TIỂU LUẬN ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC

LOGO
CẤU HÌNH
www.themegallery.com
Cấu hình (configuration): các liên kết cộng hóa trị
có góc liên kết và độ dài liên kết xác định, như vậy,
vị trí không gian của các nguyên tử liên kết được
xác định và ràng buộc chặt chẽ với nguyên tử kia.
CÁC KHÁI NIỆM
CÁC KHÁI NIỆM
Cấu hình dùng để chỉ cơ cấu của phân tử liên hệ
đến vị trí tương đối trong không gian của các
nguyên tử nối với nhau. Mỗi hợp chất có 1 cấu hình
xác định. Sự biến đổi cấu hình chỉ có thể xảy ra do
sự đứt và ráp nối.
www.themegallery.com
CÁC KHÁI NIỆM
CÁC KHÁI NIỆM
Những nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết
đôi (chẳng hạn C=C, C=N, N=N…) hoặc tạo thành
các cạnh của những vòng nhỏ thì không quay tự do
quanh trục liên kết, chúng tạo thành một bộ phận
“cứng nhắc” trong phân tử. Vì vậy, các nhóm thế
đính với những nguyên tử kiểu đó có thể được sắp
xếp theo quan hệ không gian khác nhau, không
chuyển đổi cho nhau được, dẫn đến tạo ra những
đồng phân hình học.
BẢN CHẤT CỦA ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC
BẢN CHẤT CỦA ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC
Điều kiện:

(P) chứa liên kết σ

Hai nguyên tử Cacbon mang
nối đôi ở trạng thái lai hóa sp
2

xen phủ lẫn nhau tạo liên kết σ
(C- C).
Mỗi nguyên tử Cacbon còn lại
1electron ở orbital 2p, chúng
xen phủ với nhau để tạo liên
kết π vuông góc với mặt phẳng
chứa các liên kết σ.
Do sự hình thành liên kết π đã
triệt tiêu sự quay tự do và dẫn
đến xuất hiện đồng phân cis –
trans.
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hệ danh pháp cis/trans
Đối với hợp chất vòng no, mặt phẳng tham chiếu là mặt
phẳng trung bình của vòng.
Đối với hợp chất có liên kết đôi (C=C, C=N, N=N) mặt
phẳng tham chiếu là mặt phẳng liên kết π.
Khi các nhóm thế giống nhau hoặc có cấu tạo tương tự
nhau:

Ở cùng phía mặt phẳng tham chiếu, ta gọi là đồng phân
cis.

Ở khác phía mặt phẳng tham chiếu, ta gọi là đồng phân
trans.

DANH PHÁP
DANH PHÁP
Cách viết tên đồng phân hình học
Hệ danh pháp cis/trans

Đồng phân cis:
cis-tên hợp chất
cis-tên hợp chất

Đồng phân trans:
trans-tên hợp chất
trans-tên hợp chất
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Ví dụ:
But-2-en
cis-But-2-en
trans-But-2-en
Hệ danh pháp cis/trans
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Với anken phức tạp, cấu hình được chọn là cấu hình
của mạch Cacbon liên tục dài nhất xuyên qua liên kết
đôi.
trans-4-etyl-3-metylhept-3-en
(mặc dù có 2 nhóm
etyl nằm cùng 1 phía
đối với mặt phẳng)
Ví dụ 1:
Hệ danh pháp cis/trans

www.themegallery.com
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Ví dụ 2:
cis-2-cloropent-2-en
trans-2-cloropent-2-en
2-cloropent-2-en
Hệ danh pháp cis/trans
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất có nhiều liên kết đôi C=C
Tổng số đồng phân hình học của một hợp chất có n nối
đôi trong phân tử là:

Hợp chất bất đối xứng

Hợp chất đối xứng
N= 2
n
N= 2
n – 1
+ 2
(n-2)/2
N= 2
n – 1
+ 2
(n-1)/2
n= số chẵn
n= số lẻ
Hệ danh pháp cis/trans

DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất có nhiều liên kết đôi C=C
Ví dụ 1: hepta-2,4-dien
CH
3
-CH=CH-CH=CH-C
2
H
5

cis-2-cis-4
trans-2-trans-4
trans-2-cis-4 cis-2-trans-4
có 4 đồng phân hình học
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Ví dụ 2: Viết các đồng phân hình học của hexa-2,4-
dien
CH
3
-CH=CH-CH=CH-CH
3

Trans-2-cis-4 (hoặc cis-2-trans-4)
cis-2-cis-4
trans-2-trans-4
có 3 đồng phân hình học
DANH PHÁP
DANH PHÁP

Hợp chất có nối đôi lũy tích

Cumulen với số chẵn nối đôi có đồng phân quang
học

Cumulen với số lẻ nối đôi có đồng phân hình học
Hệ danh pháp cis/trans
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất có nối đôi lũy tích
Ví dụ:
Năm 1959, Kuhn đã cô lập được 2 đồng phân hình
học của 1,4-di-m-nitrophenyl-1,4-diphenylbuta-trien.
Hệ danh pháp cis/trans
cis- trans-
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất vòng no

Các cicloankan mang những nhóm thế thích hợp
cũng có đồng phân hình học.

