CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

BẢN ĐĂNG KÝ SÁNG KIẾN NĂM HỌC 2013 - 2014

I. Tên sáng kiến: Lý thuyết và bài tập về hóa lập thể hợp chất hữu cơ, phục vụ
bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học trung học phổ thông.
II. Tác giả sáng kiến:
- Họ tên: Đinh Xuân Quang

- Học vị: Thạc sỹ

- Địa chỉ: Trường THPT chuyên Lương Văn Tụy – Tp Ninh Bình.
- Điện thoại: 0989134836

Email:

III. Nội dung sáng kiến
1. Giải pháp cũ thường làm
Ở trường chuyên, việc dạy và học Hóa lập thể thường thực hiện theo cách:
- Giảng dạy theo tài liệu giáo khoa dành riêng cho học sinh chuyên hóa.
Tuy nhiên nội dung kiến thức chưa đủ và còn có khoảng cách khá xa so với nội
dung chương trình thi Olympic Quốc gia, đặc biệt là Olympic Quốc tế.
- Sử dụng các giáo trình có phần hóa lập thể nhưng là dành cho sinh viên.
Do đó kiến thức nằm rải rác trong các tài liệu khác nhau. Học sinh muốn hiểu rõ
cần phải trang bị thêm nhiều kiến thức về toán cao cấp và vật lý bậc đại học.
- Đa số học sinh chuyên hóa khi học môn hóa lập thể đều chưa được rèn
luyện tư duy hình học không gian, khả năng tưởng tượng cấu trúc hợp chất hữu
cơ chưa tốt. Hơn nữa, với đặc thù môn học, các giáo viên tự nghiên cứu để giảng
dạy cũng gặp nhiều khó khăn.
- Trong các tài liệu hiện hành, lý thuyết về hóa học lập thể đã tương đối

học sinh cần nắm vững một trong các nền tảng để làm cơ sở nghiên cứu các
mảng kiến thức khác.
2


Cụ thể: Từ việc nghiên cứu cấu trúc không gian của chất có thể nắm được
ảnh hưởng của cấu trúc đến tính chất của chất hữu cơ. Nhiều tính chất hóa-lý
của các chất chỉ được giải thích rõ khi đã biết cấu trúc không gian của các chất.
- Tài liệu được triển khai theo từng chương, sát các nội dung cơ bản và nâng
cao của hóa học lập thể. Mỗi phần đều có lý thuyết căn bản được soạn thảo phù
hợp với kiến thức nền và khả năng tư duy của học sinh chuyên hóa tại thời điểm
bắt đầu nghiên cứu hóa học hữu cơ nâng cao, sau đó là hệ thống các bài tập
minh họa từ mức độ đơn giản đến phức tạp. Chỉ rõ các vấn đề dễ nhầm lẫn và
các kiến thức thu được sau khi giải quyết xong vấn đề nêu ra trong bài tập.
- Khai thác hiệu quả các tính năng của phần mềm chemoffice để giải quyết
khó khăn về tư duy hình học không gian. Các công thức biểu diễn chất hữu cơ
được trình bày sao cho trực quan và đảm bảo tính thẩm mỹ.
- Phương pháp giúp khai thác hiệu quả bài tập là phân tích cách giải quyết
vấn đề đặt ra trong bài toán theo hướng: nêu ưu, nhược điểm của các cách giải
thường được sử dụng và đề xuất cách giải nhanh hơn, giúp rèn luyện tư duy tốt
hơn.
IV. Hiệu quả kinh tế và xã hội dự kiến đạt được
1. Hiệu quả kinh tế:
- Tài liệu đã được triển khai áp dụng vào giảng dạy lớp 11 chuyên hóa (năm
học 2012-2013) và lớp 11 chuyên hóa (năm học 2013-2014), được học sinh sử
dụng hiệu quả. Đề tài đã tham dự hội nghị khoa học các trường chuyên đồng
bằng Bắc Bộ năm 2013 tại Thái Bình, đã được các giáo viên trường chuyên
trong khu vực đánh giá cao và đã đạt điểm cao nhất trong tất cả các đề tài dự thi.
Tài liệu đã được các giáo viên chuyên Hóa các tỉnh miền Bắc sử dụng để giảng
dạy học sinh chuyên, bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia môn hóa học.

