ĐỀ TÀI :“Một số vấn đề về đồng phân lập thể vàhiệu ứng cấu trúc trong giảng dạy hóahữu cơ ở trường THPT chuyên”1PHẦN I. MỞ ĐẦU1. Lý do chọn đề tàiHóa học hữu cơ là ngành học có nội dung rất rộng và phong phú, chuyên nghiêncứu về những cấu trúc, tính chất, thành phần, phản ứng, và cách tổng hợp của những hợpchất hữu cơ. Các nội dung trên lại liên quan logic đến nhau, nội dung này là tiền đề nghiêncứu và phát triển nội dung khác. Đại cương hữu cơ vừa là mảng kiến thức trọng tâm vừa làcơ sở để nghiên cứu và tìm hiểu và những chuyên đề khác, như cơ chế phản ứng, giảithích các tính chất vật lý, hóa học của chất, tổng hợp hữu cơ, hợp chất tự nhiên, polime, dịvòng….. Trong đó nội dung: Đồng phân lập thể và các loại hiệu ứng cấu trúc là 2 phầnquan trọng bắt buộc nhất mà học sinh cần được học khi nhập môn hóa học hữu cơ vớichương trình chuyên. Tuy nhiên các giáo trình đại học về phần này nội dung còn nhiều dàntrải, chủ yếu nặng về trình bầy lý thuyết mà ít có ví dụ bài tập minh họa, chưa phân loai sâusắc các dạng bài tập, chưa thể hiện được nhiều mối liên hệ qua lại giữa 2 nội dung này vớicác nội dung nghiên cứu về phản ứng, tính chất , tổng hợp các chất hữu cơ. Chính vì nhữngkhó khăn trên đây, tôi đã xây dựng đề tài : “Một số vấn đề về đồng phân lập thể và hiệuứng cấu trúc trong giảng dạy hóa hữu cơ ở trường THPT chuyên”2. Mục đích của đề tài :Mục đích của đề tài này là xây dựng cấu trúc các bài tập về đồng phân lập thể, vaitrò của các loại hiệu ứng cấu trúc trong việc so sánh tính axit, bazơ của các chất hữu cơ,qua đó phân loại, đánh giá tác dụng của các bài tập phần đại cương hữu cơ phục vụ choviệc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia.2PHẦN II. NỘI DUNGA. CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ ĐỒNG PHÂN LẬP THỂI. DẠNG BÀI : XÁC ĐỊNH CẤU HÌNH TUYỆT ĐỐI, BIỂU DIỄN CẤU HÌNH1. Cơ sở lý thuyết : Học sinh phải nắm được các kiến thức sau đây1.1. Các công thức biểu diễn cấu hình, cách chuyển từ công thức này sang công thứckia.a. Công thức tứ diện :Nguyên tử C ở tâm tứ diện và bốn liên kết cộng hoá trị của nguyên tử C hướng về bốnđỉnh của tứ diện [nét thường nằm trên mặt phẳng giấy; nét đậm ở phía trước mặt phẳnggiấy, hướng về phía người quan sát và nét rời ở phía sau mặt phẳng giấy, ở xa người quansát].dadcbadchay abbcC«ng thøc tø diÖnb .Công thức Fisher : các quy tắc viết công thức Fisher-Nguyên tử C nằm trên mặt phẳng giấy.-Các liên kết của nguyên tử C hướng ra phía trước mặt phẳng giấy được xếp nằmngang, các liên kết của nguyên tử C hướng ra phía sau mặt phẳng giấy được xếpthẳng đứng [thuờng là mạch cacbon chính của phân tử].-Ðược phép quay phân tử một góc 180 o, không được phép quay 90o hoặc 270o,không được phép thay đổi vị trí của hai nhóm thế.