Nhóm thế lớnnằm cùng phía mặt phẳng  hoặc vịng  Z (Zusammen = cùng phía).

• Khác phía  E (Eintgegen = khác phía).

*

</div>Trang 66<div class="page_container" data-page="66">

Vd:

</div>Trang 67<div class="page_container" data-page="67">

v Quy tắc xác định “độ lớn” Kahn-Ingold-Prelog:

+ Nguyên tử có số thứ tự trong BHTTH càng lớn thì độ lớn của nó càng lớn:

I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > H-CH2Cl > -CH2OH > -CH2CH3

-COOCH3 > -COOH > -CONH2 > -COCH3 > -CHO

*

</div>Trang 68<div class="page_container" data-page="68">

+ liên kết đơi, ba  ngun tử đó có 2 lần, 3 lần liên kết với nguyên tử khác.

-C N > -C 6H5 > -C CH > -CH=CH 2

</div>Trang 69<div class="page_container" data-page="69">

• Đối với hợp chất chứa C=C liên hợp a(HC=CH)nVd: diphenyl butadiene có 3 đồng phân:

Số đồng phân hình học của hệ liên hợp C=C:

N = 2n+1 + 2p-1 ; với n là số nối đôi liên hợpp = n/2 nếu n chẵn

p = (n+1)/2 nếu n lẻ

*

</div>Trang 70<div class="page_container" data-page="70">

• Đối với các hợp chất vòng:

Vd:

</div>Trang 71<div class="page_container" data-page="71">

v Đối với hợp chất có nối đơi C=N và N=N:

*

</div>Trang 72<div class="page_container" data-page="72">

•Bài tập:

Xác định đồng phân Z/E

</div>Trang 73<div class="page_container" data-page="73">

3.2.2. Đồng phân cấu dạng:

</div>Trang 74<div class="page_container" data-page="74">

Phân tử etan có thể được trình bày các dạng cơng thức:

</div>Trang 75<div class="page_container" data-page="75">

a) Công thức phối cảnh

- Được mô tả trong không gian 3 chiều.

- Liên kết C-C hướng theo đường chéo từ trái sang phải và xa dần người quan sát.

- Có 2 loại CT phối cảnh:

*

</div>Trang 76<div class="page_container" data-page="76">

Có thể mơt tả bằng đường nét đậm ( ): liên kết hướng về phía trước mặt phẳng.

Đường nét nhạt( ): liên kết nằm trong mặt phẳng.Đường chấm chấm( ): liên kết nằm sau mặt phẳng.

</div>Trang 77<div class="page_container" data-page="77">

b) Công thức Newman:

Dạng xen kẽ:

Dạng che khuất:

*

</div>Trang 78<div class="page_container" data-page="78">

Cân bằng (không thể tách):

• Dẫn xuất 1 lần thế: e-methyl cyclohexane bền hơn

</div>Trang 79<div class="page_container" data-page="79">

a-Vd:

§ phân tử cyclohexan có 2 loại cấu dạng:

Dạng ghế bền hơn dạng thuyền.

§ Cyclohexan mang một nhóm thế:

(bền)

*

</div>Trang 80<div class="page_container" data-page="80">

§ Cyclohexan mang 2 nhóm thế:+ Nhóm thế(1,2):

</div>Trang 81<div class="page_container" data-page="81">

+ Vị trí (1,3):

*

</div>Trang 82<div class="page_container" data-page="82">

+ Vị trí (1,4):

</div>Trang 83<div class="page_container" data-page="83">

3.2.3. Đồng phân quang học

v Điều kiện xuất hiện đồng phân quang học:

• Đồng phân quang học thường xuất hiện khi có C bất đối xứng (C*).

C* bất đối xứng: là C liên kết với 4 nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác nhau.

