CƠ CHẾ PHẢN ỨNG HÓA HỮU CƠ

     

Đầu tiên, bọn họ sẽ coi xét rất nhiều gì xảy ra một giải pháp chi tiết. Phản ứng này chỉ xẩy ra trong một bước. Để cho phản ứng xảy ra thì tác nhân nucleophin cần tiến cho đủ gần chất phản ứng để sở hữu sự sinh ra liên kết, nhưng dường như thì links cacbon – halogen cũng trở nên bị bẻ gãy. Cả hai qúa trình này đều cần có sự cung cấp năng lượng. Nguyên tắc của bội nghịch ứng với giản đồ năng lượng được biểu lộ như sau.

Bạn đang xem: Cơ chế phản ứng hóa hữu cơ

*

Phản ứng tiếp diễn, năng lượng thường xuyên tăng lên cho đến khi hình thành links giữa cacbon và tác nhân nucleophin. Năng lượng giải phóng ra đủ nhằm bù lại nấc năng lượng quan trọng để bẻ gãy liên kết cacbon – halogen. Ở thời điểm hình thành trạng thái sự chuyển tiếp giữa thì năng lượng đạt cực đại, đó là thời khắc mà một nửa liên kết cacbon – halogen bị bẻ gãy và 1/2 liên kết cacbon – nucleophin được hình thành. Bây giờ sẽ gồm hai con đường làm giảm năng lượng của hệ là trở lại chất phản bội ứng hoặc ra đời sản phẩm. Tranh ảnh về trạng thái đưa tiếp đó là chìa khóa để làm rõ tính chất của phản nghịch ứng này.

Mức năng lượng quan trọng để đưa hóa học phản ứng với tác nhân nucleophin đến trạng thái chuyến qua (transition state) được call là năng lượng hoạt hóa của bội phản ứng. Phản nghịch ứng xẩy ra càng cấp tốc khi năng lượng hoạt hóa càng nhỏ.

Bây giờ họ sẽ phân tích về cấu trúc của trạng thái chuyển tiếp:

*

Khi hai team thế chính gắn vào cacbon bị tác động bởi nguyên tử hydro thì lực liên quan giữa nguyên tử hydro với nhóm thế bé dại và không nhất thiết phải tốn nhiều năng lượng để win lực này—> năng lượng hoạt hóa thấp. Khi nỗ lực H bằng một nhóm -CH3 ví dụ điển hình thì năng lượng hoạt hóa sẽ tăng lên, phản ứng xảy ra chậm hơn. Chính vì vậy máy tự thâm nhập phản ứng SN2 như sau: metyl > dẫn xuất bậc 1 > dẫn xuất bậc 2 > dẫn xuất bậc 3.

*

Nghiên cứu giúp về trạng thái chuyến qua của làm phản ứng SN2 sẽ mang đến ta thấy một tính chất khác của bội phản ứng này. Hãy chú ý rằng là tác nhân nucleophin tấn công từ vùng phía đằng sau so với hướng mà nhóm halogen đi ra. .

Kết qủa của qúa trình này là việc đổi quay. Nếu bọn họ vẽ công thức 3d thì sẽ tiện lợi thấy được đặc thù này. Ví dụ:

*

Nếu như chất phản ứng có thông số kỹ thuật R thì sản phẩm sẽ có cấu hình S cùng ngược lại. Tức là nếu như chúng ta hiểu được cấu hình của hóa học đầu thì họ sẽ dễ dãi suy ra được cấu hình của thành phầm và trái lại nếu trong một bội nghịch ứng vắt mà bao gồm sự đổi quay thì sẽ là phản ứng SN2.

Nguyên tử cacbon ở hóa học phản ứng bao gồm trạng thái lai hóa sp3 với điều này cũng khá được giữ nguyên nghỉ ngơi sản phẩm. Ở trạng thái sự chuyển tiếp giữa thì ba nhóm nuốm đính với C không tham gia phản ứng số đông là phẳng, vấn đề này là vì nguyên tử cacbon bây giờ ở tâm trạng lai hóa sp2. Bởi vì vậy ta hoàn toàn có thể kết luận rằng phản ứng núm SN2 chỉ rất có thể xảy ra ở nguyên tử cacbon lai hóa sp3 mà thôi.