- Rút ngắn khoảng cách giữa chương trình hóa học phổ thông chuyên hiện
nay với nội dung hóa hữu cơ trong các kỳ thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế.

4


V. Điều kiện và khả năng áp dụng
- Đề tài có thể triển khai ở tất cả các lớp chuyên hóa THPT, song song với
quá trình học hóa học hữu cơ cơ bản.
- Quá trình áp dụng đề tài tại trường THPT chuyên Lương Văn Tụy từ năm
2012 và các trường THPT chuyên một số tỉnh đồng bằng Bắc Bộ cho thấy đề tài
dễ dàng áp dụng và mang lại hiệu quả. Kinh nghiệm quá trình triển khai đề tài
cho thấy để sử dụng hiệu quả đề tài, người học nên sử dụng thêm mô hình phân
tử các loại hợp chất hữu cơ, phần mềm Chemoffice để giúp cho việc tưởng
tượng cấu trúc không gian dễ dàng hơn.
- Giáo viên có thể xây dựng thêm các bài tập trên cơ sở sự phân loại bài tập
hóa lập thể để làm phong phú thêm kiến thức, tăng cường thêm số lượng bài tập
áp dụng.
Xác nhận của cơ quan, đơn vị

Tác giả sáng kiến

ĐINH XUÂN QUANG

5


PHỤ LỤC
Trích nội dung tài liệu: “CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP HÓA


a

b
a

a

c

b
c

b
c

b

c
b

c

a

- Công thức phối cảnh loại 1 biểu diễn được đầy đủ cấu trúc không gian, nhưng có
nhược điểm là cồng kềnh.
6


b) Công thức phối cảnh loại 2 (Gồm nét đều, nét đậm, nét đứt).


cc

c

b

Dạng che khuất

c
a

b
a

b
c

a

Dạng xen kẽ

- Công thức Newman thường dùng để minh họa cấu dạng, thể hiện góc không gian
giữa các nhóm nguyên tử một cách định lượng nhất.
Muốn chuyển công thức Newman và công thức phối cảnh sang công thức Fiser,
cần chiếu công thức ở cấu dạng che khuất hoàn toàn theo quy ước đã nêu.
I.2. Bài tập vận dụng.
Bài I.1: Các cặp công thức sau đây liên quan với nhau như thế nào (đồng phân cấu tạo,
đồng phân cấu hình, cùng một chất):



Bài I.3: Cho các đồng phân sau đây:

Cho biết tương quan lập thể giữa:
(T1) và (T2);
(T1) và (T3);

(T2) và (T4).
8


Phân tích:
Không nên xác định cấu hình của các C*. Phương pháp đơn giản nhất là so
sánh các nguyên tử C* bằng cách xét theo chiều các nhóm kích thước nhỏ dần (không
so sánh độ ưu tiên). Gọi C*1 có C6H5 > CH3 > H; C*2 có COOC2H5 > NH2 > H. ta
thấy:
C1: T1 ≡ T2 ≡ T3 ≠ T4

C2: T3 ≡ T1 ≡ T4 ≠ T2

→ (T1) và (T2) là đồng phân dia;

(T1) và (T3) trùng nhau;

(T2) và (T4) là đối quang.

Bài I.4: (Bài tự xây dựng) Điền các nhóm CH3 và nguyên tử H
vào công thức phối cảnh sau đây để hoàn chỉnh công thức phối
cảnh của :
a) polipropilen isotartic

-I > -Br > -Cl > -F
-SO3H > -OH > -NH2 > -CH3

2. Nếu hai nguyên tử gắn trên C* giống nhau thì xét nguyên tử liên kết trực tiếp
với nguyên tử đó. Nếu vẫn không chọn được nhóm ưu tiên thì xét tiếp nguyên tử thứ
ba…
VD:

