hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
Hóa Học Hữu Cơ
TS Phan Thanh Sơn Nam
Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ
Khoa Kỹ Thuật Hóa Học
Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM
Điện thoại: 8647256 ext. 5681
Email:
[email protected]
http://hhud.tvu.edu.vn
1
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
Tài liệu tham khảo
[1] Paula Y. Bruice, ‘Organic chemistry’, fifth edition, Pearson
Prentice Hall, 2007
[2] Graham T.W. Solomons, Craig B. Fryhle, ‘Organic chemistry’,
eighth edition, John Wiley & Sons, 2004
[3] Francis A. Carey, ‘Organic chemistry’, fifth edition, McGrawHill, 2003
[4] Robert T. Morrison, Robert N. Boyd, ‘Oragnic chemistry’, sixth
edition, Prentice Hall, 1992
[5] Trần Thị Việt Hoa, Phan Thanh Sơn Nam, ‘Hóa hữu cơ’, NXB
Đại Học Quốc Gia – HCM, 2007
[6] Trần Thị Việt Hoa, Trần Văn Thạnh, ‘Bài tập hoá hữu cơ’, NXB
Đại Học Quốc Gia – HCM, 2004
[8] Thái Doãn Tĩnh, ‘Cơ sở lý thuyết hoá hữu cơ’, NXB Khoa Học
Kỹ Thuật, 2000
[9] Trần Quốc Sơn, ‘Cơ sở lý thuyết hóa hữu cơ’, NXB Giáo Dục,
1979
http://hhud.tvu.edu.vn
2
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
NỘI DUNG CHÍNH
• Đồng phân của hợp chất hữu cơ
• Hiệu ứng trong hợp chất hữu cơ
• Cơ chế các phản ứng của hợp chất hữu cơ
• Alkane
• Alkene
• Alkyne
• Alkadiene
• Hợp chất hydrocarbon thơm
• Dẫn xuất halogen
• Alcohol – Phenol
• Aldehyde – Ketone
• Carboxylic acid
• Amine – Hợp chất diazonium http://hhud.tvu.edu.vn
3
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
Chương 1:
ĐỒNG PHÂN
• Đồng phân: những hợp chất hữu cơ có
công thức phân tử giống nhau, công thức
cấu tạo khác nhau
tính chất hóa học, vật
lý, sinh học khác nhau
• Phân loại:
+ Đồng phân cấu tạo (phẳng)
+ Đồng phân lập thể: đồng phân hình học
(cis, trans), đồng phân quay (cấu dạng),
đồng phân quang học
http://hhud.tvu.edu.vn
4
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
I. Đồng phân cấu tạo
Do có sự sắp xếp khác nhau của các nguyên tử
trong mạch C
I.1. Đồng phân mạch C
n-butane
iso-butane
C6H12
methyl cyclopentane
cyclohexane
http://hhud.tvu.edu.vn
5
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
I.2. Đồng phân do vị trí các liên kết bội, nhóm chức
butene-1
C4H8
OH
butene-2
OH
OH
OH
OH
1,2-
1,3-
OH
1,4-
dihydroxy benzene
http://hhud.tvu.edu.vn
6
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
I.3. Đồng phân có nhóm định chức khác nhau
dimethyl ketone
C3H6O
propan-2-one
O
acetone
CHO
propionaldehyde
propanal
propionic aldehyde
C3H6O2
COOH
Propionic acid
O
O
http://hhud.tvu.edu.vn
methyl acetate
7
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
I.4. Đồng phân có nhóm thế khác nhau liên kết với
nhóm định chức
C4H10O
diethyl ether
O
O
methyl propyl ether
http://hhud.tvu.edu.vn
8
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
II. Đồng phân lập thể
II.1. Đồng phân hình học
II.1.1. Điều kiện xuất hiện đồng phân hình học
• Xuất hiện khi phân tử có 1 bộ phận cứng nhắc
cản trở sự quay tự do của các nguyên tử ở
đó
• 2 nguyên tử liên kết với cùng 1 nguyên tử của
bộ phận cứng nhắc phải khác nhau
http://hhud.tvu.edu.vn
9
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
• Thường xuất hiện ở các hợp chất có chứa:
C=C, C=N, N=N, hệ liên hợp, vòng phẳng 3
hay 4 cạnh
