Bài 23. Phản ứng hữu cơ

PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHẢN ỨNG HỮU CƠ
NaOH + CH3I → CH3OH + NaI
HCl + H2O → H3O+ + Cl-
Phản ứng xảy ra do sự va chạm hiệu quả của các phân tử
Tương tác tĩnh điện mang các phân tử lại gần nhau:

PHẢN ỨNG HỮU CƠ
Sự phân cực hóa gây ra bởi liên kết σ

PHẢN ỨNG HỮU CƠ
GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG
GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG
GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG
NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT
ĐỊNH ĐỀ HAMMOND
ENDOTHERMIC REACTION
The more stable product forms faster
EXOTHERMIC REACTION
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
4 loại chính:
1. Phản ứng thế (Substitution)
2. Phản ứng tách (Elimination)
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
3. Phản ứng cộng (addition)
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
4. Phản ứng chuyển vị (Rearrangement)
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HỮU CƠ
Cơ chế phản ứng
Dựa vào cách đứt liên kết cộng hóa trị:
có 3 cơ chế chính:
1. Cơ chế phản ứng ion: tác chất hoặc chất trung gian hoặc sản phẩm là ion.
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG HỮU CƠ
2. Cơ chế phản ứng gốc tự do
chất trung gian mang điện tử lẻ gọi là gốc tự do (free radical hoặc radical).
Cơ chế phản ứng
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG HỮU CƠ
3. Cơ chế đồng bộ (pericyclic)
chỉ có sự phân bố lại các orbital liên kết.
Cơ chế phản ứng
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG HỮU CƠ
Dị ly và Đồng ly
SỰ DỊ LY (Heterolysis)
■ Thường xảy ra đối với các liên kết bị phân cực
■ Cần một tác nhân hỗ trợ để có thể tách rời hai ion ra
SỰ DỊ LY VÀ ĐỒNG LY
2. SỰ ĐỒNG LY (Homolysis)
Gốc tự do alkoxyl
Đồng ly
Dị ly
Dị ly
Bond-Making
SỰ TẠO THÀNH LIÊN KẾT
BRØNTED-LOWRY
Acid: chất có thể cho một proton H+
Base: chất có thể nhận một proton H+
KHÁI NIỆM ACID - BASE
Hằng số acid Ka. Acid càng mạnh khi Ka càng lớn và ngược lại




Giá trị pKa = - log Ka. Acid càng mạnh khi Ka càng lớn hay pKa càng nhỏ.
Trong một cặp acid-base: dạng acid càng mạnh (pKa nhỏ) thì dạng base liên hợp của nó càng yếu và ngược lại.
Ảnh hưởng của dung môi
A–H + Sol: A:(–) + Sol–H(+)
an acid solvent conjugate conjugate
base acid



Dung môi
Acid
Base liên hợp
Acid liên hợp
Dung môi có khả năng solvat hóa anion càng
mạnh càng làm tăng tính acid
ACID & BASE HỮU CƠ
ACID & BASE HỮU CƠ
Phản ứng acid-base
Trong phản ứng acid-base: Dạng acid mạnh sẽ phản ứng với dạng base mạnh và cho ra sản phẩm là các dạng acid và base yếu hơn
KHÁI NIỆM ACID-BASE THEO LEWIS
Acid: Chất có khả năng nhận các đôi điện tử
Base: Chất có khả năng cho các đôi điện tử
Base Lewis
Acid Lewis
Base Lewis
Acid Lewis
Bất kỳ một chất nào trong đó có nguyên tử
thiếu điện tử đều có tính acid Lewis
Ví dụ: BF3, AlCl3, ZnCl2, FeCl3,…
KHÁI NIỆM ACID-BASE THEO LEWIS
ACID-BASE THEO LEWIS
Reactive Intermediates
CHẤT TRUNG GIAN PHẢN ỨNG

Sự dị ly một liên kết giữa carbon và một nguyên tố bất
kỳ có thể tạo thành:
Carbocation: ion dương với điện tích dương trên C
Carbanion: ion âm với điện tích âm trên C
Dị ly
Dị ly
 Nguyên tử carbon thiếu điện tử
 C lai hóa sp2
 Có tính acid Lewis
 Chất thân điện tử (electrophile)
CARBOCATION


* Bậc Carbocation
CARBOCATION
CARBOCATION
Carbocation bền
Alcol bậc 3o
CARBOCATION ALKYL
Orbital p trống
Orbital σ

CARBOCATION ALKYL
CARBOCATION ALKYL
Carbocation không thể đạt cấu trúc phẳng
CARBOCATION ALLYL
CARBOCATION BENZYL
Một số Carbocation là acid Lewis
CARBANION
Ion âm chứa carbon hóa trị 3
Là những base Lewis mạnh
Phản ứng với proton H+ hoặc những tâm mang điện tích dương (thiếu điện tử)
Là chất thân hạch (Nucleophile)
CARBENE VÀ CARBENOID
Phân tử trung hòa điện chứa C hóa trị 2
C ở trạng thái lai hóa sp2
Là chất thân điện tử vì nguyên tử carbon cần một đôi điện tử để đạt cơ cấu bát bộ bền vững.
VIẾT CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
VIẾT CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
This is not a plausible mechanism