Tài liệu về Hóa hữu cơ

HÓA HỌC HỮU CƠ
VT 2011
CHƯƠNG I
ĐỒNG PHÂN CỦA CÁC
HỢP CHẤT HỮU CƠ
•

Đồng phân – hợp chất hữu cơ có công thức phân tử giống nhau,
công thức cấu tạo khác nhau;
•
Phân loại:
I.
Đồng phân cấu tạo (phẳng)
II.
Đồng phân lập thể: đồng phân cấu dạng, đồng phân cấu hình (đồng
phân hình học, đồng phân quang học)

Phân loại đồng phân
Ðong phân
Câu hình
không gian
Câu dang
Câu tao
hình hoc quang hoc
I. ĐỒNG PHÂN CẤU TẠO
Do có sự sắp xếp khác nhau của các nguyên tử trong mạch C.
1.
Đồng phân mạch C
2. Đồng phân do vị trí các liên kết bội và nhóm
chức
3. Đồng phân có nhóm định chức khác nhau

4. Đồng phân có nhóm thế khác nhau liên kết với
nhóm định chức
II. ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ
1.
Đồng phân hình học
a/ Điều kiện xuất hiện
•
Xuất hiện khi phân tử có bộ phận cứng nhắc → cản trở sự quay tự do của các
nguyên tử ở đó
•
2 nguyên tử liên kết với cùng 1 nguyên tử của bộ phận cứng nhắc phải khác
nhau
•
Thường xuất hiện ở những hợp chất có chứa C=C, C=N, N=N, hệ liên hợp, vòng
phẳng 3 hay 4 cạnh.
R1R2C=CR3R4
R1 ≠ R2 và R3 ≠ R4


b/ Danh pháp của đồng phân hình học
b.1. Hệ cis – trans: ax
C=Cay
•
a nằm cùng phía với mặt phẳng π → cis, khác phía → trans
b.2. Hệ Z-E: axC=Cby (a > x và b > y)
•
a, b cùng phía so với mặt phẳng π → Z (zusammen), khác phía → E (entgegen).
Xét tính hơn cấp của nhóm thế
•
Dựa theo thứ tự ưu tiên sau trong bảng HTTH của nhóm thế (điện tích hạt nhân lớn)

Br > Cl > S > P > F > O > N > C > H
35 17 16 15 9 8 7 6 1
•
Nếu các nguyên tử liên kết trực tiếp giống nhau thì xét
lớp thứ 2:
CH(CH
3
)
2
> CH
2
CH
3
> CH
3
1H+2C=13 2H+1C=8 3H=3
(RO)
3
C > (RO)
2
CH > ROCH
2
3O=24 2O+1H=17 1O+2H=10
* Nếu trong nhóm có nguyên tố âm điện hơn thì sẽ ưu tiên
hơn (vd: CH
2
OH > (CH
3
)
3

C)
(E)
C
C
CH
2
CH
3
CH
3

2
HC
H
3
C
CH
3
•
Các nguyên tử chứa liên kết bội được tính bội lần:
HC=O > CH2OH C6H5 > (CH3)2CH C N > CH2NH2
17 10 18 13 21 9
C C
C
6
H
5
N CH
3

2
H
3
C
3
C
H
E
* Chú ý: khi dùng danh pháp Z-E, Z và E không phải luôn trùng với danh pháp cis và
trans.
•
Hệ có nhiều nối đôi riêng rẽ:
•
Hệ liên hợp a(HC=CH)nx:
C C
H H
CH
3
H
2
C
CC
H
3
C
H H
cis-cis (Z-Z)
C C
H CH
3

HH
2
C
CC
H
3
C
H H
cis-trans (Z-E)
C C
H CH
3
HH
2
C
CC
H
H
3
C H
trans-trans (E-E)
C C
H H
R'
CC
R
H H
C C
H R'
H

CC
R
H H
C C
H R'
H
CC
H
R H
C C
H H
R'
CC
H
R H
cis-cis (Z-Z) cis-trans (Z-E) trans-cis (E-Z)trans-trans (E-E)
•
Đối với hợp chất axC=Ny
a > x, a và y cùng phía so với mặt phẳng nối đôi → Z
Khác phía → E
–
Đối với aldoxime: nếu nhóm –OH và –H nằm khác phía => anti. Cùng => syn
–
Đối với ketoxime:
Cùng 1 chất có thể gọi là syn- hay anti- và phải chỉ rõ nhóm nào syn hay anti với nhóm
OH.
•
Đối với hợp chất azo xN=Ny
•

Đối với các hợp chất vòng no:
Các nhóm thế tương đương cùng phía với mặt phẳng vòng → cis, khác phía → trans
c/ Cách xác định và so sánh các đồng phân hình học
c.1. Xác định khoảng cách giữa các nhóm thế
Khoảng cách giữa 2 nhóm thế tương đương trong đồng phân cis < trans
c.2. Moment lưỡng cực
•
2 nhóm thế giống nhau aHC=Cha
•
2 nhóm thế khác nhau aHC=CHb (a ≠ b):
–
2 nhóm thế cùng hút hay cùng đẩy điện tử:
–
2 nhóm thế có tính chất điên tử ngươc nhau:
c.3. Nhiệt độ nóng chảy
•
Đồng phân trans: do tính đối xứng → mạng lưới tinh thể chặt
chẽ.
•
Lưu ý: mối liên hệ giữa nhiệt độ sôi và đồng phân hình học không chặt chẽ.