Cabcd: a ≠ b ≠ c ≠ d →khơng có tính đối xứng trong khơng gian.

a) Phân tử có 1 C bất đối xứng:

Vd: acid lactic có 1 C*: CH3C*H(OH)COOH, có 2 đồng phân quang học:

*

</div>Trang 84<div class="page_container" data-page="84">

• Các nhóm thế khác nhau về đồng phân cấu tạo→ đồng phân quang học

• Các nhóm thế khác về đồng vị → đồng phân quang học

</div>Trang 85<div class="page_container" data-page="85">

v Đồng phân quang học khơng chứa C*

Phân tử bố trí chặt chẽ trong khơng gian, có cấu tạo bất đối xứng trên tồn phân tử

• Đồng phân allene

• Đồng phân cản quay

*

</div>Trang 86<div class="page_container" data-page="86">

b) Phân tử có nhiều ngun tử C*:

Nếu hợp chất có n C* thì số đp quang học là 2n.

Vd: acid -dihydroxybutyric có 2 nguyên tử C* nên có 4 đp quang học như sau:

, 

</div>Trang 87<div class="page_container" data-page="87">

Khi phân tử có 2C* giống nhau,làm cho phân tử có mp đối xứng trong phân tử: có ít đp quang học hơn và có thêm đp meso.

Vd: acid tartaric: HOOC – CHOH –CHOH – COOH

→Có 2 đp quang học và 1 đp meso.

*

</div>Trang 88<div class="page_container" data-page="88">

ØDanh pháp đồng phân quang học:

1. Hệ danh pháp D, L: (cấu hình tương đối)

• Phải so sánh với 1 chất chuẩn.

• Cấu hình chuẩn của anđehid glyceric: CH2OH – CHOH – CHO

</div>Trang 89<div class="page_container" data-page="89">

• Quy ước: các đồng phân chứa dị tố (O,N, S…) liên kết trực tiếp với C* nằm bên phải công thức Fischer→ D, bên trái: L.

Vd: acid lactic có 2 đồng phân

*

</div>Trang 90<div class="page_container" data-page="90">

vd:

Trong cơng thức Fisher:

-OH quay phải → cấu hình D

</div>Trang 92<div class="page_container" data-page="92">

2. Hệ danh pháp R, S: (cấu hình tuyệt đối)

ØCách xác định cấu hình: C*abcd, giả sử a > b > c > dTH1: Theo công thức tứ diện, phối cảnh(khơng gian): đặt d (nhóm nhỏ) xa người quan sát.

+ Đi từ a→b→c cùng chiều kim đồng hồ: đồng phân R.

+ Đi từ a→b→c ngược chiều kim đồng hồ: đồng phân S.

</div>Trang 93<div class="page_container" data-page="93">

• 2-bromobutane:

</div>Trang 94<div class="page_container" data-page="94">

TH2:Theo cơng thức Fisher:

• Đặt d (nhóm nhỏ) nằm dưới hay trên trong công thức Fisher, sau đó xét thứ tự các nhóm cịn lại:

• Đi từ a → b → c: cùng chiều kim đồng hồ: R

• Đi từ a → b → c: ngược chiều kim đồng hồ: SQuy ước:

+ Nếu thay đổi vị trí nhóm thế 1 lần thì cấu hình thay đổi.+Nếu thay đổi vị trí nhóm thế 2 lần thì cấu hình khơng đổi.

+Xét theo chiều thứ tự giảm dần của các nhóm thế.

-OH > -CHO > - CH2OH > H

</div>Trang 95<div class="page_container" data-page="95">

Vd2: D-acid lactic

Đổi vị trí 2 cặp H và CH

3

; OH và COOH:

*

</div>Trang 96<div class="page_container" data-page="96">

• Nếu đổi vị trí 1 cặp H và CH

3

:

→ D – acid lactic có cấu hình R-acid lactic.

</div>Trang 97<div class="page_container" data-page="97">

•Phân tử có nhiều C*:

Hợp chất chứa các C* không tương đương:

Vd: có 2 C* →số đp quang học là 2

2

= 4.

*

</div>Trang 98<div class="page_container" data-page="98">

• Hợp chất chứa C* tương đương:

Vd: acid tartaric HOOC – CHOH – CHOH – COOH

Trong đp meso, độ quay cực của 2C* triệt tiêu nhau→khơng cịn tính quang hoạt.

