CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO CACBANION
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (535.02 KB, 11 trang )
HỌC VIÊN: BÙI THỊ MAI LÂM
LỚP CAO HỌC HÓA HỮU CƠ
1.Định nghĩa
Cacbanion là tiểu phân mang điện tích âm có nguyên tử
cacbon mang cặp electron không phân chia và liên kết với
các nguyên tử khác bằng liên kết σ hayπ.
R-X → R
-
+ X
+
2.Sự hình thành cacbanion
2.1.Sự phân cắt kiên kết C-X thành cacbanion
2.1.1.Điều kiện thuận lợi cho sự phân cắt liên kết C-X
thành cacbanion
+ Cặp electron ở liên kết C-X chuyển mạnh về phía nguyên tử
cacbon, chẳng hạn các liên kết CK, CNa, v.v trong hợp chất cơ
kim.
+ Cacbanion sinh ra có cấu tạo tương đối bền.
+ Dung môi được dùng có khả năng ion hóa cao, thường là
amoniac lỏng, ete.
Triphenylmetan (C
6
H
5
)
3
CH rất khó phân ly thành cacbanion
Nhưng nếu ta chuyển phân tử này thành dẫn xuất natri
(C
6
H
5
)
3
CNa trong amoniac lỏng chúng lại cho ta những dung
dịch dẫn điện và có màu, do sự tạo thành cacbanion và ion kim
loại
NH
3
lỏng
2.Sự hình thành cacbanion
2.1.2.Sự phân cắt liên kết C-H và lực axit C-H tương
đối
Liên kết C-H cũng có thể bị phân cắt dị ly tạo thành
cacbanion nếu nguyên tử H có độ linh động rất cao
Thí dụ triphenylmetan thực tế không tác dụng với kiềm
được nhưng tri(p-nitrophenyl)metan lại tác dụng được với
NaOH tạo ra dẫn xuất natri dễ phân ly thành cacbanion
(p-NO
2
C
6
H
4
)
3
CH + NaOH → (p-NO
2
C
6
H
4
)
3
CNa + HOH
Quá trình phân ly liên kết C-H ở đây chính là quá trình
phân ly của những axit cho nên người ta có thể dùng các giá trị
pK
a
làm mức đo sự phân cắt dị ly này.
Giá trị pK
a
của một số hiđrocacbon
Hợp chất
pK
a
C
6
H
5
CH
2
-H
(C
6
H
5
)
2
CH-H
(C
6
H
5
)
3
C-H
(CH
3
C
6
H
4
)
2
CH-H
40,0
33,4
31,4
35,1
23,2
2.2.Cấu tạo và độ bền tương đối của cacbanion
2.2.1.Cấu trúc không gian
Nếu giữa nhóm thế và cặp electron ở cacbanion không
có sự liên hợp thì cacbanion có cấu trúc hình tháp theo một cân
bằng giữa hai dạng
Khi cacbanion có cấu trúc hình tháp, hợp chất hợp chất
ban đầu giữ được cấu hình bất đối trong cacbanion
Những hợp chất này cho sản phẩm bảo toàn cấu hình
Tinh khiết quang học Độ tinh khiết quang học 90%
Nếu giữa nhóm thế và cặp electron ở cacbanion có sự
liên hợp để anion trở nên bền vững thì anion đó có cấu trúc
phẳng hay gần như phẳng.
Ở giai đoạn tạo thành cacbanion, hợp chất ban đầu
mất đi tính bất đối xứng, sản phẩm thu được sẽ là sản phẩm
raxemic hóa
Anion quang hoạt Cacbanion Biến thể
raxemic
2.2.1.Cấu trúc không gian
2.2.2.Cấu tạo tế vi và độ bền tương đối
Giữa cấu tạo tế vi, tức là sự phân bố mật độ electron, và
độ bền tương đối của cacbanion cũng có liên quan chặt chẽ. Vì
cacbanion mang điện tích âm nên muốn tăng độ bền vững của
anion phải làm giải tỏa mật độ electron của nguyên tử cacbon
trung tâm sang các nguyên tử khác
Những anion bền nhất là những anion có tính thơm
với 4n+2 electron như anion xyclopentadienyl, fluorenyl
Các nhóm thế -C đính trực tiếp với C
‑
của cacbanion làm
ổn định cacbanion, trong đó khả năng ổn định của
NO
2
>CO>SO
2
≈CN
Ví dụ:
2.2.2.Cấu tạo tế vi và độ bền tương đối
;
Các nhóm thế có hiệu ứng –I cũng có thể làm tăng tính bền
của cacbanion. Vì thế các hợp chất chứa flo có tính axit cao. Các
nguyên tố P, S trong chu kì 3 cũng có khả năng ổn định
cacbanion.
Tính ổn định của cacbanion cũng phụ thuộc vào
trạng thái lai hóa của cặp electron không phân chia: bản
chất s trong obitan càng lớn, hoạt tính bazơ của nó càng
nhỏ, cacbanion càng bền vững nên:
2.2.2.Cấu tạo tế vi và độ bền tương đối
