Lập thể CẤU DẠNG ANKAN

CẤU DẠNG ANKAN

Ng.Trang-K240271


KHÁI NIỆM CẤU DẠNG
Cấu dạng là sự sắp xếp khác nhau trong không gian của các nguyên tử trong phân tử của một chất do sự quay xung quanh một hoặc một vài
liên kết đơn mà không làm đứt gãy các liên kết này.

⇒Đồng phân cấu dạng là những đồng phân của một chất có công thức cấu tạo và cấu hình hoàn toàn như nhau nhưng cấu dạng của chúng khác
nhau.

a
dạng che khuất
b

a

c

b

a
a

b xen kẽ
dạng
b

a

b

c

c

c

cc

b

a

c
a

b

b

a
c

Ng.Trang-K240271


CẤU DẠNG ANKAN
1, Cấu dạng etan
2, Cấu dạng propan

3, Cấu dạng n-butan
4, Cấu dạng n-pentan
5, Cấu dạng n-hexan và đồng đẳng cao hơn

Ng.Trang-K240271


1, CẤU DẠNG ETAN

Xen kẽ

Che khuất

Ng.Trang-K240271


2, CẤU DẠNG PROPAN

Công thức phối cảnh

CH3

CH3

Công thức Newman

CH3
CH3

Xen kẽ

Che khuất

Ng.Trang-K240271


3, CẤU DẠNG n-butan
n- butan có 3 cấu dạng chẵn và 3 cấu dạng lẻ khi quay xung quanh liên kết C 2-C3

Ng.Trang-K240271


3, CẤU DẠNG n-butan

Ng.Trang-K240271


4, CẤU DẠNG n-pentan
Ở n-pentan xuất hiện nhiều đồng phân cấu dạng do có sự quay xung quanh liên kết đơn C 2-C3 và C3-C4

Ng.Trang-K240271


4, CẤU DẠNG n-pentan
Những nhóm C2H5 gồm CH2 và CH3 có thể xuất hiện thêm 3 cấu dạng xen kẽ nữa => 9 cấu dạng.

Ng.Trang-K240271


5, CẤU DẠNG n-hexan và đồng đẳng cao hơn

Ng.Trang-K240271


2.cấu dạng của các cation ankyl và các cation ankyl thế

Tồn tại chủ yếu 2 cấu dạng: xen kẽ và nửa xen kẽ

Cation propyl : dạng xen kẽ ( X=CH3)
Iso-butyl : nửa xen kẽ
X=F,OH,CN : nửa xen kẽ
Cation etyl : 2 cấu dạng có tỉ lệ bằng nhau


3.cấu dạng của các ankyl halogenua

• 3.1.cấu dạng của các ankyl monohalogenua
• Có 2 kiểu cấu dạng : transoit và cisoit

• Trạng thái rắn thường chỉ tồn tại cấu dạng transoit
• Trạng thái lỏng, hơi tồn tại 2 cấu dạng : cisoit bền hơn transoit và có góc quay giưa lk C-CH3 và C-Cl lớn hơn bình thường
( do sự hút nhau giưa 2 lưỡng cực của lk C-CH3 và C-Cl )


ví dụ về
 

cũng cho thấy cấu dạng cisoit bền hơn transoit( theo lk a )

• cấu dạng theo lk a

• cấu dạng cisoit bền hơn transoit khoảng 0.31kcal/mol
• cấu dạng theo lk b

cấu dạng transoit bền hơn cisoit khoảng 0.4 kcal/mol


3.2.cấu dạng của các ankyl đihalogenua

• Các dx của etan có 2 cấu dạng bền: transoit và cisoit

• ở nhiệt độ phòng dạng transoit chiếm tỉ lệ cao hơn, khi tăng nhiệt độ thì tỉ lệ 2 dạng tương đương nhau
• Do lưỡng cực của dạng transoit (=0) nhỏ dạng cisoit và tương tác không gian cũng nhỏ hơn


xét đp meso-2,3-đibrombutan có 3 đp cấu dạng

dạng cisoit chiếm 30% ở tt lỏng

• xét đp D,L-2,3-đibrombutan có 3 đp cấu dạng

• Độ bền tương đối trong Các TH trên cũng do lực hút tương hỗ giưa 2 lưỡng cực của lk C-CH3 và C-Br được trình bày ở trên
15%
35%

50%


CẤU DẠNG CỦA MỘT SỐ ANKAN THẾ
KHÁC.

