Hiệu ứng trong hóa học hữu cơ

HOÁ HỌC HỮU CƠ
Organic Chemistry

CHƯƠNG 4
HIỆU ỨNG TRONG HÓA HỮU CƠ


GIỚI THIỆU CHƯƠNG
GIỚI THIỆU
PHÂN LỌAI HIỆU ỨNG
HIỆU ỨNG CẢM ỨNG
HIỆU ỨNG LIÊN HP
HIỆU ỨNG SIÊU LIÊN HP
HIỆU ỨNG KHÔNG GIAN
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC HIỆU ỨNG


HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (INDUCTION)
Hiệu ứng cảm ứng là sự tác dụng tương hỗ
của các nguyên tử, nhóm nguyên tử trong
hợp chất hydrocarbon no hoặc không no,
không liên hợp gây ra.


HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (INDUCTION)
Đặc điểm của hiệu ứng cảm ứng:
-Do sự chênh lệch độ âm điện của các nguyên tử, nhóm
nguyên tử làm chuyển dòch các điện tử liên kết xíchma.
-Hiệu ứng tắt dần theo mạch liên kết xíchma ( qua 4-5 liên
kết xíchma).
-Hiệu ứng cảm ứng dương ( + I) là hiệu ứng cho điện tử và

hiệu ứng cảm ứng âm (-I) là hiệu ứng hút điện tử.
-Hiệu ứng cảm ứng tónh được hình thành do sự chuyển dòch
điện tử trong mạch phân tử ở trạng thái tónh, cô lập. Hiệu
ứng cảm ứng động xuất hiện khi phân tử ở trạng thái chòu
tác động bên ngòai (đang tham gia phản ứng, dung môi, tác


HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (INDUCTION)
Để xác đònh trò số và dấu của hiệu ứng cảm ứng tónh dùng
hai phương pháp:
-So sánh hằng số phân ly của acid
-So sánh giá trò moment lưỡng cực


HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (INDUCTION)
So sánh hằng số phân ly của acid


HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (INDUCTION)
So sánh moment lưỡng cực


HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (INDUCTION)
Một số lưu ý:
-Yếu tố không gian ít ảnh hưởng đến hiệu ứng cảm ứng
- Hiệu ứng –I của Csp > Csp2> Csp3


HIỆU ỨNG CẢM ỨNG (INDUCTION)
Ví dụ hiệu ứng tắt dần theo mạch

HIỆU ỨNG LIÊN HP (CONJUGATION)
Hiệu ứng liên hợp hay cộng hưởng chỉ thể hiện ở những phân tử
có hệ thống liên kết pi và xích ma liên hợp.
Hệ liên hợp pi-pi và n-pi ( hệ liên hợp mở rộng)


HIỆU ỨNG LIÊN HP (CONJUGATION)
Hiệu ứng liên hợp hay cộng hưởng chỉ thể hiện ở những phân tử
có hệ thống liên kết pi và xích ma liên hợp.
Hệ liên hợp pi-pi và n-pi ( hệ liên hợp mở rộng)


HIEÄU ÖÙNG LIEÂN HÔÏP (CONJUGATION)


HIEÄU ÖÙNG LIEÂN HÔÏP (CONJUGATION)


Conjugated unsaturated systems have a
p orbital on a carbon adjacent to a double
bond
– The p orbital can come from another double
or triple bond
– The p orbital may be the empty p orbital of a
carbocation or a p orbital with a single
electron in it (a radical)
– Conjugation affords special stability to the
molecule

+


1,3-Butadiene


Electron Delocalization
– Bond Lengths
 C-C : 1.54 Å
 C=C : 1.34 Å

σ bond between C2 and C3 made from sp2-sp2 overlap
– Overlap between the C2-C3 p orbitals


Allyl Cation


The energy of the allyl cation actual lower than
the energy calculated for any the contributing
resonance structures

– Allyl cation stabilized by resonance effects


Allyl Radical


The Stability of the Allyl Radical

– Both molecular orbital theory and resonance theory can
explain the stability of allyl radicals
– Molecular Orbital Description of the Allyl Radical
 the p orbital on the sp2 carbon overlaps with the p
orbitals of the alkene
 The new p orbital is conjugated with the double bond
p orbitals
 Delocalization of charge and electron density leads to
increased stability


Allyl Radical


Resonance Description of the Allyl Radical

 The

true structure of the allyl radical as
suggested by resonance theory is as follows


Resonance
 Benzene
H
H

H

C

C

C

C
H

C
C

H

H


Writing Resonance Structures


When
writing
resonance
structures
the
connectivity cannot be altered (only lone pair
electrons and electrons in double and triple
multiple
bond
can
be
moved).



A structure with the lowest magnitudes of
formal
charges
is
preferred
(greater
contribution
to
the
hybrid).



A structure with a negative charge on the most
electronegative atom is preferred.


Writing Resonance Structures


Resonance Structures
 CH3NCO
H
H

+1
0

C
H

N

0
0

C

H
-1

O

H

0

C
H

N

-1
0

C

H
0

O

H

0

C
H

N

0

C

+1

O


HIỆU ỨNG LIÊN HP (CONJUGATION)
Hiệu ứng liên hợp hay cộng hưởng là sự tác dụng tương hỗ giữa
các nguyên tử hay nhóm nguyên tử trong hệ liên hợp làm
chuyển dòch các điện tử liên kết pi gây ra sự phân cực phân tử .
Đặc điểm của hiệu ứng liên hợp:
+ Sự dòch chuyển điện tử pi ( ký hiệu là mũi tên cong)
+ Lan truyền suốt mạch liên hợp.

+ Hiệu ứng liên hợp dương ( + C) cho điện tử. Hiệu ứng liên hợp
âm (-C) hút điện tử.
= Hiệu ứng liên hợp phụ thuộc vào yếu tố lập thể: hệ sẽ giảm
tính liên hợp khi mất hay giảm cấu tạo phẳng


HIỆU ỨNG LIÊN HP (CONJUGATION)
Để xác đònh dấu và độ lớn tương đối của hiệu ứng liên hợp của
nguyên tử hay nhóm nguyên tử dựa vào moment lưỡng cực của
dãy các hợp chất thẳng và thơm có chứa cùng một nguyên tử
hay nhóm nguyên tử


HIỆU ỨNG LIÊN HP (CONJUGATION)
Trong chu kỳ và phân nhóm chính theo chiều tăng của điện tích
hạt nhân, hiệu ứng liên hợp dương (+C) giảm. Các nhóm
nguyên tử có cặp điện tử không liên kết sẽ gây hiệu ứng liên
hợp dương.


HIEÄU ÖÙNG LIEÂN HÔÏP (CONJUGATION)