Organic chemistry

[hoangphu]

Mình lập topic này với hi vọng sẽ có thể giúp các bạn giải quyết và trao đổi các thắc mắc về lí thuyết của hóa hữu cơ.
Nếu bạn nào thắc mắc gì thì mình xin hết sức giúp đỡ.
PS: đừng hỏi mình bt hóa trắc nghiệm vì mình đã quá già để giải rùi

[lnhquang]

Hình như mình đã lập topic về Hoá học hữu cơ - Hợp chất tự nhiên rồi thì phải? Trong đó cũng đã có cung cấp một số thông tin, kiến thức về hoá học hữu cơ rồi!

[hoangphu]

A đang nói chung về lí thuyết hữu cơ.
Còn vấn đề hợp chất thiên nhiên của e thì còn chung chung quá.
Nếu ai muốn thảo luận về việc này a xin hoan nghênh vì chuyên ngành của a là hợp chất thiên nhiên

[tidieucodon]

Các anh chị cho em hỏi,
1/ Trong p/ư điều chế glixerol, tại sao sau khi thế Cl vô C alpha ko cộng tiếp Cl2 vào nối đôi rồi thủy phân trong mt kiềm mà phải cộng với Cl2 + H2O?
2/ Trong p/ư điều chế buna-S, (xét trong 1 mắt xích) vì sao vòng benzen của stiren ko quay vô trong mà quay ra ngoài? [Ý em là tại sao ko như thế này (-C-C=C-C-C(C6H4)-C-)n mà phải như thế này (-C-C=C-C-C-C(C6H4)-)n ]
Em cảm ơn

[hoangphu]

A xin giải đáp câu 1 trước :
Trong phản ứng điều chế glixerol thì tác chất ban đầu sẽ là CH2=CH-CH3. Ta sẽ cho nó phản ứng với Cl2 trong điều kiện xúc tác ánh sáng => phản ứng thế ưu tiên nên ta có sản phẩm là CH2=CH-CH2Cl (a).
Tiếp theo, ta sử dụng nước Cl2 (Cl2+H2O) để biến sản phẩm (a) thành CH2Cl-CHOH-CH2Cl (b) (nếu e muốn bít rõ thêm về cơ chế thì a sẽ giải thích). Cuối cùng ta dùng NaOH loãng để thủy giải (b) thành glixerol.
Nếu ta dùng Cl2 để tác dụng với (a) thì ta sẽ cho ra CH2Cl-CHCl-CH2Cl ©, tuy nhiên sản phẩm này ko thuận lợi cho việc thủy giải với NaOH cho ra glixerol.
Vì cơ chế thủy giải halogenur alkyl thành alcol với OH- là cơ chế Sn2 (nếu dùng OH- đậm đặc thì sẽ có phản ứng khử cạnh tranh).
Với cơ chế Sn2 thì C nhất cấp thuận lợi hơn C nhị cấp. Nếu ta so sánh giữa (b) và © thì ta sẽ thấy rằng trong (b) C nhị cấp đã có sẵn nhóm OH nên phản ứng thế chỉ diễn ra tại 2 C nhất cấp => diễn ra nhanh chóng và dễ dàng hơn (ko cần dùng OH- nồng độ cao => tránh tạo ra sp khử).

---

Câu 2 :
Ta xét sự cộng hưởng của butadien : CH2=CH-CH=CH2 <-> +CH2-CH=CH-CH2- (a)
Bây h ta hãy xét 2 trường hợp thế này :
1.

Carbanion thu được ko bền do không có cộng hưởng an định điện tích âm.
2.

Có cộng hưởng p-σ-π => phân tán điện tích âm, an định carbanion.
Kết luận : hướng tác kích của (a) vào styrene là hướng 2.

[tidieucodon]

Em cảm ơn a. Phiền anh giải thích chỗ cộng nước Cl2 vào C=C-Cl dùm e luôn nhé
À còn nữa, cơ chế Sn1 khác Sn2 ntn ạ? Với từng pư cụ thế sao mình biết pư xảy ra theo cơ chế nào?

[Phụng Vũ Cửu Thiên]

Về co-polymer của 1,3-Butadiene và Styrene mình nghĩ như vầy. Không hẳn công thức của Buna-S là như bạn nói, về chuyện vòng benzene "quay ra" hay "quay vô".

Theo mình, Styrene được polymer hóa bằng trò "anionic polymerization" (hic, tạm dịch là polymer hóa tác chất anion), nghĩa là do styrene có một vòng benzene rất dễ cộng hưởng, nối đôi của gốc vinyl có thể đẩy điện tử vào khiến cho C ở ngoài cùng có xu hướng dương điện. Khi đó, người ta xài một chất xúc tác là n-Butylliti (Butyllithium) (C4H9-)Li+ trong dung môi THF để khơi mào cho phản ứng polymer hóa. Điện tích trừ trên C4H9- sẽ đập vào C ở ngoài cùng như hình anh hoangphu đã vẽ.

Ở phản ứng polymer hóa tác chất anion, khi những monomer gắn vào với nhau, polymer tạo ra sẽ là một dẫn xuất muối liti. Do đó, nó liên tục phản ứng với những monomer khác, để mạch ngày càng dài. Người ta kêu nó bằng một cái tên là "living polymer" (hay là Việt hóa kêu bằng polymer linh động hay sinh động gì đó vậy). Như vậy, nếu thay vì tiếp tục cung cấp styrene vào để phản ứng với cái polymer muối đó, người ta sẽ thả bạn 1,3-Butadiene vào, khi đó nó sẽ phản ứng tạo thành một chuỗi gồm các monomer 1,3-Butadiene và Styrene nằm lẫn lộn.

Như vậy, mình sẽ vẽ 1 cái công thức nằm lẫn lộn ra cho bạn xem, vì mình ko biết vẽ bằng máy tính.



Bạn có để ý chỗ mình khoanh tròn không? Đó là cái vòng benzene "quay ra" đó.

[hoangphu]

Khi alkene xảy ra phản ứng cộng với Cl2/H2O thì đầu tiên nối đôi của alkene sẽ làm phân cực nối Cl-Cl của Cl2 => tạo 1 halonium vòng 3 (gồm 2 C của nối đôi và 1 Cl, lúc này tại Cl sẽ có điện tích hình thức là +).
Do trong môi trường phản ứng có H2O nhiều dẫn đến sự cạnh tranh giữa H2O và Cl- trong việc tác kích để mở vòng 3. H2O có ưu thế hơn do số lượng nhiều hơn => H2O sẽ tác kích vào 1 trong 2 C của vòng 3 để gây ra phản ứng mở vòng.
Lúc này thì C có bậc cao hơn sẽ ưu tiên bị tác kích hơn (do trong quá trình tác kích mở vòng có sự hình thành điện tích dương một phần (delta+) tại C không bị H2O tác kích vào => C mang điện tích dương có bậc càng cao sẽ càng bền).
PS: a hơi lười vẽ hình nên e ráng đọc và suy nghĩ ha.

---

Vấn đề mà Phụng Vũ Cửu Thiên nói tất nhiên là đúng. E đang nói về việc dùng Li (nói chung là kim loại kiềm nhưng phổ biến vẫn là Li) để biến 1 hydrocarbon thành 1 anion làm chất khơi mào cho phản ứng polime hóa.
Vấn đề chính ở đây mà a muốn nói là việc tạo gốc cation bền do cộng hưởng.
Còn về việc benzene là 1 nhóm R+ hay R- thì đấy là còn tùy trường hợp vì benzene được xem như 1 cái kho electrone vì thế ta rất khó có thể nói rằng nhóm vinyl sẽ đẩy e hay rút e từ vòng benzene. Vì lí do đó mà a mới dùng dạng cộng hưởng của butadiene để tác kích vào styrene.
Thêm vào nữa, a ko phản đối việc sẽ xuất hiện dạng hỗn tạp như Phụng Vũ Cửu Thiên đã trình bày. Vì tất cả những gì ta xét về cộng hưởng, về độ bền chỉ là những suy đoán về mặt nhiệt động học. Nhưng phản ứng của ta khi xảy ra còn phụ thuộc rất nhiều vào động học. Vì thế để nói là sẽ 100% sản phẩm gì thì ko bao giờ ta có thể nói được.

---

Nói về Sn1 và Sn2 thì hơi nhiều đấy.
Nếu e muốn hiểu kĩ thì e nên thêm đọc sách như : Organic Chemistry (5th) của Paula Yurkanis Bruice hay Organic chemistry (2nd) của Janice Gorzynski Smith hay Organic chemistry (7th) John McMurry (a chỉ có thể giới thiệu e những quyển tiếng Anh, a ko đọc nhiều sách TV).
Nói tóm lại về cơ chế thì Sn2 có sự ra đi của nhóm xuất (leaving group) đồng thời với sự tác kích của tác nhân thân hạch (nucleophile).
Còn Sn1 thì có sự tạo thành của carbocation trung gian (intermediate) (do sự tự ra đi của nhóm xuất) rồi sau đó có sự kết hợp nhanh chóng giữa tác nhân thân hạch và carbocation.
Còn khi nào ta biết theo cơ chế nào thì thực sự rất phức tạp (tùy thuộc vào tính mạnh yếu của nucleophile, nhóm xuất, dung môi, chất nền...). Nếu e muốn hiểu vấn đề này a khuyên e nên đọc thêm sách, nếu có gì thắc mắc a sẽ cố gắng giúp e.

[tidieucodon]

Thật ra e ko học chuyên sâu môn này nên cũng ko có nhu cầu hiểu cặn kẽ Sn1 và Sn2. E nghĩ những j anh nói đã đủ cho e rồi
Em hỏi tiếp nhé:
1/ Cách hiệu quả nhất để điều chế plexiglas và dietyl xeton từ CH4?
2/ Nếu e dùng tổng hợp Wurzt để có propan từ CH3Cl và C2H5Cl thì có chấp nhận đc ko? (ý em là về ý nghĩa thực tế, hiệu suất,...)