-Nhóm thế có độ hơn cấp cao hơn để ở trên cùng [chiều từ trên xuống theo côngthức Fisher trùng với cách đánh số khi gọi tên chất ].3daddbchay abacbcC«ng thøc tø diÖnC«ng thøc FisherddababababccC«ng thøc tø diÖnC«ng thøc Fisherc. Công thức phối cảnhĐặt mắt nhìn theo hướng mũi tên ta thấy a che khuất a, b che khuất b, c che khuất d. Từđó chuyển sang công thức phối cảnh dạng che khuất, sau đó là dạng xen kẽ.d. Công thức NewmanCông thức Newman được xây dựng dựa trên công thức phối cảnh. Khi nhìn phân tửdọc theo trục liên kết cacbon-cacbon, các nguyên tử cacbon che khuất nhau. Nguyêntử cacbon ở phía sau, bị che khuất được biểu diễn bằng một vòng tròn; nguyên tửcacbon phía trước không bị che khuất biểu diễn bằng dấu chấm của vòng tròn.4badabaabbc dcPhèi c¶nh che khuÊtNewmanbabdaababdccPhèi c¶nh xen kÏNewman1.2 . Điều kiện xuất hiện đồng phân lập thể- Với đồng phân hình học: Ðiều kiện để một phân tử có đồng phân hình học là phân tửđó phải có chứa liên kết đôi hoặc có cấu tạo vòng [điều kiện cần], đồng thời hai nhómthế trên mỗi cacbon của liên kết đôi hay hai nhóm thế trên ít nhất hai nguyên tử cacboncủa vòng phải khác nhau [điều kiện đủ].Ví dụ các hợp chất như buten-2 [CH 3-CH=CH-CH3] hay 1,2-đimetylxyclopropan cóxuất hiện các đồng phân hình học.H3CCHH3CH3CCH3HCCCHCH3trans-buten-2Hcis-buten-2CH3HHcis-1,2-dimetylxiclopropanH3CHHCH3trans-1,2-dimetylxiclopropan5Các hợp chất chứa số chẵn liên đôi liên tiếp [loại allen] không có đồng phân hìnhhọc vì các nhóm thế không đồng phẳng, còn các hợp chất có số lẻ liên kết đôi liên tiếp[và thoả mãn điều kiện đủ] thì có đồng phân hình học.Đối với loại hợp chất andoxim, xetoxim không đối xứng, hidrazon, hợp chất azo cóliên kết C=N hoặc N=N cũng có đồng phân hình học nhưng được kí hiệu bằng hệ thốngsyn-anti.HHOHCCNC6H5C6H5OHantisyn-NVới đồng phân quang học : Phân tử phải có yếu tố bất đối , yếu tố bất đối có thể là:Trung tâm không trùng vật ảnh ví dụ như C bất đối : nguyên tử cacbon liên kết với bốnnhóm thế khác nhau.Ví dụ trong phân tử axit lacticCOOHCOOHCH3HHOH3CHCOOHCOOHhayHOHHOHOHCH3CH3H×nh 1aH×nh 1bTrục không trùng vật ảnh : tồn tại ở các hợp chất có số nối đôi chẵn liền kềCC6H5HHHCCCC6H5HCC6H5C6H5ClCH CCó hai đồng phân quang học đối quang.CCHCl6ClClClCCCHCHClCCHHGhi chú.- Khi số nối đôi là chẵn thì xuất hiện đồng phân quang học. Khi số nối đôi là lẻ thì xuấthiện đồng phân hình học.abC C CabaaCbabCCb§ång ph©n quang häcCbCaCCCabCCCab§ång ph©n h×nh häcMặt phẳng không trùng vật ảnh: có trong các hợp chất ansaaaaabbbb1.3. Học sinh phải nắm được các qui tắc xác định độ hơn cấp của nguyên tử, nhómnguyên tử- Với đơn nguyên tử: Nguyên tử có Z lớn hơn sẽ có độ hơn cấp lớn hơn-Với nhóm nguyên tử: ta dựa vào số Z của nguyên tử ở lớp thứ nhất . Nếu lớp này nhưnhau ta dựa vào Z của lớp thứ hai . Lớp thứ hai có một nguyên tử lớn hơn thì nhóm ấy lớnhơn và mỗi liên kết đôi được coi bằng 2 liên kết đơn, liên kết ba bằng 3 