Các AnKan một lần thế.
Nghiên cứu cấu dạng của propan-1-thiol trong số các dẫn xuất chứa một nhóm thế của propan cho thấy: Ở trạng thái tinh
thể, chất này chỉ tồn tại ở cấu dạng transoit; ở trạng thái nóng chảy có xuất hiện thêm một phần dạng cisoit


Khi nghiên cứu cân bằng cấu dạng của butan-2-ol đã thu được các số liệu sau về cấu dạng của chúng.

Đối với but-1-ol, số cấu dạng xuất hiện nhiều hơn do quay xung quanh nhiều liên kết đơn và bằng tính toán đã xác định được thành phần các cấu
dạng đối với từng liên kết đơn như sau:


2.Các AnKan hai lần thế

Các ankan hai lần thế kiểu X- CH -CH -OH (ở đây X= F,Cl, Br, CN,NO ) tồn tại trong cân bằng của ba cấu dạng:
2
2
2

Cấu dạng cisoit (I) bền nhất vì có liên kết hidro nội phân tử.


Bằng phương pháp nhiễu xạ electron cũng đã xác nhận được rằng ở trạng thái khí ,etilendiamin tồn tại chủ yếu ở cấu dạng cisoit do dạng
này có liên kết hidro nội phân tử . Như vậy, trong các trường hợp vừa kể trên , khi xét tới cấu dạng bền , ngoài tương tác không gian nữa các
nhóm thế cần phải đặc biệt chú ý đến loại tương tác thứ hai giữ vai trò quyết định hơn: liên kết hidro nội phân tử .
Riêng đối với trường hợp axit succinic HOOC-CH -CH -COOH, cấu dạng bền không phải cisoit mà là transoit, do thể tích không
2
2
gian của các nhóm cacboxyl rất lớn.

4.3. Cấu dạng của các hợp chất không no
Ở phần trên đã xét cấu dạng của các hợp chất no sinh ra do quay xung quanh liên kết đơn. Phần này khảo sát cấu dạng sinh ra do
sự quay xung quanh liên kết đơn


• Đối với propylen, khi nhóm CH3 quay xung quanh liên kết đơn

sẽ tạo ra cấu dạng bền.

• Trong cấu dạng này một nguyên tử H của nhóm metyl che khuất với liên kết đôi, nghĩ là nó nằm trong cùng mặt phẳng với liên
kết đôi.


• Những hợp chất có nhóm cacbonyl đơn giản như andehit, axit, este cũng xác định được cấu dạng bền nhờ các phương
pháp vi sóng, nhiễu xạ electron, quang hồng ngại.


Trong trường hợp but-1-en tồn tại đồng thời ở các cấu dạng sau:

Bằng phương pháp phổ vi sóng đã xác nhận anlyl halogen nua tồn tại ở 2 cấu dạng:


• Các hợp chất có hai nối đôi liên hợp như buta-1,3-dien, arolein, pent-3-en-2-on, axit acrylic... Có hai cấu dạng bền. Hai
cấu dạng này là S-cis và S- tran.

• Dựa vào các dữ kiện như nhiệt động, cơ lượng tử, nhiễu xạ ecletron, phổ hồng ngoại và phổ vi sóng cho thấy S-tran của
butadien bền hơn S-cis khoảng 2kcal/mol. Với axit acrylic dạng S-cis lại bền hơn S-tran một chút.