abC=Ccd: a ≠ b, c ≠ d
Cl
H
Cl
H
http://hhud.tvu.edu.vn
10
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
II.1.2. Danh pháp của đồng phân hình học
a. Hệ cis-trans: abC=Cab
• Nhóm thế tương đương nằm cùng phía
mặt phẳng liên kết π
cis
• Khác phía
H3C
H
CH3
H3C
H
cis-butene-2
trans
H
http://hhud.tvu.edu.vn
H
CH3
trans-butene-2
11
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
b. Hệ Z-E: abC=Ccd
a>b c>d
Quy tắc Kahn-Ingold-Prelog: dựa theo thứ
tự ưu tiên trong bảng HTTH của nhóm thế
a, c cùng phía so với mặt phẳng nối đôi: Z
(zusammen)
a, c khác phía so với mặt phẳng nối đôi: E
(entgegen)
http://hhud.tvu.edu.vn
12
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
35
Br
17
Cl
I
(E)-1-Bromo-2-chloro-2-fluoro-1-iodoethene
F
9
53
Br
F
I
Cl
(Z)-1-Bromo-2-chloro-2-fluoro-1-iodoethene
•Lưu ý: Khi dùng Z-E, chú ý Z, E không
phải luôn trùng với cis, trans
Cl
Cl
F
H
Cl
Cl
H
Z-, cis-
Br
E-, cishttp://hhud.tvu.edu.vn
13
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
II.1.3. Đồng phân hình học của abC=Nd và
aN=Nb
a. abC=Nd
• Trước đây, dùng hệ syn-, anti-, nhưng
không chính xác nên hiện nay dùng hệ Z-E
• a>b: a, d khác phía so với mặt phẳng nối
đôi
E, cùng phía
Z
• Đối với aldoxime
H3C
OH
C N
H
anti-acetaldoxime
(Z)-acetaldoxime
H3C
C N
OH
H
http://hhud.tvu.edu.vn
syn-acetaldoxime
(E)-acetaldoxime
14
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
• Đối với ketoxime: Cùng 1 chất, có thể gọi là
syn- hay anti- !!!
H3C
H3C
OH
C N
C N
anti-phenyl-p-tolylketoxime
syn-p-tolyl-phenylketoxime
OH
syn-phenyl-p-tolylketoxime
anti-p-tolyl-phenylketoxime
hệ syn-anti không chính xác
chuyển sang hệ Z-E
http://hhud.tvu.edu.vn
15
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
b. aN=Nb
C6H5
N N
N N
C6H5
C6H5
C6H5
syn-azobenzene
anti-azobenzene
http://hhud.tvu.edu.vn
16
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
II.1.4. Đồng phân hình học của hợp chất chứa C=C
liên hợp
a(HC=CH)nb
CH
H
6 5
H
H
H
C6H5
H
H
C6H5
H
H
H
C6H5
H
trans,trans-1,4-diphenyl-1,3-butadiene
C6H5
cis,cis-1,4-diphenyl-1,3-butadiene
C6H5
H
cis,trans-1,4-diphenyl-1,3-butadiene
H
* Số đp hình học của hệ liên hợp C=C
N = 2n-1 + 2p-1
n: số nối đôi liên hợp
p = n/2 nếu n chẵn
http://hhud.tvu.edu.vn
p = (n + 1)/2 nếu n lẻ
17
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
II.1.5. Đồng phân hình học của vòng no 3, 4
cạnh
• Được bố trí trên 1 mặt phẳng
các nhóm thế
không thể quay tự do
xuất hiện đồng phân
hình học
* Các nhóm thế tương đương cùng phía mặt phẳng
cis, khác phía
trans
HOOC
H
COOH
HOOC
H
H
cis-cyclopropane-1,2-dicarboxylic acid
H
COOH
trans-cyclopropane-1,2-dicarboxylic acid
http://hhud.tvu.edu.vn
18
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
II.1.6. Cách xác định và so sánh các đồng phân
hình học
a. xác định khoảng cách giữa các nhóm thế
Khoảng cách giữa 2 nhóm thế tương đương
trong đồng phân cis < trans
H
Cl
H
Cl
H
Cl
Cl
H
4.7 Å
3.7 Å
http://hhud.tvu.edu.vn
19
hoahoc.edu.vn ( Luu Huynh Van Long)
b. Moment lưỡng cực
• 2 nhóm thế giống nhau aHC=CHa
H
Cl
H
H
Cl
Cl
Cl
H
μcis (1.89D) > μtrans (0D)
• 2 nhóm thế khác nhau aHC=CHb (a ≠ b)
•2 nhóm thế cùng hút hay cùng đẩy điện tử:
μcis > μtrans
•2 nhóm thế có tính chất điện tử ngược nhau:
μcis < μtrans
http://hhud.tvu.edu.vn
20