-CR3 > -CHR2 > -CH2R > -CH3
-NR2 > -NHR > -NH2

3. Một nguyên tử liên kết đôi hay ba tương đương với hai nối đơn hoặc ba nối đơn với
nguyên tử đó (chỉ có một liên kết thật, liên kết còn lại giả định có ưu tiên thấp hơn).
VD: −CH=O ↔ −CH − O> −CH2OH (Vì O ↔ O; O > H).
O
4. Đồng vị có khối lượng lớn hơn được sắp xếp trước:
T > D > H
5. Cấu hình cis ưu tiên hơn trans, R ưu tiên hơn S.
II.1.2. Danh pháp đồng phân quang học.
a) Điều kiện xuất hiện đồng phân quang học.
− Phân tử có đồng phân quang học phải có yếu tố không trùng vật − ảnh. (Vật và ảnh
của vật tạo ra trong gương phẳng không thể lồng khít vào nhau, tương tự hai bàn tay
của một người bình thường).
− Các yếu tố không trùng vật − ảnh bao gồm:
+ Yếu tố bất đối phân tử: Đồng phân anlen: Dẫn xuất thế của phân tử anlen
(CH2=C=CH2). Đồng phân spiran: Hợp chất chứa hai vòng chung đỉnh có nhóm thế
khác nhau. Đồng phân cản quay: Hai nửa phân tử liên kết đơn với nhau nhưng không
quay tự do được vì sự cản trở không gian.
+ Yếu tố bất đối nguyên tử: Trong phân tử chứa nguyên tử cacbon bất đối (ký hiệu C*)
hoặc các nguyên tử bất đối khác (Si*, S*, N*…). Quan trọng và phổ biến hơn cả là


H

H

OH

HO

H

H

OH

CH 2OH

VD:
Biết L-glucozơ

CH2OH

→

D-glucozơ

c) Danh pháp R, S:
− Thuộc loại cấu hình tuyệt đối: Biểu diễn cấu hình đầy đủ của chất.
Xét độ hơn cấp: a>b>c>d.
− Trong công thức phối cảnh, nếu nhìn dọc theo trục liên kết C*−d, thấy thứ tự a,b,c

hồ, còn cấu hình S có chiều ngược lại.
CHO
H

CHO
OH

HO

CH2 OH

H
CH2 OH

anđehit (R) glyxeric và anđehit (S) glyxeric
− Khi phân tử có nhiều C* thì mỗi C* có một ký hiệu R hoặc S tuỳ cấu hình của mỗi
C*.
11


II.1.3. Danh pháp đồng phân hình học.
a) Điều kiện xuất hiện đồng phân hình học.
− Phân tử có bộ phận cứng nhắc làm cản trở sự quay tự do của hai nguyên tử ở bộ
phận cứng nhắc đó. Hai nguyên tử hay nhóm nguyên tử ở một nguyên tử của bộ phận
cứng nhắc phải khác nhau. VD abC = Cab, a≠b.
− Đồng phân hình học có thể xuất hiện trong các trường hợp sau:
+ Hệ có n liên kết đôi abC=Ccd (a≠b, c≠d); abC=Nd (a≠b), aN=Nb (a,b có thể đồng
nhất hoặc không). Các hệ này có 2n đồng phân hình học (nếu các liên kết đôi này hoàn
toàn khác nhau) hoặc nhỏ hơn (nếu có ≥ 1 cặp liên kết đôi giống nhau).
+ Hệ có số lẻ liên kết C=C liền nhau abC=C=C=Ccd (a≠b, c≠d). Hệ cũng chỉ có hai

(B2) C4H6Br2 (mạch vòng), không có C*.

(B3) C8H12 (chứa hai vòng no)

(B4) Andehit C4H6O.

Phân tích:
Bài tập này chỉ với mục đích để HS nhận ra được sự xuất hiện đồng phân quang
học và đồng phân hình học. Do đó chỉ cần nắm vững các điều kiện xuất hiện mỗi loại
đồng phân để chọn công thức cấu tạo cho phù hợp.
a) Mỗi chất có thể là một trong số các công thức:
(A1): Là dẫn xuất của ankan → phải chứa C*.
12


CH3-CH2-CHCl-CH2Cl

CH3- CHCl- CHCl-CH3

CH3-CHCl -CH2 -CH2Cl

(A2): Là hợp chất no → có 2 vòng → thuộc loại
đồng phân spiro.
(A3): Thuộc loại đồng phân anlen: Cl-CH=C=CH-Cl
(A4): Có độ bất bão hòa lớn → là hợp chất thơm, đồng phân quang học thuộc loại cản
quay.
Br

Br
I

Bài II.2: (Bài tự xây dựng) Cho các chất hữu cơ sau:
a) CH3CHOHCH2CHClCH2CHClCH3

Cl

b) CH3OCH=CHCH2CH=CHOCH3

Br

d)

c) CH3 CH = CH CHOH CH =CH CH3
O

OH
Cl

CH=CH - COOH

e)

f)

OH

g)

Cl

Cl

- Các nhóm nguyên tử giống nhau về cấu tạo nhưng khác nhau về cấu hình → xuất
hiện C* hoặc đồng phân hình học.
a) CH3-C*HOH-CH2-C*HCl-CH2-C*HCl-CH3 có 3 nguyên tử C* khác nhau → có 8
đồng phân.
b) CH3OCH=CHCH2CH=CHOCH3 có hai liên kết đôi giống nhau có đồng phân hình
học → có 3 đồng phân (Z-Z; E-E, Z-E).
c) CH3 CH = CH CHOH CH =CH CH3 có hai liên kết đôi giống nhau có đồng phân
hình học và một C* xuất hiện khi hai liên kết đôi có cấu hình khác nhau → có 4 đồng
phân cấu hình (Z-Z; E-E, Z-R-E, Z-S-E).
d) Có một vòng no hai nhóm thế, có mặt phẳng đối xứng → chỉ có 1 cặp đồng phân
hình học.
e) Có một C* và một liên kết đôi có đồng phân hình học → có 4 đồng phân cấu hình.
f) Có 2 nguyên tử C* giống nhau → có 3 đồng phân.
g) Có hai C* giống nhau và bị ràng buộc qua cầu nối vòng 6 cạnh, 2C* còn lại (chứa
nhóm -OH) giống nhau vì phân tử có mặt phẳng đối xứng. → Có 2.3 = 6 đồng phân.
h) Có 4 liên kết đôi giống nhau và có đồng phân hình học → tạo ra 6 đồng phân
(ZZZZ, EEEE, ZZEE, ZZZE, EEEZ, ZEZE) riêng trường hợp ZEZE làm xuất hiện
thêm đồng phân hình học ở liên kết đôi ở giữa phân tử. → có tất cả 7 đồng phân.
i) Có 4 trung tâm đồng phân hình học và một C*(C ở giữa, bên phải) nhưng có hai
trung tâm giống nhau → tạo ra 3.2.2.2 = 24 đồng phân. Trường hợp C* bên trái, ở giữa
xuất hiện khi hai liên kết đôi CH=CH-Cl có cấu hình khác nhau → có thêm 8 trường
hợp nữa
→ Có tất cả 32 đồng phân.
Bài II.3: (Bài tự xây dựng) Heđion (ký hiệu H) là tên thường

COOCH3

của một hương liệu dùng để pha chế một số loại nước hoa
nổi tiếng như CK, NO–19, Eausausage, Anais – amais...
a) Gọi tên quốc tế của H.

trên.
c) Cấu hình: H1: S, R

H2: S, S.

Bài II.4: Cho hợp chất sau
A, B là hai đồng phân của axit 3,4–đibromoxiclopentan–1,1–đicacboxylic. Khi đun
nóng A cho hai sản phẩm là đồng phân còn B cho một sản phẩm. Viết công thức cấu
trúc của A và B. Minh họa bằng phương trình phản ứng.
Phân tích:
Trước hết, cần giúp HS hiểu được phản ứng decacboxi. Đồng thời HS đã biết
được cách xác định cấu trúc hai đồng phân của axit 3,4–đibromoxiclopentan–1,1–
đicacboxylic. Trên cơ sở đó, xác định các tình huống có thể xảy ra là một trong hai
nhóm COOH sẽ bị tách CO2. So sánh sản phẩm tạo thành có thể biết được số sản phẩm
sinh ra.
Br
Br

Br

Br

Br

COOH

Br

COOH


OH

OH
CH3

COOH

b) Trong cơ thể người có chất A (tên là Prosglandin E 2) được tạo thành từ axit (5Z, 8Z,
11Z, 14Z) icosatetraenoic (ký hiệu C). Viết công thức cấu trúc của axit này lúc tham
gia phản ứng tạo thành A.
Phân tích:
Các ký hiệu lập thể khi HS đã quen thì có thể dễ dàng điền đúng vào công thức.
Nhưng ở ý thứ 2, GV cần lưu ý HS tránh sa đà vào việc tìm hiểu phản ứng tạo thành
A. Cần giải thích rõ, đó là một quá trình phức tạp diễn ra dưới tác dụng của enzim,
quan trọng là so sánh công thức cấu trúc của axit (5Z, 8Z, 11Z, 14Z) icosatetraenoic
với A để từ đó viết bộ khung của C cho phù hợp.

