Tiểu luận: Phản ứng thế trong hóa học hữu cơ

Đây là slide nhóm trình bày về cơ chế phản ứng thế trong hóa hữu cơ, giúp cho sinh viên có thêm tài liệu và hiểu về phản ứng thế
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận: Phản ứng thế trong hóa học hữu cơ Nhóm xin chào tất cảlớp và cô giáoĐề tài: phản ứng thế (S)giáo viên hướng dẫn: Bùi Thị Lệ Thủysinh viên thực hiện: 1) Nguyễn Hồng Hải 2) Trần Quốc Đạt 3) Lê Đình Thắng 4) Lê Đức Anh 5) Trịnh Thành Công 6) Nguyễn văn Tùng 7) Nguyễn Trọng Hoàng I) Khái niệm chung về phản ứng thế trong hóa học hữu cơ1) Khái niệmPhản ứng thế kí hiệu là chữ S(Substitution),trong đó một nguyên tửhay một nhóm nguyên tử trong phân tửđươc thay thế bằng một nguyên tử haynhóm nguyên tử khác.Phản ứng thế là một phản ứng phổbiến trong hóa học hữu cơ.Phản ứngđược biểu diễn tổng quát như sau:A+B-C A–B+CTrong đó : A là tác nhân thế (Hay nhóm thế) B là trung tâm bị thế C là nhóm bị thế2) Phân loại-Nếu trung tâm B giàu điện tử thì là phản ứng thếái điện tử S E , A là nhóm nghèo điện tử (A làcation.) nó được phân thành 2 loại nhỏ+Thế ái điện tử đơn phân tử S E 1 :+Thế ái điện tử lưỡng phân tử S E 2 -Nếu trung tâm B nghèo điện tử thì là phản ứngthế ái nhân, SN và A là nhóm giàu điện tử ( làanion). Nó còn được phân ra thành:+Thế ái nhân đơn phân tử S N 1+Thế ái nhân lưỡng phân tử S N 2-nếu tác nhân A là gốc thì đây là phản ứng thế gốcSR II) Cơ chế phản ứng1) cơ chế phản ứng SN a) cơ chế phản ứng thế SN 1Là phản ứng xảy ra theo cơ chế 2 giai đoạn ion hóavà kết hợp cation:• Giai đoạn 1: ion hóa, chậmR-X R(+) + X(-)Giai đoạn 2: kết hợp cation, nhanhR(+) +Y(-) Y-R và R-Y ( biến thể raxemic)Như vậy tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc vào[RX]. Phản ứng bậc 1. v=k[RX]. Nó làm quaymột phần cấu hìnhVí dụ: CH 3 CH3CH3 - C - Cl + NaOH CH 3 - C - OH NaCl + CH 3 CH3 tert-butyllorua tert-butanol CH3 CH3 CH3 - C - Cl CH3 - C Cl + CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 - C + OH CH3 - C - OH CH 3 CH3 Tính lập thể của phản ứng SN1Như ta đã biết, cacbocation hình thànhcó cấu trúc phẳng nên tác nhânnucleophin có thể tấn công từ phía trênhoặc phía dưới mặt phẳng cacbocationvới xác suất như nhau nên nếu chất đầulà một chất quang hoạt thì sản phẩmhình thành sẽ là biến thể raxemic:Ngoài ra còn do hiện tượng chuyển vị nên còncó thêm những sản phẩm khác, như:CH3CH2CH2CH2(*) => CH3CH2CH(*)CH3 (bền hơn) nên sẽ có thêm những sản phẩmkhác như 2-X Butanb) phản ứng thế SN2Vì Y- và X- cùng dấu nên Y- sẽ đi vào phía đốidiện với X, điều này làm cho cấu hình của RYsẽ ngược với RX:Nhận xét:v Nếu y- không dư nhiều thì Phảnứng bậc 2v Thứ tự tham gia phản ứng SN2 nhưsau:metyl > dẫn xuất bậc 1 > dẫn xuấtbậc 2 > dẫn xuất bậc 3Ví dục) Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng+ảnh hưởng bởi gốc RR ảnh hưởng chính đến cơ chế thếNếu gốc R la ankyl bậc thấp SN2 xẩy ra dễdàngNếu gốc R la anlkyl , ankyl bậc cao SN1 xẩyra dễ dàngNếu gốc R la allyl, aryl metyl xẩy ra đồngthơi SN1 va SN2Nếu gốc R la vinyl hay phenyl khó xẩy raSN1 lẫn SN2Cacbocation càng bền thì phản ứng xẩy ra theo cơ chếSN1 càng thuận lợi, cụ thể ta chú ý từng gốc:Gốc ankyl: bậc của cacbon mang X càng cao thì khả năngtham gia SN2 càng giảm, trong khi đó khả năng tham giaSN1 càng tăngGốc hidrocacbon có ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng thếnucleophin. Đối với các gốc no, tốc độ các phản ứng thếnucleophin như sau:SN2 : CH3- > CH3CH2- > (CH3)2CH- > (CH3)3C-SN1 : CH3- < CH3CH2- < (CH3)2CH- < (CH3)3C-+ ảnh hưởng của nhóm bị thế ( nhóm đi ra X- )v Khả năng phản ứng của các dẫn xuất RX trong cácphản ứng SN1 cũng như SN2 không nhưng phụthuộc vào gốc hidrocacbon mà một phần còn đượcquyết định bởi bản chất của nhóm bị thay thế X.v Khả năng phản ứng: Đối với R-X thì: I > Br > Cl >> F , nguyên nhân làdo độ dài liên kết C-I là lớn nhất và sự phân cực hóaở I là lớn nhất. Các nhóm -OH phản ứng kém nhất, do đó bìnhthường không tách ra ion -OH được, chính vì thếancol chỉ được este hóa trong môi trường axit và etechi được phân cắt trong môi trường axit.+ảnh hưởng của tác nhân nucleophin (-Y )chỉ có phản ứng SN 2 mới phụ thuộc vàotác nhân nucleophin.Giữa tính nucleophin và tính bazơ thường có tính “song song”. Những bazơ mạnh ng đồng thời có tính như: C2H5O- , HO- cũ ng môi có tính nuc leophin mạnh, trừ du n ó khả năng sonvat ucleophin yếu nhưng c H5OH < CH3OH hóa các ion mạnh, như C2 ẩy phản ứng < H2O < HCOOH, lại thúc đ theo cơ chế SN1.-tốc độ phản ứng SN2 tăng theo nồng độ làlực Nu của ...