Phản ứng thế ái nhân của dẫn xuất halogen

Điều kiện phản ứng SN1:

+ Dung môi phân cực

+ Dẫn xuất bậc cao phản ứng dễ hơn bậc thấp (liên kết C-X

càng phân cực phản ứng càng dễ)

Trạng thái

chuyển tiếp



Sản phẩm

trung gian



Trạng thái

chuyển tiếp



12



* Cơ chế SN2: 1 giai đoạn

Y +



δ+

C



δ−

X



δ−

Y



C



δ−

X



Y



C



tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp

Rất kém bền



Điều kiện phản ứng SN2:

+ Dung môi phân cực

+ Dẫn xuất bậc thấp phản ứng dễ hơn bậc cao (liên kết C-X càng

liên kết với ít gốc hidrocacbon thì tác nhân Y- tấn công càng dễ

dàng)

13



+X



14



Kết luận: thông thường

+ Dẫn xuất halogen bậc 1: phản ứng theo cơ chế SN2

+ Dẫn xuất halogen bậc 3: phản ứng theo cơ chế SN1

+ Dẫn xuất halogen bậc 2: phản ứng theo cả 2 cơ chế

nhưng cơ chế SN1 dễ hơn SN2



15



Bài tập áp dụng 2

Khi thực hiện phản ứng thủy phân các dẫn xuất

halogen dưới đây trong môi trường kiềm. Cho biết cơ

chế chi tiết của các phản ứng và tiểu phân trung gian

được tạo thành là cacbocation hay trạng thái chuyển tiếp.

a. etylclorua

b. 2-clopropan

c. tert-butylclorua

d. vinylclorua

e. allylclorua



16



Bài tập áp dụng 2

a. Etylclorua CH3-CH2-Cl

+ Đây là dẫn xuất halogen bậc 1, khi thủy phân thường

xảy ra theo cơ chế SN2.

+ Phản ứng:

CH3CH2Cl + NaOH → CH3CH2OH + NaCl

+ Cơ chế:

δ+

HO + C2H5



δ−

Cl



δ− CH3 δ−

HO CH2 Cl



HO CH2CH3



tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp



+ Cl

17



Bài tập áp dụng 2



CH3-CH-CH3



Cl

b. 2-clopropan

+ Đây là dẫn xuất halogen bậc 2, khi thủy phân có thể xảy ra theo

cơ chế SN1 hoặc SN2.

+ Phản ứng:



CH3-CH-CH3 + NaOH

Cl



+ Cơ chế SN1:

Giai đoạn 1:



CH3-CH-CH3



Giai đoạn 2:



CH3-CH-CH3



CH3-CH-CH3 + NaCl

OH



CH3-CH-CH3

cacbocation



Cl



+ Cơ chế SN2:

δ+CH3

HO + CH

CH3



δ−

Cl



OH



Cl



CH3-CH-CH3

OH



CH3

δ− CH3 δ−

-Cl

CH Cl

HO

HO CH

CH3

CH3

18

tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp



d. vinylclorua CH2=CH-Cl

+ Đây là dẫn xuất halogen bậc 2, nhưng –Cl liên kết với nguyên tử C

không no, liên kết C-Cl phân cực kém vì vậy phản ứng thế xảy ra khó

theo cả cơ chế SN1 và SN2.



..

CH2=CH-Cl

-C

+ Phản ứng:

CH2=CH-Cl



+ NaOH



Hiệu ứng –C của liên kết đôi

làm giảm tính phân cực của liên

kết C-Cl

CH2=CH-OH + NaCl

CH3CHO



19



4. Phản ứng tách HX

Dẫn xuất halogen tách HX (X: Br, Cl) bằng tác nhân kiềm trong ancol.

Ancol tách H2O bằng tác nhân axit H2SO4 đặc.



Dẫn xuất

halogen



α



C



H



Ancol



C



C



C



+ HX



C



X



δ+

C



kiÒm-ancol



H



δ− H2SO4 ®Æc

OH

170oC



C



C



+ H2O



Quy luật tách: Sản phẩm chính của phản ứng tách tuân theo

quy tách Zaixep.

Ancol có thể tách nước ở nhiệt độ thấp hơn tạo thành ete.

R-OH + HO-R



H2SO4



R-O-R + H2O

20

140 C

ete

0



Bài tập áp dụng 3

Khi thực hiện phản ứng tách HCl (đối với dẫn xuất

clo) và tách H2O (đối với ancol) của các hợp chất dưới

đây, cho biết sản phẩm chính và viết ptpu?

a. etylclorua

b. 2-clopropan

c. tert-butylclorua

d. butan-2-ol

e. 2-metylpropanol

g. 2-metylpropan-2-ol

h. 2,2-dimetylpropanol

21