Các loạiphản ứng trong hóa hữucơ
và khái niệmvề cơ chế phản ứng
class="bi x3 y3 w2 h3"
Các loạiphản ứng trong trong hóa hữucơ
Có nhiềuphương pháp phân loạiphản ứng như:
- Theo sự phân cắt liên kết
- Theo hướng phản ứng
- Theo giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng
- Theo bảnchất tác nhân phản ứng
*Theo phương hướng phản ứng:
1. Phản ứng thế: (Substitution)
Là phản ứng trong đómột nguyên tử hay mộtnhóm
nguyên tử trong phân tửđược thay thế bằng
nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác.
Tổng quát: R-X + Y → R-Y + A
X: nhóm bị thế
Y: nhóm thế
Mộtsố phản ứng thế thông dụng: halogen hóa,
nitro hóa, sulfonic hóa, alkyl hóa, aryl hóa, acyl
hóa.
a. Phản ứng thế ái nhân S
N
:
R-X + Y
-
→ R-Y + X
-
Y
-
: tác nhân ái nhân
Ví dụ: CH

5
Cl +
.
SO
2
Cl
c. Phản ứng thế ái điệntử S
E
:
R-X + E
+
→ R-E + X
+
E
+
: tác nhân ái điệntử.
Ví dụ: Ar-H +
+
NO
2
→ Ar-NO
2
+ H
+
2. Phản ứng cộng hợp: (Addition)
Là phản ứng trong đó hai phân tử (hoặc ion) kếthợpvới
nhau thành một phân tử (ion) mới.
Thường xảyracáchợpchấtcónối đôi, nối ba. Phản ứng
xảyracósự thay đổitrạng thái lai hóa của nguyên tử C.
CH

-CH
2
-CHOH-CH
3
b. Phản ứng cộng hợp ái nhân A
N
:
CH
3
-CH=O + HCN → CH
3
-CH(CN)-OH
c. Phản ứng cộng hợpgốc A
R
:
+
Cl
.
Cl
.
3. Phản ứng tách loại (Elimination)
Phản ứng làm 2 nguyên tử hay nhóm nguyên tử tách ra
khỏimột phân tử.
Phản ứng làm thay đổitrạng thái lai hóa của nguyên tử C.
CH
3
-CH
2
-OH → CH
2

C
R
R
R
CH
2
-X
-
chuyeån vò
C
R
R
CH
2
R
*Theo bảnchất tác nhân phản ứng:
Sự cắt đứt liên kếtvàcáctiểuphâncủaphản ứng:
Tùy theo bảnchất liên kếtcóthể bị cắt đứt theo kiểudị ly
hoặc đồng ly.
a. Sự cắt đứtdị ly:
A|÷B → A
+
+ B
-
hoặcA÷|B → A
-
+ B
+
A
+

Tốc độ phản ứng phụ thuộcnồng độ của2 chấtphản ứng.
Phản ứng xảyramộtgiaiđoạn.
Trạng thái chuyểntiếpgiữachấtphản ứng và tác nhân ái nhân
Y
-
-đây là giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng.
Ví dụ: CH
3
Cl + HO
-
→ CH
3
OH + Cl
-
Phương trình tốc độ phản ứng: ν = k [CH
3
OH][HO
-
]
Sảnphẩmcósự nghịch đảocấu hình.
H
Cl
H
H
HO
-
H
H
H
Cl

3
C-Br → (CH
3
)
3
C-OH + Br
-
Phương trình tốc độ phản ứng ν = k [(CH
3
)
3
-Br]
Giai đoạnchậm: (CH
3
)
3
C-Br → (CH
3
)
3
C
+
+ Br
-
Giai đoạn nhanh: (CH
3
)
3
C
+

H
3
C
CH
3
HO
CH
3
CH
3
Carbocation
Cơ chế S
N1
:
Yếutốảnh hưởng :
* Trong R-X, nếuX gắntrựctiếpvàoC bậcnhất RCH
2
-X
thì phản ứng xảyrachủ yếu theo SN
2
.
* Trong R-X, nếuX gắntrựctiếpvàoC bậcbaR
3
C-X thì
phản ứng xảyrachủ yếu theo SN
1
.
* Trong R-X, nếuX gắntrựctiếpvàoC bậchaiR
2
CH-X

, CO
2
).
Phản ứng thế ái điệntử xảy ra nhiềugiaiđoạn:
-Giaiđoạntương tác giữaE
+
và Ar-H để tạophức π.
-Giaiđoạn chuyểntừ phức π sang phức σ.
-Giaiđoạntạosảnphẩmcuối cùng.
E
+
+
H
E
+
H
E
H
E
E
+
H
+
Phöùc α
Phöùc π
Phản ứng Brom hóa
Quy tắc Hollemann:
Nhân thơm mang nhóm thế lọai I
- I ,+ C
X

O
-
, OH , OCH
3
,OR , OCOR
- I ,+ C
F , Cl , Br , I
OCH
3
Br
+ HBr
+ HBr
OCH
3
Br
2
FeBr
3
( 96%)
4%
para
o-Bromoanisol ( )
+
OCH
3
Br

OH
NO
2

, CN , CCl
3
, CF
3
, NH
3
, NHR
2

+
Do
ù
hie
ä
u
ö
ùù
n
g
elec
t
r
onXla
ø
nh
ö
õ
n
g
nho

Br
2
COOH
+ HBr
COOH
Br
;
c. Phản ứng thế gốctự do S
R
:
Phản ứng thế theo gốctự do là phản ứng dây chuyềncó3 giai
đoạn.
-Giaiđoạnkhơi mào.
-Giaiđoạn phát triểnmạch và tạosảnphẩm.
-Giaiđoạntắtmạch và kết thúc phản ứng.
Ví dụ: Phản ứng clo hóa alkan:
-Khơi mào: Cl-Cl → Cl
.
+ Cl
.
- Phát triểnmạch: R-H + Cl
.
→ R
.
+ HCl
R
.
+ Cl-Cl → Cl
.
+ R-Cl

3

+ Cl
2 CH
3
Cl + Cl
..
∆H = +270kcal
∆H = -1kcal
∆H = -23kcal
CH
4

+ Cl
2 CH
3
Cl + HCl

Phản ứng cộng hợp: (Addition)
a. Phản ứng cộng hợpáiđiệntử A
E
:
Hợpchấtcóliênkết đôi, ba + E-Y
Qua các giai đoạn:
-Giaiđoạntạo tác nhân ái điệntử E
+
(từ E-Y)

CH
3
-CH=CH
2
+ H
+
CH
3
-C H
+
-C H
3
CH
3
-C H
2
-C H
2
+
CH
CH
2
H
H
3
C
+
chaäm
nhanh
hoaëc

:
-thường xảyragiữa tác nhân ái nhân Y
-
vớicáchợp
chấtcónối đôi C=O, C=N
Các giai đoạncủaphản ứng:
- Tác nhân Y
-
tấn công vào trung tâm mang điện tích
dương trên C của nhóm carbonyl (C=O ↔
+
C-O
-
) tạo
thành ion mang điệntíchâmtrênO.
R-CH=O + Y
-
→ R-CHY-O
-
- Ion âm sẽ kếthợpvới ion dương (H
+
) tạosảnphẩm
cuối cùng.
R-CHY-O
-
+ H
+
→ R-CHY-OH
Cơ chế cộng hợpáinhânA
N