HOA HUU CO Chuong 2 CAC LOAI HIEU UNG DIEN TU

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

HÓA HỮU CƠ-Chương 2 CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ

Comments

Presentation Transcript

NỘI DUNG:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) NỘI DUNG Hiệu ứng: là sự chuyển dịch điện tử trong phân tử, làm ảnh hưởng đến cơ chế pứ, khả năng pứ, tính acid-base… Chia làm 2 loại: * Hiệu ứng điện tử - Hiệu ứng cảm ứng I (inductive effect). - Hiệu ứng liên hợp C (conjugation effect) . - Hiệu ứng siêu liên hợp H (hyperconjugation effect). * Hiệu ứng không gian (S) - Hiệu ứng không gian loại 1 (S1). - Hiệu ứng không gian loại 2 (S2). - Hiệu ứng ortho (octo).

Slide2:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 1. Các loại hiệu ứng điện tử 1.1. Hiệu ứng cảm ứng (Inductive:I) 1.1.1. Định nghĩa: Hiện tượng lan truyền điện tử dọc theo nối  được gọi là hiệu ứng cảm ứng. 1.1.2. Phân loại: Hiệu ứng cảm có hai loại (1) Hiệu ứng cảm âm (-I) (2) Hiệu ứng cảm dương (+I) 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng

Slide3:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) (1) Hiệu ứng cảm âm (-I): khi nguyên tử nhóm thế có độ âm điện lớn hơn ngtử C (nhóm thế hút e). -> Khả năng hút điện tử giảm, dẫn đến hứ (-I) giảm dần theo thứ tự sau: (giảm theo đâđ) CN > NO 2 > F > Cl > Br > I > OCH 3 > -NR 2 > C 6 H 5 Cụ thể: - Trong 1 chu kỳ (-I) tăng từ trái qua phải: (-I): -CR 3 < - NR 2 < -OR < -F - Trong một phân nhóm chính (-I) giảm từ trên xuống dưới: (-I): -F > -Cl > -Br > -I (-I): -OR > -SR > -SeR - Các nhóm không no đều mang h.ứ (-I). 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng

Slide4:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) (2) Hiệu ứng cảm dương (+I): khi nhóm thế có độ âm điện nhỏ hơn C (nhóm thế đẩy e). -> Khả năng đẩy điện tử giảm, dẫn đến hứ (+I) giảm dần theo thứ tự sau: ( Độ mạnh hiệu ứng +I của các nhóm ankyl tăng theo mức độ phân nhánh của chúng, tăng từ C bậc 1 đến C bậc 3 ) (+I): -C(CH 3 ) 3 > -CH(CH 3 ) 2 > -CH 2 -CH 3 > -CH 3 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng

Slide5:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) * Đặc điểm a. Các nhóm gây h . ứng cảm ứng thường gặp: - Độ âm điện của nguyên tử ở các trạng thái lai hóa khác nhau tăng theo trật tự sau: 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng

Slide6:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) b. Ứng dụng của hiệu ứng cảm: Hiệu ứng cảm âm làm tăng tính acid của acid carboxilic, alcol Hiệu ứng cảm giảm nhanh theo chiều dài mạch carbon. - Không phụ thuộc vào sự án ngữ k 0 gian. VD: Tính acid giảm dần theo thứ tự sau F-CH 2 COOH > I-CH 2 COOH > H-CH 2 COOH 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng

Slide7:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 1.2. Hiệu ứng cộng hưởng hay hiệu ứng liên hợp (C). Định nghĩa: Hiệu ứng liên hợp (C) là hiện tượng điện tử lan truyền trong mạch carbon thông qua hệ thống nối đôi liên hợp, làm cho hệ liên hợp đó trở nên phân cực. * Phân loại: gồm 2 loại - Hiệu ứng cộng hưởng âm (-C) - Hiệu ứng cộng hưởng dương (+C) 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp

Slide8:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 1.2.1. Hiệu ứng liên hợp âm (-C): - Các ngtử hay nhóm ngtử có khả năng hút điện tử của hệ liên hợp về phía nó => (-C). * Các nhóm gây hiệu ứng (-C): - Nhóm không no: -NO 2 , -CN, -CHO, -COR, -COOH, -CONH 2 .. - Trong các nhóm C=Z: (-C) phụ thuộc Z, Z có đâđ càng lớn, (-C) càng mạnh: C=O > C=NR > C=CR 2 - Đối với các nhóm ngtử tương tự: điện tích càng lớn thì (-C) càng mạnh: C=N + R 2 > C=NR 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp

Slide9:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) VD1 : Hiệu ứng cộng hưởng âm (-R) của nhóm –NO 2 trong phân tử C 6 H 5 NO 2 . (Tăng mật độ e tai vị trí meta). VD2: Hiệu ứng liên hợp âm (-C) của nhóm -CN 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp

Slide10:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 1.2.2. Hiệu ứng liên hợp dương (+C) : Các ngtử hay nhóm ngtử có khả năng đẩy điện tử từ bản thân nó ra hệ liên hợp => (+C). * Các nhóm gây hiệu ứng +C: - Các ngtử hay nhóm ngtử có cặp điện tử chưa sử dụng hoặc những ion mang điện tích (-) đều mang (+C). -OH, -OR, -SH, -SR, -NH 2 , -NR 2 , -NH-CO-R, -F, -Cl,-Br, -I, -S, -O. - Các ion mang điện tích (-) có +C mạnh hơn các ngtử trung hòa: (+C): -O - > -OR ; -S - > -SR 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp

Slide11:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) Ví dụ1 : Hiệu ứng (+C) do nhóm –OH trong phân tử C 6 H 5 -OH Ví dụ 2: Hiệu ứng (+C) của nhóm -N(CH 3 ) 2 trong phân tử CH 2 =CH-CH=CH-N(CH 3 ) 2 . * Ứng dụng của hiệu ứng liên hợp: - Giải thích vì sao acid carboxylic có tính acid mạnh hơn alcol. - Giải thích sự định hướng của phản ứng thế vào vòng benzen. 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp

Slide12:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) - Đặc điểm: + Ít bị biến đổi khi tăng chiều dài mạch liên hợp. + Chỉ phát huy hiệu lực trong hệ phẳng. - Qui luật: + Các ngtử hay nhóm ngtử có cặp điện tử chưa sử dụng hoặc những ion mang điện tích (-) gây hiệu ứng +C lớn hơn nhóm tương tự không mang điện tích. Ví dụ: -O - > OH; -S - > SH;… + Ngược lại, nhóm mang điện tích (+) gây hiệu ứng –C lớn hơn các nhóm tương tự không mang điện tích. + Các nhóm có cấu tạo kiểu Y=Z có liên kết Y=Z càng phân cực thì hiệu ứng –C càng lớn. Ví dụ: =C=O > =C=NH > =C=CH 2 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp

Slide13:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 1.3. Hiệu ứng siêu liên hợp (H) - Xảy ra khi nhóm –CH 3 gắn vào hệ thống bất bão hòa (C=C, C=O, C=N), cho điện tử tương tự như hiệu ứng cộng hưởng. - Phân loại: + Hiệu ứng siêu liên hợp dương (+H). VD. + Hiệu ứng siêu liên hợp âm (-H): VD. 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp 1.3. H.ứ siêu l.hợp

Slide14:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) - Qui luật: + Nguyên tử Carbon gắn trực tiếp vào hệ thống liên hợp càng mang nhiều H, hiệu ứng càng mạnh. VD: + Hiệu ứng +H phát huy tác dụng mạnh ở trạng thái động. VD. 1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp 1.3. H.ứ siêu l.hợp

Slide15:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) - Hiệu ứng siêu liên hợp giải thích tính bền của những alken tạo ra trong phản ứng khử. Alken càng bền khi nó mang nhiều nhóm thế (nhiều H  ). Ví dụ 2 : CH 3 – CH=CH-CH 3 : có 6 H  CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 : có 2 H  1. Các loại h.ứ điện tử 1.1. H.ứ cảm ứng 1.2. H.ứ liên hợp 1.3. H.ứ siêu l.hợp

