DẪN XUẤT HALOGEN

CẤU TRÚC

HÓA TÍNH • Phản ứng thế nucleophin

• Phản ứng tách

1. Phản ứng thế lưỡng phân tử (SN2) 1.1. Cơ chế • Phản ứng SN2 diễn ra trong 1 bước: Tác nhân nucleophin mạnh tấn công vào cacbon electrophin, thúc đẩy nhóm đi ra.

Một số phản ứng SN2 của dẫn xuất halogen

1.2. Một số lưu ý • Nếu Nu = OH, OR thì phải dùng axit để hoạt hóa Vd: CH3OH + HI => • Nếu Nu trung hòa điện (R3N, ROH…) thì cặp electron tự do sẽ tham gia tạo thành liên kết C-Nu vd: CH3Br + CH3NH2 =>

1.3. Các yếu tố ảnh hưởng 1.3.1. Ảnh hưởng của Nu: Bazơ luôn có tính nucleophin mạnh hơn axit liên hợp của nó

• Nucleophin mạnh

• Nucleophin trung bình

• Nucleophin yếu

Phân biệt lực bazơ và lực nucleophin

So sánh lực nucleophin

1.3.2. Ảnh hưởng của hiệu ứng không gian đến lực Nu

Bazơ mạnh nhưng Nu yếu

1.3.3. Ảnh hưởng của dung môi đến lực Nu • Dm proton hóa (-OH, -NH…): giảm lực Nu

• Dm không proton hóa (benzen, ete…)

1.3.4. Ảnh hưởng của chất phản ứng 1.3.4.1. Ảnh hưởng của nhóm đi ra: Bazơ yếu là nhóm đi ra thông dụng

1.3.4.2. Ảnh hưởng của hiệu ứng kg:

1.4. Tiến trình lập thể của phản ứng Sự đảo ngược cấu hình trong phản ứng SN2

Dưới điều kiện thích hợp, (S)-1-bromo-1-floroetan phản ứng với natri metanolat (CH3ONa) tạo thành (S)-1-floro-1-metoxyetan

• Tại sao Br dễ bị thế hơn F ? • Biểu diễn công thức phối cảnh cho chất đầu, TTCT, sản phẩm? • Sản phẩm là bảo toàn hay đảo ngược cấu hình? • Kết quả trên có phù hợp với cơ chế SN2 ?

2. Phản ứng thế đơn phân tử (SN1) 2.1. Cơ chế • Xảy ra qua hai giai đoạn – Sự tạo thành cacbocation (quyết định tốc độ phản ứng)

– Nu tấn công vào cacbocation

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng 2.2.1. Ảnh hưởng của nhóm thế:

Khả năng tham gia phản ứng SN1

2.2.2. Ảnh hưởng của nhóm đi ra:

2.2.3. Ảnh hưởng của dung môi: Dm phân cực làm tăng khả năng phản ứng: • Tương tác bằng momen lưỡng cực • Tạo liên kết H

2.3. Tiến trình lập thể của phản ứng

Chuyển vị hydrua

Chuyển vị metyl

Đề nghị cơ chế phản ứng cho các chuyển hóa sau (chú ý đến sự chuyển vị hydrua và chuyển vị alkyl)

SN1 vs SN2 SN1

SN2

Bản chất của chất phản ứng Dung môi

Dung môi ion hóa Dung môi kém phân cực

Tốc độ phản ứng Hóa lập thể

Raxemic

Đảo ngược cấu hình

Phản ứng SN1 có thể được thúc đẩy bằng cách bổ sung AgNO3. Ag+ phản ứng với halogen, giải phóng cacbocation.

• Đề nghị cơ chế của các phản ứng sau:

3. Phản ứng tách đơn phân tử (E1) 3.1. Cơ chế:

Sự cạnh tranh giữa SN1 và E1:

3.2. Obitan và năng lượng trong phản ứng E1:

3.3. Sự sắp xếp lại của pứ E1:

Đề nghị CCPƯ sau:

3.4. Quy tắc Zaixep: Phản ứng tách ưu tiên diễn ra theo hướng tạo thành anken có nhiều nhóm thế nhất

Khi đun nóng 1-bromo-1-methylcyclohexane trong ethanol trong một thời gian dài, ba sản phẩm (1 ether và 2 alkene) được tạo thành. Đề nghị CCPU ? Cho biết alkene nào là sản phẩm chính?

4. Phản ứng tách lưỡng phân tử (E2) • 4.1. Cơ chế:

Sự tạo thành hh sản phẩm trong phản ứng E2

4.2. Hóa lập thể của phản ứng tách E2:

“trans” “anti” => đặc thù lập thể

E1 vs E2 E1

E2

Độ mạnh của bazơ không quan trọng

Đòi hỏi bazơ mạnh

Dung môi ion hóa

Độ phân cực của dm không quan trọng

Định hướng

Qt Zaitsev

Qt Zaitsev

Hóa lập thể

Không đặc thù

trans/anti

Sự sắp xếp lại

Có

Không

Bản chất của chất phản ứng Bazơ Dung môi Tốc độ phản ứng

Một số gợi ý để dự đoán cơ chế 1. Độ mạnh của bazơ hoặc nucleophin quyết định bậc phản ứng: Bazơ hoặc nucleophin mạnh thúc đẩy phản ứng SN2, E2

2. Dẫn xuất bậc 1 thường theo cơ chế SN2 , thi thoảng là E2:

Nếu có muối bạc hoặc ở nhiệt độ cao, phản ứng chạy theo cơ chế SN1, E1 (kèm theo sự sắp xếp lạichuyển vị)

3. Dẫn xuất bậc 3 chạy theo phản ứng E2 (đ/v bazơ mạnh) hoặc hh của SN1, E1 (đ/v bazơ yếu)

4. Dẫn xuất bậc 2 khó dự đoán nhất: • Với bazơ mạnh => SN2, E2 • Với bazơ yếu => SN1, E1

5. Một số Nu, Baz có xu hướng ưu tiên cho một cơ chế nhất định: • Bazơ mạnh, cồng kềnh, nhiệt độ cao => tách • Bazơ yếu, nu mạnh (Br-, I-…) => thế

Đề nghị cơ chế của phản ứng sau:

Một số phản ứng quan trọng của dẫn xuất halogen

Kiểm tra: Xác định cấu hình R/S của các trung tâm lập thể trong các chất sau: