Các tiểu phân trung gian của phản ứng hữu cơ, đặc điểm cấu trúc, độ bền các gốc tự do
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (97.85 KB, 3 trang )
Câu 1. Các tiểu phân trung gian của phản ứng hữu cơ là gì? Nêu đặc điểm cấu trúc và độ bền của
mỗi loại tiểu phân đó.
Bài Làm
1. Khái niệm tiểu phân trung gian
Các tiểu phân trung gian là các gốc tự do trong phản ứng hữu cơ đều rất không bền, thời gian tồn
tại rất ngắn, khả năng phản ứng cao, chúng được sinh ra trong hỗn hợp phản ứng và chuyển hóa
ngay thành các phân tử bền hơn. Người ta chỉ nhận ra chúng nhờ các phương pháp vật lí như
phương pháp phổ, mà thường khơng tách biệt và cô lập được chúng.
2. Đặc điểm cấu trúc và độ bền của mỗi loại tiểu phân
a. Gốc carbo tự do
Gốc tự do là những tiểu phân trung gian không mang điện tíchmà có chứa electron tự do.
Nếu electron tự do ở nguyên tử carbon thì ta gọi là gốc carbo tự do. Các gốc tự do được tạo
thành từ quá trình phân cắt đồng li các liên kết cộng hóa trị khơng phân cực hoặc kém
phân cực.
Cấu trúc của gốc cacbo tự do
Có hai giả thiết về cấu trúc không gian của gốc carbo tự do: một là gốc carbo tự do có cấu
trúc phẳng như carbocation, hai là gốctự do có cấu trúc hình tháp dao động theo một cân bằng
như một amine hay một carbanion ít bền.
Độ bền tương đối và phản ứng của gốc carbo tự do
Tương tự carbocation và carbanion, gốc carbo tự do đơn giản rất ít bền. Tính bền của gốc
tự do phụ thuộc vào mức độ giải tỏa electron của gốc với các nhóm thế trong tiểu phân.
Tính bền nhiệt động học của gốc phụ thuộc vào sự giải tỏa electron tự do hay khơng cặp
đơi làm giảm entanpi hình thành gốc tự do. Sự giải tỏa này càng lớn thì gốc càng bền, entanpi tạo
gốc càng nhỏ.
Tính bền động học của gốc tự do phụ thuộc vào sự ngăn cản lập thể tương tác của gốc với
các tiểu phân khác.
b. Carbocation
Carbocation có thể hình thành do sự phân cắt dị li C-X với X lànguyên tử có độ âm điện lớn
(trong dẫn xuất halogen) hoặc nhóm nguyên tử mang điện tích dương (muối điazoni) hoặc do
phản ứng cộng proton vào liên kết đôi C=C hay C=O.
Cấu trúc của carbocation
Độ bền của cacbocation
Độ bền tương đối của carbocation có liên quan chặt chẽ với sự phân bố điện tích trong toàn bộ
ion tức là phụ thuộc vào sự giải tỏa điện tích dương ở nguyên tử carbon trung tâm (carbon mang
điện tích dương). Sự giải tỏa này phụ thuộc vào bản chất của nhóm thế. Các nhóm nguyên tử có
hiệu ứng siêu liên hợp hoặc liên hợp dương làm giải tỏa điện tích dương ở nguyên tử carbon
trung tâm tức là làm tăng độ bền carbocation.
CH3+
CH3CH2CH2+< CH2= CHCH2+
Carbanion là một tiểu phân có một cặp electron chưa liên kết và mang
điện tích âm. Giữa điều kiện tạo thành và tính chất của carbation và
carbocation có những điểm tương tự hoặc đối lập nhau
d. Carben
Carben là những tiểu phân trung gian rất kém bền, được sinh ra trong phản ứng hóa học
như: :CH2,:CHR,:CR2,:CRR’ trong đó R, R’ là những gốc hydrocarbon hay halogen hoặc nguyên
tử khác. Carben đơn giản nhất là:CH2 (methylene).
Carben:CH2 có thể được tạo thành bằng phản ứng quang phân xeten và phân hủy
đdazomethane:
