Bài giảng Hoá hữu cơ: Bài 2 - PGS.TS. Nguyễn Thị Thu Trâm

Bài giảng Hoá hữu cơ - Bài 2: Hiệu ứng điện tử trong hóa hữu cơ. Mục tiêu học tập của bài này nhằm giúp sinh viên: Trình bày được khái niệm, tính chất của các loại hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng liên hợp, hiệu ứng siêu liên hợp; vận dụng được các hiệu ứng điện tử giải thích một số tính chất của hợp chất hữu cơ và cơ chế phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hoá hữu cơ: Bài 2 - PGS.TS. Nguyễn Thị Thu Trâm Bài 2 HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ MỤC TIÊU1. Trình bày được khái niệm, tính chất của các loại hiệu ứng cảm ứng,hiệu ứng liên hợp, hiệu ứng siêu liên hợp.2. Vận dụng được các hiệu ứng điện tử giải thích một số tính chất củahợp chất hữu cơ và cơ chế phản ứng.1 Hiệu ứng cảm Hieäu öùng caûm laø hieäu öùng ñaëc bieät cuûa noái ñôn σ gaây ra do söï khaùc bieät veà ñoä aâm ñieän cuûa 2 nguyeân töû hay 2 nhoùm nguyeân töû noái vôùi nhau - Chæ lieân quan ñeán ñieän töû cuûa noái ñôn σ - Coù tính caùch thöôøng tröïc - Truyeàn doïc theo maïch σ - Giaûm daàn aûnh höôûng khi caøng xa taâm gaây ra hieäu öùngPhân loại Caùc nhoùm gaây ra hieäu öùng caûm aâm (-I)- Caùc halogen: -F > -Cl > -Br > -I- Caùc nhoùm mang ñieän tích döông -NR3+, -PR3+, -OR2+, -SR2+- Caùc nhoùm trung hoaø coù nguyeân töû ñoä aâm ñieän lôùn –OH, -SH, -NH2- Caùc nhoùm trung hoaø coù noái löôõng cöïc –NO2, -SO3H, >C=O Caùc nhoùm gaây hieäu öùng caûm döông (+I)- Caùc nhoùm alkil coù hieäu öùng caûm +I yeáu, gia taêng theo thöù töïsau ñaây -CH3 < -CH2CH3 < -CH(CH3)2 < -C(CH3)3- Caùc nhoùm coù nguyeân töû mang ñieän tích aâm -O-, -S-Hiệu ứng cảm ảnh hưởng đến: Khả năng phản ứng và chiều hướng của phản ứng CH3-CH=CH2 + HBr → CH3-CH(Br)-CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 NO2 HNO3/(CH3CO)2O NO2 NO2 Toluene o-nitrotoluene m-nitrotoluene p-nitrotoluene (63%) (3%) (34%) CF3 CF3 CF3 CF3 NO2 HNO3/H2SO4 NO2 NO2 o-nitro(triflouromethyl) m-nitro(triflouromethyl) p-nitro(triflouromethyl)(Triflouromethyl)benzene benzene benzene benzene (6%) (91%) (3%) Độ mạnh của acid/ base hữu cơ Acid pKa Base pKb H-COOH 3,75 NH3 4,74 CH3-COOH 4,76 CH3NH2 3,43 Br-CH2-COOH 2,86 CH3CH2NH2 3,36 Cl-CH2-COOH 2,81 (CH3)2NH 3,28 F-CH2-COOH 2,66 (CH3)3N 4,30* Acid CH3-CH2-CH2-COOH CH2-CH2-CH2-COOH CH3 CH CH2 COOH CH3 CH2 CH COOH Cl Cl Cl Ka 139.10-5 8,9.10-5 3,0.10-5 1,54.10-52 Hiệu ứng cộng hưởngChæ xaûy ra coäng höôûng khi trong phaân töû höõu cô coù mang moät trong caùc heäthoáng sau:- Lieân keát π tieáp caùchCH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2- Lieân keát π vôùi ñieän töû p coâ laäpCH2 CH Cl CH2 CH Cl CH2 CH O CH3 CH2 CH O CH3- Lieân keát π vôùi vaân ñaïo p troáng CH2 CH CH2 CH2 CH CH2- Ñieän töû p coâ laäp vôùi vaân ñaïo p troáng CH3 C O H CH3 C O H CH3 CH3- Lieân keát π vôùi ñieän töû ñoäc thaân CH CH3 CH CH3Nguyeân töû hay nhoùm nguyeân töû huùt ñieän töû gaây ra hieäu öùng coäng höôûng aâm (-C)Nguyeân töû hay nhoùm nguyeân töû ñaåy ñieän tö ûgaây ra hieäu öùng coäng höôûng döông (+C) O H N N O H -C +C +C -C O H CH3-CH2-O-H Phenol, pKa = 10 Ethanol, pKa = 17 OH OH OH NO2 > > NO2 pKa NO ...