15


Cấu tạo của C:
Bài II.6: (Bài tự xây dựng) Trong chu trình Krebs (quá trình chuyển hóa háo khí
trong quá trình hô hấp) có chuyển hóa sau:
A→B→C
Với
A là HOOC–CH2–C(OH)–CH2–COOH

B là HOOC–CH2–C=CH–COOH

|


Axit 1-hidroxipropan-1,2,3-tricacboxylic

b) B có hai đồng phân hình học. C có bốn đồng phân quang học.
c) D là HOOC–CH2–C(OH)–CH2–COONa
|

COONa

16


CHƯƠNG III: CẤU DẠNG.
III.1. Lý thuyết cơ bản.
Cấu dạng là những trạng thái cấu trúc không gian khác nhau sinh ra do sự quay
một nhóm nguyên tử này đối với nhóm nguyên tử khác xung quanh liên kết đơn.
III-3.1. CẤU DẠNG CỦA HỢP CHẤT MẠCH HỞ.
1) Cấu dạng hợp chất no.
- Liên kết đơn C−C đối xứng trục nên mỗi nguyên tử C có thể quay xung quanh trục
liên kết tạo nên vô số dạng hình học khác nhau, trong số đó dạng xen kẽ là dạng bền
nhất, còn dạng che khuất kém bền nhất.
- Trong thực tế C2H6 tồn tại ở dạng xen kẽ.
H
H

H

H
H


H

Dạng xen kẽ

- Đối với các dẫn xuất của C2H6 , ví dụ XCH2−CH2X cấu dạng bền chính là các cấu
dạng xen kẽ, trong đó cấu dạng anti thường bền vững hơn cấu dạng syn (trừ trường
hợp có liên kết hiđro nội phân tử giữa hai nhóm X). Ví dụ, ở điều kiện thường n-butan
tồn tại ~ 70% ở cấu dạng anti và ~30% ở cấu dạng syn (hai dạng chênh lệch nhau ~0,7
kcal/mol).
CH3

CH3

H

H

H

CH 3

H

H

H

H

CH 3

2) Cấu dạng vòng xiclohexan.
a) Hình dạng vòng xiclohexan: vòng xiclohexan không phẳng và có thể có nhiều dạng.
Điển hình là dạng ghế và dạng thuyền.
Cả hai dạng trên đều không có sức căng
Bayer. Nhưng dạng ghế bền hơn dạng
thuyền (5,5 kcal/mol) và chiếm tới 99,9%
ở nhiệt độ phòng do dạng ghế không có Dạng ghế
sức căng Pitzer; tất cả 6 hệ thống C−C đều
ở cấu dạng xen kẽ tương tự syn-Butan.
1,84A
4

1

4

1

5

6

5

Dạng thuyền

H C
H 33C

3

4

2,5A

Xiclohexan (dạng ghế)

H

2
6

CH 3
H

H
H

Butan

b) Dẫn xuất thế của xiclohexan: Dẫn xuất một lần thế có hai dạng a và e tồn tại ở trạng
thái cân bằng không thể tách riêng. Dạng e bền hơn dạng a. Ví dụ e-Metylxiclohexan
chiếm 95% trong hỗn hợp cân bằng
6
6
(ở nhiệt độ phòng). Dạng a kém
CH3
bền hơn dạng e chủ yếu vì CH3 ở
1
1
5

xét theo trục liên kết C2-C3. Hai dạng bền nhất có thế năng chênh lệch là 0,9 Kcal/mol.
Tính % tồn tại của của mỗi dạng ở 25OC.
Phân tích:
Mối liên quan giữa chênh lệch năng lượng và % dạng tồn tại của mỗi dạng có
thể thiết lập qua biểu thức hằng số cân bằng:
∆G = -R.T.lnK = ∆H – T.∆S
Trong đó, HS cần được biết thêm một vấn đề lý thuyết đó là hai cấu dạng chỉ khác
nhau do sự quay liên kết nên ∆S ~ 0.
→ lnK = – ∆H

→ quá trình chuyển hóa hai dạng

syn  anti

có hằng số cân bằng tính được là K = 100/23
Nhưng trên thực tế, một cấu dạng anti tồn tại song song với hai cấu dạng syn, do đó
dạng anti chiếm

100
= 68,49%
100 + 23 + 23

còn lại là dạng anti

Bài III.2. Đồng phân meso 2,3-Đibrombutan (dãy A, A1) và đồng phân treo (dãy B, B1, B2)
có các cấu dạng xen kẽ:

(A1)

Giải thích vì sao:


b) HS dễ dàng nhận ra Metylxiclohexan có cấu dạng nhóm CH 3- ở vị trí e bền hơn do lực đẩy
giữa các nhóm kích thước lớn, từ đó suy ra do nhóm tert-butyl kích thước lớn nên không thể
tồn tại ở cấu dạng a.
Tuy nhiên, kích thước chỉ là nguyên nhân thứ yếu. HS chưa biết nguyên nhân cụ thể
gây ra hiện tượng tert-butylxiclohexan chỉ ở vị trí e là do một nhóm CH 3 của gốc t-C4H9
luông hướng vào trong vòng gây ra lực đẩy rất lớn. Để gợi ý điều này, GV có thể yêu cầu HS
viết rõ công thức phối cảnh nhóm C4H9 và so sánh với các nhóm khác khi gắn với vòng để
hình dung vị trí các nhóm CH3.

20


Bài III.4: (Bài tự xây dựng) Nhiệt cháy của các xicloankan không nhánh như sau:
n(số C)

∆H cháy (Kcal/mol)

n (số C)

∆H cháy (Kcal/mol)

3

499,8

10

1586,0


2203,6

8

1268,8

15

2362,5

9

1429,2

16

2520,0

a) Hãy sắp xếp các xicloankan từ C3H6 đến C8H16 theo thứ tự tăng dần độ bền.
b) Cho biết nhiệt cháy của ankan (với số C rất lớn) có nhiệt cháy là 157,4n Kcal/mol.
Hãy sắp xếp các xicloankan theo nhóm dựa vào sức căng vòng.
Phân tích:
Các xicloankan có độ bền khác nhau do sức căng vòng và tương tác đẩy giữa
các nhóm khác nhau.
HS có thể suy luận được rằng, nếu không có sức căng vòng làm giảm độ bền
của chất thì nhiệt đốt cháy của các nhóm CH 2 sẽ là như nhau. Do đó ta có thể tính
nhiệt cháy của mỗi nhóm CH2 trong mỗi chất để so sánh một cách định lượng độ kém
bền của mỗi chất.
n


1742,4

158,4

5

793,5

158,7

12

1892,4

157,7

6

944,4

157,4

13

2051,4

157,8

7


2520

157,5

Như vậy, nhiệt cháy trung bình cho mỗi nhóm CH2 của các chất được so sánh như sau:
C3H6 > C4H8 > C5H10 ≈ C8H16 ≈ C7H14 > C6H12
b) GV cần gợi ý cho HS, khi số C rất lớn thì công thức C nH2n+2 coi gần đúng như
CnH2n. Đối với ankan mạch không phân nhánh thì không có sức căng vòng và lực đẩy
giữa các nhóm cũng là tối thiểu. Do đó có thể dùng giá trị ∆H cháy/n để so sánh với
157,4n Kcal/mol (nhiệt cháy ankan) để xác định xem xicloankan nào có sức căng
vòng.
- C3H6 , C4H8 có ∆H cháy/n lớn hơn hẳn so với 157,4 → là những chất có sức căng
vòng lớn.
21


- C5H10, C7H14, C8H16, … C13H26 có ∆H cháy/n lớn hơn so với 157,4 không nhiều → là
những chất có sức căng vòng nhỏ.
- C6H12, C15H30, C16H32 có ∆H cháy/n = 157,4 → là những chất không có sức căng
vòng.
Bài III.5. (Bài tự xây dựng)Dùng cấu hình ghế để biểu diễn các đồng phân cấu dạng
có thể có của:
a) 1-etyl-2-metylxiclohexan.
b) 3-etyl ciclohexanol. (tương tác nhị trục là 2,15 Kcal/mol).
c) 1,3-dietyl-5-metylciclohexan. (tương tác nhị trục là 3,7 và 3,8 Kcal/mol)
Tính năng lượng các cấu dạng tương ứng.
Phân tích:
HS dễ dàng viết được các cấu dạng ghế ứng với mỗi trường hợp. Và bằng cách tính
toán tương tự bài 7, sử dụng số liệu về năng lượng tương tác giữa các nhóm khác nhau để
tính tổng năng lượng tương tác giữa các nhóm thế.