Tốc độ của phản nghịch ứng phụ thuộc vào nồng độ của chất ban sơ và thành phầm theo biểu thức: v = k

Ở trạng thái chuyển tiếp thì links cacbon – halogen bị đứt ra vì vậy nếu links này càng dễ dàng đứt thì bội phản ứng càng dễ. Vậy trang bị tự thâm nhập phản ứng SN2 sút theo vật dụng tự: RI > RBr > RCl > RF

Liên kết C – F thì bền bỉ theo năm tháng nên cạnh tranh bị bẻ gãy, còn dẫn xuất iot thì rất chuyển động nên rất khó có thể bảo vệ nó. Chính vì vậy sự lựa chọn rất tốt là dẫn xuất brom xuất xắc clo.

Cơ chế 2 : phản bội ứng SN1.

SN1 là phép tắc phản ứng thế 1-1 phân tử, có vận tốc phản ứng được biểu diễn bởi biểu thức v = k

Đây là 1 trong những cơ chế nhiều quy trình với những đặc thù chính như sau.

Bước 1: tiến trình chậm, sẽ xảy ra sự phân giảm dị li để tạo thành cacbocation. đoạn này quyết định vận tốc phản ứng.

Bước 2: Tác nhân nucleophin tấn công nhanh vào cacbocation để hiện ra nên link sigma mới.

Giản trang bị trạng thái chuyển tiếp của phản bội ứng có dạng:

*

Như ta vẫn biết, cacbocation ra đời có cấu tạo phẳng phải tác nhân nucleophin hoàn toàn có thể tấn công từ phía bên trên hoặc phía bên dưới mặt phẳng cacbocation cùng với xác suất hệt nhau nên nếu hóa học đầu là một chất quang đãng hoạt thì thành phầm hình thành vẫn là phát triển thành thể raxemic

*

Chính vày trong quá trình phản ứng có sự chế tác thành cacbocation phải sẽ xảy ra kĩ năng chuyển vị thành cacbocation bền hơn. Điều này bọn họ sẽ xét sau.

Cơ chế 3 : bội nghịch ứng E2

E2: phản ứng bóc lưỡng phân tử, tốc độ phản ứng tuân theo biểu thức v = k. (LG: leaving group: nhóm đi ra)

Cơ chế của phản ứng được trình diễn như sau:

*

Sau đây ta đã xem xét ảnh hưởng của các yếu tố mang lại phản ứng với hóa lập thể của bội nghịch ứng

1) Ảnh hưởng của nhóm R

Trong phản bội ứng E2 thì có sự đổi khác về dạng lai hóa của nguyên tử C, từ Csp3 về Csp2. Chính vì vậy phản ứng bóc tách E2 xảy ra dễ ợt nếu như cacbon bị tách có bậc càng cao. Điều này thì giống như với E1.

Xem thêm: Sơ Đồ Đấu Điện 1 Công Tắc Điều Khiển 2 Bóng Đèn, Các Mạch Điện Đèn Cơ Bản Trong Mạch Điện Dân Dụng

2) Ảnh hưởng của group đi ra

Liên kết C – LG bị bẻ gãy trong quy trình phản ứng, chính vì vậy nhóm rời khỏi càng giỏi thì tốc độ phản ứng càng tăng. Mặc dù nếu nhóm rứa qúa dễ dãi đi ra thì bội phản ứng sẽ xẩy ra theo nguyên tắc E1.

3) Ảnh hưởng của bazơ

Do trong biểu thức vận tốc phản ứng có sự xuất hiện nồng độ bazơ bắt buộc độ mạnh mẽ của bazơ là rất quan trọng đặc biệt trong phản ứng E2. Rất nhiều các bazơ táo bạo tham gia làm phản ứng E2.

