SO SÁNH CƠ CHẾ SR VÀ SE

BÁO CÁO TIỂU LUẬN:
SO SÁNH CƠ CHẾ
S
R
VÀ S
E
Cơ chế S
R
Cơ chế S
E
Nét đặc trưng của các hợp chất
no, đặc biệt là hidrocacbon no,
là tham gia phản ứng thế theo
cơ chế gốc S
R
, trong đó nguyên
tử hidro đính vào cacbon no
được thay thế bằng halogen
hay một nhóm nguyên tử khác.
Quan trọng hơn cả là phản ứng
halogen hóa theo cơ chế gốc.
Ngoài ra còn có những phản
ứng thế khác theo cơ chế S
R

như nitro hóa, sunfoclo hóa,
1. Khái niệm
Phản ứng thế electrophin xảy
ra do sự tấn công của tiểu phân
thiếu electron vào trung tâm
phản ứng giàu electron của

chất ban đầu.
Cơ chế S
R
Cơ chế S
E
2.Nhận dạng phản ứng
- Chất phản ứng: C
sp
3

(cacbon no); nhân thơm.
- Tác nhân : phải là gốc tự
do.
-
Chất phản ứng: là những
chất phải có trung tâm có mật
độ electron lớn như những hợp
chất thơm aren, hợp chất chưa
no hoặc hợp chất no được hoạt
hóa bằng những nhóm thế cho
electron.
- Tác nhân: là những tác
nhân có obitan trống như các
ion dương hoặc những hợp
chất có obitan chưa chất đầy.
Cơ chế S
R Cơ chế S
E
- Phản ứng xảy ra ở năng
lượng cao(đun nóng, askt, đèn

chiếu).
- Dung môi không phân cực
như ete, CCl
4
,CS
2
, xiclohexan.
- Xúc tác : thường dùng các
loại peoxit.
3. Điều kiện phản ứng
- Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ
không cao.
- Dung môi phân cực.
- Phản ứng thường có xúc
tác (thường là axit Lewis).
hγ
4.Viết cơ chế
4.1 . Cơ chế S
R
: cơ chế 3 giai đoạn
Ví dụ: Phản ứng giữa ankan và clo:
- Giai đoạn khơi mào: X−X → X
.
+ X
.

Giai đoạn hình thành gốc trung gian phản ứng X
.
là giai đoạn khơi
mào. Sự tạo thành gốc tự do bằng chất kích thích, nhiệt hay quang hóa

hoặc bằng phản ứng oxi hóa khử.
- Giai đoạn phát triển mạch:
Giai đoạn này có năng lượng hoạt hóa nhỏ, mỗi gốc tạo thành
trong phản ứng kích thích gây ra sự chuyển hóa nhiều phân tử, do đó tốc
độ kích thích có thể nhỏ nhưng tốc độ phát triển mạch rất lớn. Phản ứng
chuỗi đặc trưng bằng chiều dài mạch tương ứng với số giai đoạn phát
triển mạch lặp lại nhiều lần cho một giai đoạn khơi mào. Tốc độ giai
đoạn này xác định tốc độ chung của phản ứng cũng như tính chọn lọc
của phản ứng thế.
- Tắt mạch:
R
.
+ R
.
→ R − R
X
.
+ X
.
→ X − X
R
.
+ X → R − X
Phản ứng tắt mạch làm mất trung tâm gốc cần thiết cho sự
phát triển mạch, nên giai đoạn tắt mạch càng lớn thì chiều dài mạch
càng nhỏ.
Phản ứng tắt mạch có thể thực hiện bằng tương tác của hai
gốc tự do gọi là tổ hợp, hoặc bằng chuyển hidro giữa hai gốc để tạo
thành hợp chất no và chưa no, gọi là sự chuyển không cân đối. Nói
chung để trở thành phân tử trung hòa cần hai gốc tự do.