Số đp quang học của hợp chất chứa C* tương đương (tính cả đp

</div>Trang 99<div class="page_container" data-page="99">

Bài tập:

1. Viết các công thức cấu tạo của hợp chất sau? Chất nào có đp hình học? Viết và gọi tên:

a. C

4

H

8

b. C

3

H

5

F

2. chất nào sau đây có đp hình học? Gọi tên theo danh pháp Z, E?a.

b.

*

</div>Trang 100<div class="page_container" data-page="100">

3. Xác định cấu hình tuyệt đối của các chất sau:

</div>Trang 101<div class="page_container" data-page="101">

4. Xác định số C bất đối xứng trong các hợp chất sau:

*

</div>Trang 102<div class="page_container" data-page="102">

Xác định cấu hình của các hợp chất:

</div>Trang 103<div class="page_container" data-page="103">

CHƯƠNG 4. PHẢN ỨNG HỮU CƠ

4.1 Phản ứng thế

Phản ứng thế theo cơ chế gốc tự doPhản ứng thế ái điện tử

Phản ứng thế ái nhân

4.2 Phản ứng tách loại

4.3 Phản ứng cộng hợp

</div>Trang 104<div class="page_container" data-page="104">

4.1. Phản ứng thế: S (Substitution)

Là phản ứng trong đó một nguyên tử hay nhóm nguyên tử trong phân tử được thay thế bằng nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác.

CH

4

+ Cl

2

→

CH

3

Cl + HCl

CH

3

Cl + NaOH → CH

3

OH + NaCl

</div>Trang 105<div class="page_container" data-page="105">

→ Phản ứng halogen hóa ankan, phản ứng ankyl halogenuavới kim loại.



</div>Trang 106<div class="page_container" data-page="106">

Phản ứng chlor hóa các alkane:

R – H + Cl

2

→ RCl + HCl

Phát triển mạch: R – H + Cl

∙

→ R

∙

+ HClR

∙

+ Cl

2

→ RCl + Cl

∙

Tắt mạch: Cl

∙

+ Cl

∙

→ Cl

2

R

∙

+ R

∙

→ R - R

</div>Trang 107<div class="page_container" data-page="107">

4.1.2. Phản ứng thế theo cơ chế ái điện tử:SE

Phản ứng thế ái điện tử SE (SE1 , SE2) là phản ứng đơn phân tử hay lưỡng phân tử. Sơ đồ tổng quát:

E+ + R – A→ R – E + A+

Ví dụ:

Phản ứng thế ái điện tử chủ yếu xảy ra ở các hợp chất của

hydrocacbon thơm và dị vòng thơm.

Tác nhân ái điện tử E+ là những tác nhân mang điện dương (+NO2, Br+) hoặc phân tử thiếu điện tử (SO3, CO2…)

</div>Trang 108<div class="page_container" data-page="108">

Phản ứng SE:

</div>Trang 109<div class="page_container" data-page="109">

Ø Phản ứng thế ái điện tử vào nhân thơm (SE)

</div>Trang 110<div class="page_container" data-page="110">

v Nhóm thế đẩy điện tử (+C, +H, +I) → SE tăng

</div>Trang 111<div class="page_container" data-page="111">

4.1.3. Phản ứng thế ái nhân(thế nucleophin) SN1 , SN2

R – X + Y- → R – Y + X

-Y- : RO-, OH-, RCOO-, ROH, NH3, RNH2, Cl-, Br-, I-…R: gốc hydrocacbon.