4) Hóa lập thể

Phản ứng E2 xảy ra tiện lợi khi nguyên tử H với nhóm rời khỏi là ở chỗ đối anti vào cấu dạng Newman. Điều này sẽ khiến cho liên kết đơn bị đứt ra không còn sức thuận lợi để sinh ra nên link pi

*

Phản ứng E2 xảy ra khi

– nồng độ bazơ bạo gan lớn

– Nhóm đi ra khó

– Sự giảm đứt link R – LG không dẫn đến việc hình thành cacbocation bền (E1)

Cơ chế 4 : phản ứng E1

E1: bội phản ứng tách đơn phân tử, vận tốc phản ứng tuân theo biểu thức v = k. (LG: leaving group: team đi ra)

Cơ chế của làm phản ứng được màn biểu diễn như sau:

*

*

Sau trên đây ta vẫn xem xét ảnh hưởng của các yếu tố cho phản ứng cùng hóa lập thể của bội phản ứng

1) Ảnh hưởng của group R

Trong phản ứng E1 thì vận tốc phản ứng được quyết định ở quy trình tiến độ 1, đó chính là giai đoạn vứt bỏ nhóm đi ra để ra đời cacbocation. Bởi vì vậy cacbocation càng bền thì tốc độ phản ứng càng lớn.

Do bao gồm sự sinh ra cacbocation sinh hoạt trạng thái gửi tiếp vì thế trong phản ứng luôn luôn kèm theo sự gửi vị (ví dụ: gửi vị 1,2 – hydrua giỏi 1,2 – ankyl) nhằm hình thành đề xuất cacbocation bền bỉ hơn

2) Ảnh hưởng của tập thể nhóm đi ra

Trong phản ứng E1 thì việc bóc tách nhóm ra đi là ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng, vì thế nhóm ra đi càng xuất sắc thì bội nghịch ứng xẩy ra theo cách thức E1 càng dễ dàng.

3) Ảnh hưởng trọn của bazơ

Bazơ không đóng một vai trò đặc trưng trong làm phản ứng E1 bởi vì nó không còn tham gia vào biểu thức vận tốc phản ứng. Tuy vậy nếu bazơ càng dạn dĩ thì bội phản ứng xảy ra theo E2 càng dễ.

4) Hóa lập thể

Phản ứng E1 xảy ra theo hương thơm ưu tiên tạo ra thành anken bền hơn, đó chính là anken những lần cầm cố hơn và đồng phân trans được ưu tiên sinh sản thành hơn đồng phân cis.

Phản ứng E1 xảy ra khi

– Bazơ được sử dụng là bazơ yếu

– Nhóm ra đi dễ

– Cacbocation hình thành đề nghị bền vững.

Một số vụ việc về hiệ tượng phản ứng Hóa lập thể động.

1) phản ứng SN2.

Ở trên đây như ta đã biết trong phản bội ứng SN2 luôn luôn có sự tấn công sau của tập thể nhóm thế, chế tạo ra thành sản phẩm có cấu hình ngược với cấu hình chất ban đầu. Nếu hóa học đầu có cấu hình R thì ngược lại thành phầm phải có thông số kỹ thuật là S.

*

2) phản ứng SN1

Như đã biết bội nghịch ứng này đi qua trung gian cacbocation phẳng đề nghị tác nhân nucleophin hoàn toàn có thể tấn công vào cả hai phía của tập thể nhóm thế tạo hỗn hợp raxemic, mặc dù điều đó không phải đúng. Trong tương đối nhiều trường hợp người ta thu đựơc các thành phầm quay cấu hình trong SN1. Tại sao vì trong quá trình tạo thành ion thì ion âm không đi ra xa hẳn cacbocation nên chắn mất một phía tấn công, vì thế sản phẩm trong không ít trường phù hợp là cù cấu hình.

*

3) làm phản ứng SNi

Trong phản nghịch ứng chũm nucleophin nhiều loại này thì thường thành phầm thu được là giữ lại nguyên thông số kỹ thuật do sự tấn công cùng một phía với team đi ra. Hiện hình thức chuyển vòng đã trở nên bác quăng quật bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, lý lẽ được chấp nhận rộng rãi hiện giờ là cơ chế đi theo sự tạo nên thành cacbocation như hình dưới

*

Tuy nhiên ví như trong hệ phản ứng gồm một tác nhân bazơ như pyridin thì đang lại cho sản phẩm nghịch chuyển cấu bên cạnh đó SN2

4) bội nghịch ứng SE :

Thường phản ứng SE hay gặp gỡ trong những hệ thơm cùng ít khiến ra ảnh hưởng về sự biến đổi cấu hình nhưng này lại làm chuyển đổi nhiều sự kim chỉ nan nhóm rứa trong một trong những trường hòa hợp vì form size nhóm rứa quá lớn. Ví dụ như áp dụng bội phản ứng Friedel – Crafts vào tert-butylbenzen cho sản phẩm thế đa phần vào địa điểm para

Sau khi kết thúc phần phản ứng cố thì hiện thời chúng ta sẽ chuyển sang phản ứng tách. Có cha cơ chế bội phản ứng tách bóc là E1, E2 cùng E1cB. Trong các số ấy chỉ tất cả E2 là đáng để ý về khía cạnh lập thể.