Slide16:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 2. Hiệu ứng không gian 2.1. Hiệu ứng không gian loại 1 (S 1 ) - Là h.ứ do các nhóm thế có kích thước lớn, chiếm 1 khoảng không gian đáng kể => cản trở không cho 1 nhóm chức nào đó trong phân tử tác dụng với phân tử hay ion khác. 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian 2.1. H.ứ k 0 gian loại 1

Slide17:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 2.2. Hiệu ứng không gian loại 2 (S 2 ) - Do các nhóm thế có kích thước lớn => hệ liên hợp bị mất tính phẳng => không cho 1 số phản ứng xảy ra. VD. - R = H : p ứ xảy ra. - R = CH 3 : hệ liên hợp mất tính phẳng => +C của –N(CH 3 ) 2 giảm mạnh => p.ứ không xảy ra. 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian 2.1. H.ứ k 0 gian loại 1 2.2. H.ứ k 0 gian loại 2

Slide18:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) CÁC VÍ DỤ MINH HỌA VD1. 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide19:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) VD2. 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide20:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) 2.3. Hiệu ứng ortho - Gây ra bởi nhóm thế ở vị trí ortho trong vòng benzene. => Gây ảnh hưởng đặc biệt so với các nhóm thế ở vị trí khác. Lưu ý: h.ư ortho là hỗn hợp của nhiều yếu tố (S1, S2, I, liên kết H). 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide21:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) Xét hằng số phân ly (Ka.10 5 ) của dẫn xuất benzoic acid C 6 H 4 (R)COOH Lưu ý: H.ư (-I) của –NO 2 > -F 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian Vị trí / R OH F NO 2 o- 10.5 54.4 67.1 m- 8.3 13.7 32.1 P- 2.9 7.2 37.6