X: Cl, Br, OH, OR, OSO2R…

Ví dụ:

CH3-CH2-Cl+ OH- CH3- →CH3-CH2-OH + Cl

-CH2-Br + CH3O- → CH3-CH2-O-CH3 + Br-

CH3-CH2-Br+ NH3 → CH3-CH2-NH2 + HBr

</div>

Bài giảng hóa hữu cơ ĐH Nguyễn Tất Thành

<b>HÓA HỮU CƠ</b>

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNHKHOA DƯỢC</b>

<b>BỘ MƠN HĨA HỮU CƠ – HĨA LÝ</b>

<b>NỘI DUNG:</b>

<b>Phần 1. Đại cươngPhần 2. Hydrocarbon</b>

<b>Phần 3. Hợp chất hữu cơ đơn chứcPhần 4. Hợp chất dị vòng</b>

<b>Phần 1</b>

<b>ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỮU CƠ</b>

Ø<b>Ảnh hưởng của HU cảm ứng lên tính acid</b>

<b>Vd: Sắp xếp theo chiều giảm dần của tính acid:</b>

Acid acetic (1); acid monocloacetic (2); acid fomic(3); acid propanoic(4)

+

<b>Bài tập:</b>

<b>1. So sánh tính acid của các hợp chất sau:</b>

<b>2. So sánh tính bazo của các hợp chất sau:</b>

Ø<i><b>Biểu diễn bằng mũi tên cong:</b></i>

H

H C CH

H

HH H C

HH C HH

H C

HH C HH

HH C H<<sup><</sup><sup> </sup>

<b>H</b>

<b>Bài tập:</b>

<b>Chương 3: CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỒNG PHÂN </b>

•<b>Đồng phân </b>là những hợp chất hữu có <b>công thức phân tử giống nhau, công thức cấu tạo khác nhau → tính chất vật lý, hóa học khác nhau.</b>

•<b>Phân loại:</b>

<b>+ Đồng phân cấu tạo (phẳng).</b>

<b>+ Đồng phân lập thể: đồng phân hình học (cis, trans), </b>

<b>3.1. Đồng phân cấu tạo (phẳng):</b>

<i><b>3.1.2. Đồng phân về vị trí các liên kết bội, vị trí nhóm chức</b></i>

<i><b>a. Đồng phân về vị trí các liên kết bội</b></i>

<b>Vd: C</b>

<b>H</b>

<b> có 2 đồng phân:</b>

<b>C</b>

<b>H</b>

<b> có các đồng phân:</b>

-

<i><b>3.1.4. Đồng phân hỗ biến (tautomer)</b></i>

<b>Chuyển hóa này được gọi là hỗ biến ketone – enol:</b>

Ngồi ra trong hữu cơ cịn gặp nhiều dạng hỗ biến khác.Nitroso – oximino

Amido – imidol

<b>Nguyên nhân gây ra đồng phân hỗ biến là do sự chuyển chỗ của nguyên tử H trên các trung tâm O, N…</b>

<b>Bài tập:</b>

<b>1. viết các đồng phân có thể có của:</b>

a. C

H

b. C

H

c. C

H

OH ; C

H

Cl

<b>2. Viết các công thức hỗ biến của:</b>

a. b.

Vd:

•<b>Bài tập:</b>

<b>Xác định đồng phân Z/E</b>

<i><b>3.2.2. Đồng phân cấu dạng:</b></i>

Ø<b>Danh pháp đồng phân quang học:</b>

<b>1. Hệ danh pháp D, L: (cấu hình tương đối)</b>

vd:

<b>2. Hệ danh pháp R, S: (cấu hình tuyệt đối)</b>

Ø<b>Cách xác định cấu hình: C*abcd, giả sử a > b > c > dTH1:</b> Theo công thức tứ diện, phối cảnh(khơng gian): <b>đặt d (nhóm nhỏ) xa người quan sát.</b>

<b>+ Đi từ a→b→c cùng chiều kim đồng hồ: đồng phân R.</b>

<b>+ Đi từ a→b→c ngược chiều kim đồng hồ: đồng phân S.</b>

Vd2: D-acid lactic

Đổi vị trí 2 cặp H và CH

; OH và COOH:

• Nếu đổi vị trí 1 cặp H và CH

:

→ D – acid lactic có cấu hình R-acid lactic.

•<b>Phân tử có nhiều C*:</b>

Hợp chất chứa các C* không tương đương:

Vd: có 2 C* →số đp quang học là 2