Hóa lập thể của cơ chế tách E2.

Xem thêm: Bé Mấy Tháng Ăn Cua Được Tôm Cua Cá Và Những Lưu Ý Khi Cho Bé Ăn Thủy Sản

Phản ứng tách E2 chỉ xảy ra khi các trung trung ương phản ứng ở đoạn anti đối với nhau trong bí quyết chiếu Newman hay phương pháp chiếu phối cảnh, vì chưng ở tinh thần này thì sự xen lấp tạo link pi là xuất sắc nhất. Ví dụ:

*

Trong các hợp hóa học vòng xiclohexan thì sự bóc E2 chỉ xảy ra khi những nhóm thế ở chỗ diaxial so với nhau, bởi điều này vừa lòng điều kiện các trung trung khu phản ứng tại vị trí anti:

*

Ngoài ra tín đồ ta cũng đã tìm đựơc một số phản ứng tách bóc syn E2, nhưng lại ít được nghiên cứu do tính ít phổ cập của nó:

*

*

Đối với bội nghịch ứng tách bóc E1 thì đi qua trung gian là cacbocation, và phần nhiều các phản bội ứng bóc tách theo E1 đầy đủ cho trans-anken bền hơn

Phản ứng E1cB thường xảy ra với các nhóm rời khỏi khó, và trải qua trung gian cacbanion ví dụ:

*

Lập thể của làm phản ứng này cũng như E1

Với làm phản ứng cùng electrophin vào liên kết bội thì tuỳ từng tác nhân mà có thể quan liền kề được các mô hình lập thể không giống nhau. Trường thích hợp hay gặp mặt nhất là những phản ứng cùng trans khi cho anken công dụng với halogen. Các phản ứng này đi sang một cation oni vòng trung gian (chỉ tất cả clo và brom mới có được năng lực này). Những cation oni vòng này đang đựơc thực nghịêm chứng thực bằng NMR, điều đó chứng minh tính đúng chuẩn của vẻ ngoài này

*

Sản phẩm của đồng phân trans là đồng phân meso, còn cis là một trong những cặp đối quang

Khi tiến hành cộng hydro halogenua vào anken người ta cũng quan gần cạnh thấy hướng cộng trong đại phần lớn trường thích hợp là trans. Điều này dẫn tới một ý suy nghĩ là phương pháp sẽ đi sang một ion vòng mong hidrogenoni trung gian làm khó lập thể. Thực tế điều này mặc dù được chấp nhận, tuy vậy số bằng xác nhận nghiệm hiện nay vẫn không nhiều:

Ngoài ra bạn ta cũng quan giáp được phản bội ứng cùng cis vào anken, thuộc một số loại này là chế độ oxy hóa anken do OsO4, vị KMnO4 với phản ứng cùng B2H6 vào anken

*

*

Đặc biệt là bề ngoài phản ứng cộng hydro vào anken là một quá trình cộng cis:

Đây là phương pháp cộng hydro vào anken cùng với xúc tác Wilkinson

*

Đây là nguyên tắc cộng hydro và anken với xúc tác tiêu thụ (Ni, Pt…)

*

Về phản ứng cùng AN sẽ reviews đôi chút về quy tăc Cram, là cách thức hay gặp gỡ trong công tác phổ thông, tiếp nối sẽ xuất hiện thêm một mô hình tiến bộ hơn là quy mô Felkin – Anh

Quy tắc Cram mang đến phản ứng cùng nucleophin vào hợp hóa học cacbonyl hoàn toàn có thể được minh họa như sau:

Và có thể được phạt biểu bên dưới dạng: “Tác nhân nucleophin sẽ tiến công vào phía ít bị chắn lập thể nhất để tạo thành phầm chính” (hướng giữa team thế lớn nhất và bé nhất, xuất xắc hướng ham trên hình vẽ)

Hiện quy nguyên tắc này chỉ từ đúng với phản ứng cộng hợp hóa học cơ magie (RMgBr) vào hợp chất cacbonyl.