liên kết đơnNếu hai nguyên tử gắn vào nối đôi là đồng nhất thì cần xét đến các nguyên tử tiếptheo.7OCOO>OHC[O, O, O]C>RC[O, O, C]C>HC[O, O, H]N >CC[N, N, N]CCHC[C, C, C]Với nguyên tắc đó một số nhóm từ cao đến thấp về độ hơn cấp được sắp xếp như sau:I, Br,Cl, SO2R, SOR, SR, SH, F, OCOR, OR, OH, NO 2, NHCOR, NR2, NHR, NH2,CCl3, COOR, CONH2, COR, CHO, CR2OH, CHOHR, CH2OH, C6H5, CR3, CH2R, CH3,D,H.1.4. Dựa trên so sánh độ hơn cấp, xác định chính xác cấu hình- Với đồng phân hình học: các nhóm thế lớn [xét trên độ hơn cấp] ở cùng phía của mặtphẳng so sánh tạo thành cấu hình Z [từ tiếng Ðức Zusammen có nghĩa là cùng nhau] vàcác nhóm thế lớn ở khác phía của mặt phẳng so sánh tạo thành cấu hình E [từ tiếng ÐứcEntgegen có nghĩa là khác nhau]acadbd¹ng Z-[a>b vµ c>d]dcbd¹ng E-- Với đồng phân quang học :* Đối với cấu hình được biểu diễn bằng công thức tứ diện thì việc đầu tiên là xếp cácnhóm thế trên C* theo trật tự độ hơn cấp : a > b > c > d, sau đó quan sát phân tử theohướng C* → d, nếu trật tự từ a → b → c thuận chiều kim đồng hồ thêm tiếp đầu ngữ Rvà nếu ngược chiều kim đồng hồ thêm tiếp đầu ngữ S.8aaddccbabRaddbcbcS* Đối với cấu hình được biểu diễn bằng công thức Fisher thì xếp các nhóm thế trênC* theo trật tự độ hơn cấp : a > b > c > d. Ðặt d nằm ngang, trật tự từ a → b → cthuận chiều kim đồng hồ thêm tiếp đầu ngữ S, nếu ngược chiều kim đồng hồ thêmtiếp đầu ngữ R [Nếu nhóm thế nhỏ nhất trên đường thẳng đứng thì ngược lại, theochiều kim đồng hồ là R, ngược chiều kim đồng hồ là S].Ví dụ các nhóm thế trong phân tử glixerandehit CH 2OH-CH[NH2]-CHO đượcsắp xếp hơn cấp như dưới đây và ta có tên gọi tương ứng [xem hình 6a, 6b]-OH>-CH=O8>6-CH2OH>6 [8+2]-H1[8×2+1]CHOHHOHCH2OH[R]-glixerandehitCHOCHOHOH2CHOCHOHHOHOH[S]-glixerandehitCH2OH[S]-glixerandehitCH2OH[R]-glixerandehit* Chú ý: Khi sử dụng công thức tứ diện thì nên để liên kết C-d ở phía sau mặt phẳnggiấy.1.5.Với đồng phân cấu dạng thì có một số chú ý sau:9- Trường hợp chung, dạng xen kẽ bền hơn so với dạng che khuất, trong các dạng xen kẽthì dạng anti [các nhóm thế lớn ở vị trí đối nhau] bền hơn dạng syn [các nhóm thế lớn ởvị trí kề nhau].Ví dụ đối với phân tử n-butan CH 3-CH2-CH2-CH3 thì cấu dạng bền nhất là dạng anti,dạng syn kém bền hơn và dạng che khuất kém bền nhất [xem hình 8].HHHHHCH CH3HHHCH3CH33che khuÊt toµn phÇnHHCH3HCH3Hxen kÏ kÒ [syn] che khuÊt mét phÇnHCH3HHHCH3xen kÏ ®èi [anti]H×nh 8Tuy nhiên một số trường hợp không tuân đúng kết luận trên. Chẳng hạn như các phân tửdạngX-CH2-CH2-Y, trong đó các nhóm thế X, Y tương đối nhỏ và có thể tạo tươngtác hút giữa các lưỡng cực C-halogen và C-CH 3 hoặc tạo được liên kết hidro với nhauthì dạng syn lại bền hơn so với dạng anti. Do ở dạng syn tương tác hút giữa các nhómthế mạnh hơn lực đẩy giữa chúng.Ví dụ như ở phân tử etilenglicol CH 2OH-CH2OH thì dạng syn [hình 9a] bền hơndạng anti [hình 9b].HOOHHOHHHHHHHHOH[a][b]H×nh 9- Ðối với hợp chất chưa no mạch hở dạng CH 3-X=Y, do xuất hiệu ứng liên hợp σ-π màcấu dạng bền nhất sẽ ứng với vị trí che khuất giữa liên kết C-H và X=Y.10- Còn đối với các hợp chất có dạng CH 3-CH2-X=Y do xuất hiện lực hút tĩnh điện giữacác lưỡng cực C-CH3 và C=O m à cấu dạng bền nhất sẽ ứng với vị trí che khuất giữaliên kết C-CH3 và C=O.Ví dụ các hợp chất như propen CH3-CH=CH2, propanal CH3-CH=O, ... có cấu dạng ưu tiênnhư hình 10 dưới đây:HOH CH2HHHHHHH×nh 10- Trong các hợp chất có hệ liên hợp π, nếu chỉ xuất hiện lực đẩy giữa các nhóm giốngnhau thì dạng S-trans bền hơn so với S-cis, còn nếu có lực hút tĩnh điện thì S-cis sẽ bềnhơn S-trans.Ðối với vòng 6 cạnh dạng ghế bền vững hơn so với dạng thuyền. Thông thường ở-mỗi cấu dạng, nếu các nhóm thế lớn ở vị trí e nhiều hơn thì cấu dạng sẽ bền hơn.2 . Bài tập minh họaBài 1.Sử dụng danh pháp Z-E để gọi lại tên các chất sau đây:CH3[CH2]5[a]CHC2H5CH2COOHCHCH3CH3COOH[b] CH3OHHHLời giải:[a] Z-dec-3-enoic11210CH3[CH2]53CCH[b]1CH2COOHH2E-6E-10Z-10,11-epoxi-3,7,11-trimetyltrideca-2,6-dienoic13CH3H2C11CH3Z10CH3987CH3E654E312COOHOHHHBài 2.Hoàn thiện các công thức chiếu Fisher dưới đây :[a][b][c][d]Lời giải:Công thức chiếu Fisher :[a][b]12[c][d]Bài 3.Xác định cấu hình tuyệt đối cho mỗi trung tâm bất đối của các nguyên tử dưới đây :[a] Axit tactaric[b] Limonen[c] 4-metyl-3-nitrohexan[d] metyloxiran[e] 1-iot-2-[f] 2-brom-3-isopropoxy-4-metylcyclohexanmetylpentan[g] 2,6-diot-4-[h] 1,2,4-[i] 1,2-dibromo-4-t-isopropylheptantrietylxyclopentanbutylxyclohexanLời giải:Cấu hình tuyệt đối của các phân tử :13[a] Axit tactaric[b] Limonen[c] 4-metyl-3-nitrohexan[d] metyloxiran[e] 1-iot-2-metylcyclohexan[f] 2-brom-3-isopropoxy-4metylpentan14[g] 2,6-diot-4-[h] 1,2,4-trietylxyclopentanisopropylheptanBài 4:[i] 1,2-dibromo-4-tbutylxyclohexanCho [R,S]-But-3-in-2-amin [B] và axit [2R,3S]-2,3-đihiđroxi butanđioic [A].a/ Viết CT phối cảnh của A và Bb/ Trình bày phương pháp tách riêng 2 đối quang của BLời giải:a/ [B]HCC[A] HOOC-CHOH-CHOH-COOHCHCH3NH2B:HH3CHNH2H2NCH3CCCCCHRSCH15A:OHHOOCHH[R][S]COOHHOPhương pháp tách riêng 2 đối quang: 2 đồng phân đối quang giống hệt nhau về tính chấthoá học cũng như vật lí, chỉ có góc quay mặt phẳng phân cực là khác nhau. Nhưng đồngphân đi-a lại có tính chất vật lí khác nhau, dựa vào tính chất này ta có phương pháp sau:{[+ ]-B[- ]-B+ [+ ]-A{[ + ] -B -[ + ] -A[ - ] - B -[ + ] -Ak Õ t tin h l¹ itro n g n í cN aO H[- ]-B -[+ ]-AH h 2 m uèilµ ® p h © n ® i-aH h 2 a m in®quangN aO H[+ ]-B -[+ ]-A[+ ]-B[- ]-BBài 5 : Vẽ cấu dạng bền nhất cho các hợp chất sau đây :[a] etan, n-butan, 1,2-dicloetan.[f] axit sucxinic[b] 2-clobutan; 1-clobutan[g] propen, propanal ; butanon[c] meso-2,3-dibrombutan;[h] propenal; butadien-1,3D,L-2,3-dibrombutan[i] etylxyclohexan[d] 2-clo-1,1-dibrometan.