Slide22:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) Tính acid: • o- : OH có –I hút đtử & liên kết H => O-H trong COOH phân cực mạnh nhất. • p-, m-: OH có –I hút điện tử nhưng -I giảm dần theo chều dài mạch C => O-H trong COOH ở p-ít bị phân cực nhất. • Lưu ý: OH trong o- & p- có +C đẩy điện tử lên hệ liên hợp p-σ-π- σ …C=O. Trong m-: hệ liên hợp này bị đứt đoạn do σ- σ liên tục !!! => càng làm cho tính acid của m- > p- 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide23:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) - Tính acid của C 6 H 4 (F)COOH: o- > m- > p- do –I giảm theo chiều dài mạch C => Khả năng hút (-I) hay đẩy (+C) điện tử của –F, Cl, Br, I: (-I) > (+C) - Tính acid của C 6 H 4 (NO 2 )COOH: o- > p- > m- 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide24:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) * Ảnh hưởng của các hiệu ứng lên tính acid – base và độ bền của carbocation a. Ảnh hưởng của hư cảm ứng lên tính acid + Các R-OH, R-COOH có chứa nhóm thế có +I tính acid giảm + Chứa nhóm thế có –I: tính acid tăng do O-H càng phân cực 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide25:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) - Tính acid của các acid: F 3 C-COOH (pKa 0.23) > Cl 3 C-COOH (0.66) > Cl 2 CH-COOH (1.25) > NO 2 -CH 2 -COOH (1.68) > NC-CH 2 -COOH (2.47) > F-CH 2 -COOH (2.57) > Cl-CH 2 -COOH (2.87) > Br-CH 2 -COOH (2.90) > HCOOH (3.75) > HO-CH 2 -COOH (3.83) > CH 3 COOH (4.76) > CH 3 CH 2 COOH (4.87) > (CH 3 ) 3 C-COOH (5.03) + Nhóm thế càng xa Cα => ảnh hưởng càng yếu do I giảm mạnh: Tính acid: F 3 C-COOH > F 3 C-CH 2 -COOH > F 3 C-CH 2 -CH 2 -COOH 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide26:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) (1) Ảnh hưởng của h.ư liên hợp, h.ư siêu liên hợp lên tính acid. + Tính acid của alcohol < phenol + Nhóm thế có –C sẽ làm tăng tính acid & ngược lại. Tính acid: Thông thường (không luôn luôn!) : C > H > I 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide27:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) (2) Acid béo không no: - Có tính acid mạnh hơn acid no cùng mạch C (do C=C có hư –I) - Nối đôi C=C càng gần –COOH thì tính acid càng mạnh. - Tuy nhiên: nếu C=C liên hợp với C=O trong -COOH thì tính acid giảm do +C của C=C!!! => Tính acid: CH 3 -CH=CH-CH 2 -COOH (pKa 4.48) > CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -COOH (4.68) > CH 3 -CH 2 -CH=CH-COOH (4.83) 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide28:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) - Nối ba C≡C cho dù ở vị trí liên hợp với C=O thì vẫn làm tăng mạnh tính acid (khác C=C): do –I của C≡C mạnh & chỉ có 1 lkết π của C≡C cho +C liên hợp với C=O, lkết π còn lại cho –I nhưng không có+C!!! => Tính acid: CH≡C-COOH (pKa 1.84) > CH 3 -C≡C-COOH (2.60) > CH 2 =CH-COOH (4.25) 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide29:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) (3) Acid có vòng thơm: - Tính acid: H-COOH (pKa 3.75) > C 6 H 5 -COOH (4.18) do +C của C 6 H 5 - mạnh hơn –I - Tính acid: tùy thuộc bản chất & vị trí nhóm thế: o- NO 2 -C 6 H 5 -COOH > p- > m- - Halogen cho –I > +C => o- Cl-C6H5-COOH > m-> p- 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide30:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) b. Ảnh hưởng lên tính base - Mật độ điện tử trên N càng lớn 􀃆tính base của amine càng mạnh. - Nhóm thế đẩy điện tử (+I) sẽ làm tăng tính base của amine & ngược lại (-I, -C) => Tính base : (CH 3 ) 2 NH > CH 3 NH 2 > NH 3 > C 6 H 5 NH 2 > p-NO 2 -C 6 H 4 -NH 2 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide31:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) => Tính base: p -NO 2 -C 6 H 4 -NH 2 < m -NO 2 -C 6 H 4 -NH 2 < p -Cl-C 6 H 4 -NH 2 < C 6 H 5 -NH 2 < p -CH 3 O-C 6 H 4 -NH 2 DO: + p -NO 2 có (-I), (-C) mạnh nhất, m -NO 2 có (-I) mạnh, (-C) không ảnh hưởng nhiều do hệ liên hợp bị đứt đoạn. + (-Cl) có (-I) mạnh hơn (+C), (-I) yếu hơn -NO 2 + p- CH 3 O có +C mạnh hơn –I => mật độ điện tử trên N cao nhất => base mạnh nhất. - Acid liên hợp càng yếu thì tính base càng mạnh Tính base: HC≡C- > (CH 3 ) 3 CO- > CH 3 O- > OH- > C 6 H 5 O- > CH 3 COO- 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide32:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) c. Ảnh hưởng lên độ bền của các carbocation - Điện tích dương trên các cation càng được giải tỏa (càng nhỏ) thì cation càng bền. - Độ bền do hiệu ứng đẩy điệntử của +H, +I: - Độ bềncủa carbocation: (CH 3 ) 3 C + < C 6 H 5 CH 2 + < (C 6 H 5 ) 2 CH + => Do +C của -C 6 H 5 mạnh hơn +I, +H của –CH 3 => Điện tích càng được giải tỏa => carbocation càng bền. 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide33:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) - Độ bền của carbocation : => +C của -NH- > -O- > +H & I của -CH 3 -NH- & -O- đồng thời có –I nhưng +C ảnh hưởng mạnh hơn => -NH- giải tỏa đtích dương mạnh nhất => bền nhất. • Gốc allyl CH 2 =CH-CH 2 + hay C 6 H 5 -CH 2 + rất bền do +C của vinyl hay phenyl. 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

Slide34:

CÁC LOẠI HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Chương 2 : (4ti ết) BTVN Bài tập mẫu . B ài tập tự giải chương 2 trong giáo trình “Hóa hữu cơ”: bài 1 - 17/trang 76-79. 1. Các loại h.ứ điện tử 2. H.ứ k 0 gian

authorStream Live Help