Nhóm xin chào tất cả
lớp và cô giáo
Đề tài: phản ứng thế (S)
giáo viên hướng dẫn: Bùi Thị Lệ Thủy
sinh viên thực hiện:
1) Nguyễn Hồng Hải
2) Trần Quốc Đạt
3) Lê Đình Thắng
4)Lê Đức Anh
5) Trịnh Thành Công
6)Nguyễn văn Tùng
7) Nguyễn Trọng Hoàng
I) Khái niệm chung về phản ứng thế
trong hóa học hữu cơ
1) Khái niệm
Phản ứng thế kí hiệu là chữ S (Substitution),trong đó một nguyên
tử hay một nhóm nguyên tử trong phân tử đươc thay thế bằng
một nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác.
Phản ứng thế là một phản ứng phổ biến trong hóa học hữu
cơ.Phản ứng được biểu diễn tổng quát như sau:
A + B - C A – B + C
Trong đó :
A là tác nhân thế (Hay nhóm thế)
B là trung tâm bị thế
C là nhóm bị thế
2) Phân loại
-Nếu trung tâm B giàu điện tử thì là phản ứng thế ái điện tử S
E
, A là nhóm nghèo
điện tử (A là cation.) nó được phân thành 2 loại nhỏ
+Thế ái điện tử đơn phân tử S

1

Là phản ứng xảy ra theo cơ chế 2 giai đoạn ion hóa và kết hợp cation:
•
Giai đoạn 1: ion hóa, chậm
R-X R(+) + X(-)
Giai đoạn 2: kết hợp cation, nhanh
R(+) +Y(-) Y-R và R-Y ( biến thể raxemic)
Như vậy tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc vào [RX]. Phản ứng bậc 1. v=k[RX]. Nó làm
quay một phần cấu hình
CH
3
- C - Cl
CH
3
CH
3
NaOH
+
tert-butyllorua
CH
3
- C - OH
CH
3
CH
3
tert-butanol
CH
3

CH
3
Ví dụ:
Như ta đã biết, cacbocation hình thành có cấu trúc phẳng nên tác
nhân nucleophin có thể tấn công từ phía trên hoặc phía dưới mặt
phẳng cacbocation với xác suất như nhau nên nếu chất đầu là một
chất quang hoạt thì sản phẩm hình thành sẽ là biến thể raxemic:
Tính lập thể của phản ứng S
N
1
Ngoài ra còn do hiện tượng chuyển vị nên còn có thêm những sản phẩm
khác, như:
CH3CH2CH2CH2(*) => CH3CH2CH(*)CH3
(bền hơn) nên sẽ có thêm những sản phẩm khác như 2-X Butan
b) phản ứng thế S
N
2

Vì Y- và X- cùng dấu nên Y- sẽ đi vào phía đối diện với X, điều này làm cho cấu
hình của RY sẽ ngược với RX:

Nhận xét:

Nếu y- không dư nhiều thì Phản ứng bậc 2

Thứ tự tham gia phản ứng SN2 như sau:
metyl > dẫn xuất bậc 1 > dẫn xuất bậc 2 > dẫn xuất bậc 3
Ví dụ
c) Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng
+ảnh hưởng bởi gốc R

: CH3- > CH3CH2- > (CH3)2CH- > (CH3)3C-
S
N
1
: CH3- < CH3CH2- < (CH3)2CH- < (CH3)3C-
+ ảnh hưởng của nhóm bị thế ( nhóm đi ra X- )

Khả năng phản ứng của các dẫn xuất RX trong các phản ứng SN1 cũng như SN2
không nhưng phụ thuộc vào gốc hidrocacbon mà một phần còn được quyết định bởi
bản chất của nhóm bị thay thế X.

Khả năng phản ứng:
Đối với R-X thì: I > Br > Cl >> F , nguyên nhân là do độ dài liên kết C-I là lớn nhất và
sự phân cực hóa ở I là lớn nhất.
Các nhóm -OH phản ứng kém nhất, do đó bình thường không tách ra ion -OH được,
chính vì thế ancol chỉ được este hóa trong môi trường axit và ete chi được phân cắt
trong môi trường axit.
+
ả
n
h

h
ư
ở
n
g

c
ủ

ỉ

c
ó

p
h
ả
n

ứ
n
g

S
N
2

m
ớ
i

p
h
ụ

t
h
u
ộ


t
í
n
h

n
u
c
l
e
o
p
h
i
n

v
à

t
í
n
h

b
a
z
ơ


ữ
n
g

b
a
z
ơ

m
ạ
n
h

n
h
ư
:

C
2
H
5
O
-

,

H
O

o
p
h
i
n

m
ạ
n
h
,

t
r
ừ

d
u
n
g

m
ô
i

c
ó

t
í


n
ă
n
g

s
o
n
v
a
t

h
ó
a

c
á
c

i
o
n

m
ạ
n
h
,

O
O
H
,

l
ạ
i

t
h
ú
c

đ
ẩ
y

p
h
ả
n

ứ
n
g

t
h
e

3
•
Lực Nu tăng khi độ âm điện giảm:
I
-

>Br
-

> Cl
-
>F
-

NH
2
-
>RO
-

>HO
-
>R
2

NH>NH
3
>F
-
> H

(S
E
Ar)
a) Cơ chế chung
Tất cả các phản ứng S
E
Ar đều diễn ra theo một con đường , và bắt đầu
bằng sự tấn công của các tác nhân electronphin vào hệ thống π thơm
tạo thành phức σ không thơm, sau đó tạo ra hợp chất có mặt nhóm
mới tấn công vào (tạo lại hệ thống electron π của vòng thơm có chứa
nhóm thế E)
Cơ chế gồm 2 giai đoạn:
giai đoạn 1:
+
E
+
Tấn công của tác nhân
electronphin
H
E
+
H
E
+
Giai đoạn 2:
E
Tái tạo hợp chất thơm
H
+
+

3
/H
2
SO
4
HNO
3
+ H
2
SO
4
NO
2
+ 2HSO
4
+ H
2
O
Sunfo hóa
Cơ chế:
+ H
2
O
Axit benzen
sunfonic
SO
3
H
Benzen
H
σ
+
σ
−
Dùng ankyl halogenua làm tác nhân ankyl hoá dưới sự có mặt của chất xúc tác
Liuyt:
Cơ chế:
Axyl hóa theo Friedel-Crafts
+ HX
Benzen
(R : gèc ankyl
X : halogen)
+ X - C - R
O

AlX
3
khan
C R
O

Aryl alkyl xeton
σ
+
σ
−
R - C - X + AlX
3