Các vòng có nhiều số nguyên tử Cacbon và mang
nhiều nhóm thế cũng có tổng số đồng phân hình
học nhiều hơn .
cis-1,2-dimetylciclopropan
trans-1,2-dimetylciclopropan
Hệ danh pháp cis/trans
DANH PHÁP
DANH PHÁP

Hợp chất có liên kết đôi C=N và N=N người ta
dùng thuật ngữ syn và anti

Dạng syn là dạng mà 2 nhóm thế ở cùng phía.

Dạng anti là dạng mà 2 nhóm thế ở khác phía.
Hệ danh pháp Syn/Anti
Cách viết tên đồng phân:

Đồng phân syn:
anti-tên hợp chất
anti-tên hợp chất

Đồng phân anti:
syn-tên hợp chất
syn-tên hợp chất
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất có liên kết đôi C=N và N=N người ta
dùng thuật ngữ syn và anti
Hợp chất có liên kết đôi N=N
syn-azobenzen
anti-azobenzen
µ=3D
µ=0

Đồng phân anti bền hơn đồng phân syn.

anti-azobenzen là 1 phân tử có cơ cấu phẳng.


syn-azobenzen có cơ cấu ghềnh.
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất có liên kết đôi C=N và N=N người ta
dùng thuật ngữ syn và anti
Hợp chất có liên kết đôi N=N
syn-arildiazoat

Đồng phân syn- không bền, đồng phân anti- bền.

Đồng phân syn- hấp thụ ở độ dài sóng ngắn hơn và
cường độ hấp thụ thấp hơn anti
anti-arildiazoat
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất có liên kết đôi C=N và N=N người ta
dùng thuật ngữ syn và anti
Hợp chất có liên kết đôi C=N
(So sánh vị trí tương đối giữa nhóm –OH và –H)
syn-benzaldoxim anti-benzaldoxim
Chú ý:
Aldoxim là hợp chất có công thức phân tử RCH=NOH
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Hợp chất có liên kết đôi C=N và N=N người ta
dùng thuật ngữ syn và anti
Hợp chất có liên kết đôi C=N
(So sánh vị trí tương đối giữa nhóm –OH với nhóm
thế được đọc trước)
anti-metyl phenyl cetoxim

syn-metyl phenyl cetoxim
Cetoxim: có đồng phân hình học khi nhóm C=N
nguyên tử C liên kết với 2 nhóm khác nhau.
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Nếu anken mang 4 nhóm thế khác nhau mà không
chọn được mạch chính thì không dùng được danh
pháp cis/trans.
Danh pháp syn/anti đối với hợp chất chứa nitơ có
liên kết đôi cũng có chỗ không thống nhất.
Dùng hệ danh pháp E-Z để nhất quán trong
việc gọi tên đồng phân hình học
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Quy tắc tiếp vị:
1. Các nhóm được xếp thứ tự ưu tiên giảm dần theo số
hiệu nguyên tử Z của nguyên tử trực tiếp liên kết.
-
17
Cl > -
9
F > -
8
O > -
7
N > -
6
C > -
1
H

-SO
3
H > -OH > -NH
2
> -CH
3
> -H
2. Nếu nguyên tử liên kết giống nhau, ta áp dụng quy
tắc 1 ở trên cho nguyên tử kế tiếp.
-CH
2
Cl > -CH
2
OH> -CH
2
CH
3

-CR
3
> -CHR
2
> -CH
2
R > -CH
3

Hệ danh pháp E-Z
DANH PHÁP
DANH PHÁP

3. Mỗi nguyên tử liên kết đôi hoặc ba được xem tương
đương với 2 hoặc 3 liên kết đơn với nguyên tử đó.
Ví dụ:
-CH=CH- tương đương với
tương đương với
Quy tắc tiếp vị:
Hệ danh pháp E-Z
DANH PHÁP
DANH PHÁP
4. Đồng vị có số khối lớn thì ưu tiên hơn.
-T > -D > -H
5. Với nhóm đồng phân lập thể:

Cấu hình R ưu tiên hơn S.

Cis ưu tiên hơn trans.
Quy tắc tiếp vị:
Hệ danh pháp E-Z
DANH PHÁP
DANH PHÁP
Ví dụ: Hãy sắp xếp các nhóm sau theo chiều giảm
dần thứ tự ưu tiên
A
B
C
B >
C >
A
1
1

1
2
3