Phan ung huu co

GV: Nguyễn Thị Nguyệt
1
Bộ môn Hóa học - ĐHYHN


1. Đặc điểm của phản ứng hữu cơ
 Đa số các phản ứng hữu cơ diễn ra
với tốc độ chậm, có thể đo được;
 Thường có tính giới hạn, không đến cùng,
chỉ đạt tới một cân bằng thuận nghịch, do đó
hiệu suất không cao, khoảng 60% - 80%;
 Nhiều phản ứng diễn ra không hoàn
toàn theo một hướng nhất định nên thu
được hỗn hợp các sản phẩm phức tạp;
2


 Các yếu tố như: nhiệt độ, nồng độ, xúc
tác, dung môi… ảnh hưởng rất lớn đến
tốc độ cũng như cơ chế phản ứng.

2. Phân loại phản ứng hữu cơ
2.1. Phản ứng thế:
 Kí hiệu: S
 Ví dụ: CH3–H + Cl–Cl → CH3–Cl + H–Cl
 Phản ứng trùng ngưng là những phản
ứng thế nối tiếp nhau
3


2.2. Phản ứng cộng:

 Kí hiệu: A
 Ví dụ: HCHO + H2→ CH3OH
 Phản ứng trùng hợp là những phản ứng
cộng nối tiếp nhau.
2.3. Phản ứng tách:
 Kí hiệu: E
 Ví dụ: C2H5OH → C2H4 + H2O
 Phản ứng craking là một loại phản ứng tách.
4


3. Sự phân cắt liên kết và cơ chế phản ứng
3.1. Phân cắt đồng li
 Là sự phân cắt liên kết tạo ra 2 gốc tự do
h
ν
CH3 – H + Cl• → •CH3 + HCl
Cl : Cl → Cl• + Cl•

3.2. Phân cắt dị li
 Là sự phân cắt liên kết tạo ra 2 ion mang
điện tích trái dấu
(CH3)3C – Br → (CH3)3C+ + Br –

5


 Trong phản ứng dị li, tuỳ thuộc vào chất phản
ứng và tác nhân phản ứng mà chia thành 2 loại:
phản ứng nucleophil và phản ứng electrophil

 Phản ứng nucleophil là phản ứng xảy ra
giữa phân tử chất hữu cơ với loại tiểu phân
có ái lực đối với hạt nhân nguyên tử (tác
nhân nucleophil) ở giai đoạn chậm
CH3 – Cl + –OH→ CH3OH + Cl–
6


 Phản ứng electrophil là phản ứng xảy
ra giữa phân tử chất hữu cơ với loại tiểu
phân có ái lực đối với electron (tác nhân
electrophil) ở giai đoạn chậm
C6H5 – H + +NO2 → C6H5 – NO2 + H+
3.3. Khái niệm về cơ chế phản ứng
4. Một số cơ chế phản ứng quan trọng
4.1. Phản ứng thế theo cơ chế gốc tự do (SR)
 Cơ chế chung:
7


 Khơi mào

h
X:Xν
→ X• + X •

 Phát triển mạch
RH + X• → R• + HX

R• + X2→ RX + X•

 Tắt mạch

X• + X• → X2
R• + X• → RX
R• + R• → R - R
8


 Viết các bước trong cơ chế của phản ứng
CH4 + Cl2 (tỷ lệ mol 1:1)
 Khơi mào
h
Cl : Cl ν→ 2Cl•
 Phát triển mạch
CH3- H + Cl• → CH3• + HCl
CH3• + Cl2→ CH3Cl + Cl•
 Tắt mạch

Cl• + Cl• → Cl2
CH3• + Cl•→ CH3Cl
CH3• + CH3• → CH3 – CH3

9


 Đặc điểm:
 Phản ứng dây chuyền
 Nhiều sản phẩm phụ phức tạp
 Nếu RH có tính quang hoạt thì sản
phẩm

là hỗn hợp racemic.