c) 1,3-dietyl-5-metylciclohexan có 6 cấu dạng:

(I)

(IV)

(II)

(III)

(V)

(VI)

- Dạng (I): không có tương tác kém bền.
- Dạng (II) Có hai tương tác syn CH3 ↔ vòng (1,7 Kcal/mol)
- Dạng (III) Có một tương tác nhị trục (3,7 Kcal/mol) và bốn tương tác tác syn CH3
↔ vòng (1,7 Kcal/mol) → Tổng sức căng = 3,7 + 1,7 = 5,4 Kcal/mol
- Dạng (IV) Có hai tương tác syn: vòng ↔ C2H5 (1,8 Kcal/mol)
- Dạng (V) Có một tương tác nhị trục (3,7 Kcal/mol); hai tương tác nhị trục (3,8
Kcal/mol); bốn tương tác tác xen kẽ syn CH3 ↔ vòng (3,4 Kcal/mol) hai tương tác
xen kẽ syn C2H5 ↔ vòng (1,8)→ Tổng sức căng = 3,7 + 3,8 . 2 + 3,4 + 1,8 = 16,5
Kcal/mol.
- Dạng (VI): Có một tương tác nhị trục (3,8 Kcal/mol); hai tương tác tác xen kẽ syn
CH3 ↔ vòng (1,7 Kcal/mol) hai tương tác xen kẽ syn C2H5 ↔ vòng (1,8)
→ Tổng sức căng = 3,8 + 1,7 + 1,8 = 7,3 Kcal/mol.
Bài III.6: Vẽ cấu dạng của những hợp chất sau và sắp xếp chúng theo thứ tự giảm dần
độ bền: (dấu đậm biểu diễn nguyên tử H ở gần người quan sát).

23

24


CHƯƠNG IV: MỐI LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC
VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA CHẤT HỮU CƠ.
IV.1. Lý thuyết cơ bản.
Các chất được gọi là khác nhau nếu có thể tách riêng và phải có sự khác biệt ở
ít nhất một tính chất. Các chất cùng công thức cấu tạo nhưng khác nhau về cấu hình sẽ
khác nhau về tính chất, đây là cơ sở để khẳng định chúng là các chất khác biệt.
IV.1.1. Các chất đồng phân quang học.
- Trong môi trường đối xứng, tính chất của các đồng phân đối quang là giống nhau,
còn các đồng phân đia thì khác nhau nhiều về tính chất lý, hóa, sinh.
- Khoảng cách giữa các nguyên tử trong mỗi chất đối quang là như nhau nên tương tác
giống nhau với tác nhân đối xứng. Nhưng với tác nhân bất đối xứng thì các đối quang
phản ứng khác nhau. Tác nhân bất đối xứng thường gặp là các tác nhân, các enzim
trong phản ứng hóa sinh. Do đó các đối quang thường khác nhau về mùi vị, hoạt tính
dược lý.
- Các đồng phân đia khác nhau về khoảng cách giữa các nguyên tử nên chúng khác
nhau về một số tính chất vật lý (nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, tính tan, khối phổ…)
và tính chất hóa học (hằng số axit-bazơ, khả năng phản ứng với một số tác nhân…)
- Các đồng phân quang học khác nhau về độ quang hoạt. Nếu là cặp đối quang thì độ
quay cực riêng giống nhau về độ lớn nhưng ngược nhau về dấu.
IV.1.2. Các chất đồng phân hình học.
- Hợp chất kiểu abC=Cab mà chỉ có một liên kết Ca hoặc Cb có momen lưỡng cực thì
đồng phân cis có momen lưỡng cực lớn, còn đồng phân trans có tâm đối xứng nên
momen lưỡng cực bằng không.
Còn nếu một nhóm đẩy electron, một nhóm hút electron thì đồng phân trans có
momen lưỡng cực lớn hơn đồng phân cis.
- Nhiệt độ nóng chảy của đồng phân trans thường lớn hơn đồng phân cis do phân tử có
tính đối xứng cao. Với những phân tử mạch cacbon dài có liên kết đôi, cấu hình trans