4.2 . Phản ứng thế S
E
vào hợp chất no (cacbon no):
Những hợp chất có liên kết phân cực dễ dàng chịu sự tấn công
của tác nhân electrophin, điển hình là các hợp chất cơ kim, xảy ra
theo cơ chế phản ứng thế S
E
. Chẳng hạn như một số phản ứng sau:
CH
3
−Mg−Br + Br−Br → CH
3
−Br + MgBr
2
C
2
H
5
−Hg−C
2
H
5
+ HgCl
2
→ 2 C
2
H
5
−HgCl
CH

2
=CH−CH
2
−Li + HOH → CH
2
=CH−CH
3
+ LiOH
Phản ứng có thể xảy ra theo cơ chế S
E
1 và S
E
2.
4.1. Cơ chế S
E
1:
4.2. Cơ chế S
E
2:
Cơ chế xảy ra qua một giai đoạn theo cơ chế chung:
E
+
+ R−Z → [ E R Z]
+
→ E−R + Z
+
Ví dụ:
CH
3
−Mg−Br + Br−Br → CH

3
−Br + MgBr
2
Br
+
+ CH
3
−Mg−Br → [ Br CH
3
Mg Br] → CH
3
−BrH + MgBr
+
4.3. Phản ứng thế electrophin ở hợp chất thơm:
Phản ứng xảy ra một giai đoạn và có hình thành một số hợp
chất trung gian.
Cơ chế S
R
Cơ chế S
E
5.Nhận xét
*Bản chất phản ứng và tác
nhân:
-
Flo thường tác dụng rất mãnh
liệt tạo ra sản phẩm huỷ( HF,
C).Trong những điều kiện thật
êm dịu như pha loãng ở tướng
khí bằng CF
2

Cl
2
hoặc nitơ trong
tối thực hiện phản ứng ở nhiệt
độ thấp -80
0
C, người ta cũng chỉ
thu được dẫn xuất poliflo.
- Iot rất kém hoạt động, phản
ứng iot hoá thu nhiệt , thuận
nghịch( phản ứng nghịch dễ
hơn), cho nên muốn phản ứng
xảy ra phải dùng HIO
3
để oxi
hóa HI sinh ra.
*Bản chất phản ứng và tác
nhân:
-
Đối với phản ứng S
E
1 phản ứng
phụ thuộc vào độ bền của
cacbanion. Cacbanion bền khi
có nhóm thế hút electron hoặc
được giải tỏa.
-
Đối với phản ứng S
E
2, tác nhân

electrophin có obitan trống tấn
công vào obitan bị chiếm cao
của chất ban đầu, nghĩa là chất
ban đầu bắt buộc phải có obitan
chất đầy để kết hợp với obitan
trống.
- Clo và brom có độ hoạt động
vừa phải. Phản ứng clo hóa và
brom hóa xảy ra tương đối dịu
dàng và êm dịu( nếu chiếu sáng
mạnh hoặc đốt, clo sẽ tham gia
phản ứng hủy).
Điều đó làm cho sự tấn công
thuận lợi hơn ở liên kết C-Z, do
đó bảo toàn cấu hình mà không
nghịch đảo cấu hình.
Cơ chế S
R
Cơ chế S
E
Cơ chế S
R
Cơ chế S
E
* Ảnh hưởng lập thể:
Giai đoạn quyết định cấu
hình của sản phẩm là (2) trong
giai đoạn phát triển mạch. Vì R
có cấu trúc phẳng hay gần phẳng
nên X

2
tấn công R từ hai phía
với xác xuất gần như nhau. Như
vậy, phản ứng S
R
dẫn tới sự
raxemic hóa.

* Ảnh hưởng lập thể:
- Đối với S
E
1: Nói chung
cacbanion có cấu trúc hình tháp
tạo thành khi dị li R-Z, trong
trường hợp chung hoá học lập
thể của trung tâm phản ứng được
bảo toàn.
- Đối với S
E
2: trong trạng
thái chuyển S
E
2 , nguyên tử
cacbon trung tâm phản ứng bảo
toàn cấu hình tứ diên sp
3
.
* Ảnh hưởng của dung môi:
Phản ứng gốc ít nhạy với
tính phân cực của dung môi.

Tính chọn lọc của phản ứng lớn
khi dùng dung môi có khả năng
tạo phức π với gốc tự do, nhất là
tính chọn lọc tăng khi dùng
dung môi thơm.
* Ảnh hưởng của dung môi:
- Dung môi ảnh hưởng đến
tốc độ phản ứng cũng như hàm
lượng đồng phân.
- Khi dùng xúc tác thì
dung môi có ảnh hưởng tới tốc
độ không nhiều nhưng không có
ảnh hưởng tới hàm lượng các
đồng phân.
Cơ chế S
R
Cơ chế S
E