4.2. Phản ứng thế electrophil (SE)
 Cơ chế chung:
+E

+

chậm

H E
nhanh
+
Phức σ

E
+ H+
10


 Tác nhân electrophil mang điện dương
 Trung tâm phản ứng tích điện âm, giàu e
 v = k[Ar-H][E+]
 Qui tắc thế vào vòng benzen:
Nhóm thế loại I
(ortho, para)

Nhóm thế loại II
(meta)

-CH3, -C2H5, -Cl,
-Br, -NH2, -OH...

-NO2, -CHO,
-COOH...
11


 Khả năng phản ứng và tỉ lệ % sản phẩm:
OH
40
60
k = 1000

Cl

CH3
56
3
41
25

69
1

NO2
6
93
1

30
1

3.10−3

6.10−8

4.3. Phản ứng thế nucleophil (SN)
 Sơ đồ chung:

R-X + Y− → RY + X−
12


 Tác nhân Y– hoặc có cặp e ở một nguyên tử
 Trung tâm phản ứng tích điện dương
 Phản ứng thế nucleophil đơn phân tử (S N1)
Đặc điểm:
 Gồm hai giai đoạn:
Chậm

Giai đoạn 1:

R-X

Giai đoạn 2:

R+ + Y-

R + + X-

Nhanh

RY

 v = k[RX]
13


 Nếu RX có tính quang hoạt thì sản phẩm
là hỗn hợp racemic
R2
R1-C-Br + OHR3

R2
HO-C-R1 + BrR3

Giai đoạn 1
R1
R2
R3

C Br

Chậm

R1
C+ + BrR3
R2
carbocation

14


Giai đoạn 2:
R1
HO- +

C+

R2
Hoặc

R1
C+
R2

R1
nhanh
HO C R2
R3
R3
R1
nhanh
+ OHR2
R3
R3

C OH

15

 Phản ứng thế nucleophil lưỡng phân tử (S N2)
Đặc điểm:
 Phản ứng một giai đoạn đi qua trạng thái
chuyển tiếp:
Y +R–X
-

chậm

δδ- nhanh
YR
+
X
Y....R ....X

Trạng thái chuyển tiếp

 Nếu RX có tính quang hoạt thì sản phẩm
có cấu hình trái với cấu hình chất ban đầu
 v = k[RX] [Y-]

16


 Viết các bước trong cơ chế của phản ứng
CH
Cl
+

OH
3
HOH
H
H
δδR+
Cl
C
HO...C...Cl
Cl
HO
C
H
nhanh
chậm
H
R
H
R

4.4. Phản ứng cộng electrophil (AE)
 Sơ đồ chung:
δ+ δC C +X Y

Y
C C
X

17

 Đặc điểm:
 Tác nhân electrophil mang điện dương.
 Trung tâm phản ứng tích điện âm, giàu e
 v = k[C=C][X+]
 Phản ứng gồm hai giai đoạn:
Giai đoạn 1:
δ- δ+ δ+ δC C +X Y

+
C
C
chậm
X
18


Giai đoạn 2:
+
C C

Y
+ Y-

X

C
C
nhanh
X

 Qui tắc Markovnikov

4.5. Phản ứng cộng nucleophil (AN)
 Sơ đồ chung:
C

O + H-Y

δ+ δHoặc + X Y

C

OH
Y
19


 Đặc điểm:
 Tác nhân Y– hoặc có cặp e ở một nguyên tử
 Trung tâm phản ứng là C trong nhóm C=O
 v = k[C=O][Y-]
 Phản ứng gồm hai giai đoạn:
Giai đoạn 1:
δ+ δC O + Y-

chậm

C

OY
20


Giai đoạn 2:
C

O-

+ H+

Y

nhanh

C

OH
Y

4.6. Phản ứng tách (E):
 Qui tắc Zaicev:
KOH
CH3-CH2-CH-CH3
etanol
Br

81%
CH3-CH=CH-CH3
19%

CH3-CH2-CH=CH2
21


 Qui tắc Hofman:
+
CH3-CH2-N-CH2-CH2-CH3
CH3 CH3
OH(CH3)2-N-C3H7
+
CH2=CH2
98%

+ H2O

(CH3)2-N-C2H5
+
CH2=CH-CH3
2%
22