[j] 2-metylxyclohexanol;[e] etilenglicol, 2-metoxietanol3-metylxyclohexanolLời giải:Các cấu dạng bền nhấtHHHHHHH[a]CH3ClHHHHHHCH3HHCH3BrBrCH3ClBrHCH3BrHCH3H[b]HHHCH3C2H5HHBrCH3ClCH3HBrClClBrClhoÆc[c]CH3HHClBr[d]HH16HHOOHH[e]OHHHHHHHOHH[g] HHHHCHOHCH3HH2CCHHHH2CH3C OH3C OHHCHHH CH2[f]OCH 3CCH2OHC2H5OHCH3CH3[g]Bài 6:a. Vẽ các cấu dạng ghế của mỗi phân tử cis-1,3-dimetylxyclohexan [A] và trans-1,4dimetylxyclohexan [A] và dự đoán cấu dạng nào là bền hơn.b. Tại sao chênh lệch năng lượng giữa hai cấu dạng ghế của [A] cao hơn [B] ?Lời giải:[a] Đối với [A] thì [I] bền hơn [II], đối với B thì [III] bền hơn [IV]CH3CH3CH3CH3[I][II]CH3CH3CH3[III][IV]CH3[b] [II] có tương tác trục-1,3 làm tăng năng lượng lên nhiều hơn so với [IV], nên chênhlệch năng lượng giữa [I] và [II] cao hơn [III] và [IV].Bài 7:17[a] Vẽ các cấu dạng ghế của mỗi phân tử [A và B] dưới đây, từ đó dự đoán cấu dạng nào làbền nhất.[b] Biểu diễn công thức Newman cho mỗi cấu dạng trên [nhìn theo các trục liên kết C 5-C6và C3-C2].CH3CH3CH3CH3CH3CH3ClCl[A][B]Lời giải:Với A thì cấu dạng [III] bền hơn [II], với B thì cấu dạng [IV] bền hơn [II]. Trong các cấudạng thì cấu dạng [III] bền nhất do ít tương tác trục nhất [nhiều liên kết biên nhất].CH3CH3CH3Me ClCH3ClMeCH3ClCH3ClH3CClCH3 CH3Cl[III]Me[II]CH3MeMeCH3MeCH3[I]CH3CH3CH3Cl [IV]CH3MeMe ClBài 8:Viết CT các cấu dạng bền và chỉ rõ cấu dạng bền hơn đối với mỗi chất sau:a/ cis-1,3-Đicloxiclohexanb/ cis-1-isopropyl-2-metylxiclohexanc/ [1S,3R]-Xiclohexan-1,3-điol.Lời giải:Xiclohexan bền khi ở dạng ghế: C1 và 1C, luôn có sự chuyển hoá lẫn nhau:C11C18a/ClClClClcis-[a,a]cis-[e,e] bền hơn vì cảc 2 ngtử Cl đều ở vị trí biênb/CH3CH3CH3H3CCH3CH3c/ dạng C1 a,a bền hơn vì có lk H nội phân tử:OHH[S]OHH[R]OHOe,eHa,aBài 9 :Công thức cấu tạo của một số dược phẩm như sau:CH3CH3HCOOHH3CCOOHCH CH2N[CH3]2C6 H5 CCH3OH3CCH2C6H5CH3NaproxenIbuprofen[thuốc chống viêm][thuốc giảm đau]OCOC2H5Đarvo [thuốc giảm đau]Novrat [thuốc ho]a/ S-Naproxen có hoạt tính cao hơn R-Naproxen 28 lần nên trên thị trường chỉ có SNaproxen. Viết công thức phối cảnh, gọi tên hệ thống.b/ S-Ibuprofen có hoạt tính cao hơn R-Ibuprofen nên người ta chỉ sản xuất S-Ibuprofen.Viết công thức phối cảnh, gọi tên hệ thống.c/ Đarvo có cấu hình 2S, 3R còn Novrat có cấu hình 2R, 3S. Viết công thức phối cảnhLời giải:a/19CH3H[S] COOHCH3Oaxit [S]- 2-[6-metoxi-2-naphtyl]propanoicb/CH3H[S] COOHi-C 4H9axit [S]- 2-[4-isopropylphenyl]propanoicc/HH3C[CH3]2N3RH2SOC6 H5CH3H3CC OOOCC 6H5CH3N[CH3]2C 6H5C6 H5Bài 10 : Vẽ các cấu trúc đồng phân có cùng công thức phân tử C4H8O trong các trường hợpsau:a. Là các đồng phân hình học.b. Là các đồng phân quang học.c. Vừa là đồng phân hình học, vừa là đồng phân quang học.Lời giải:Các hợp chất bền có công thức phân tử C4H8O thỏa mãn các điều kiện sau:- Là đồng phân hình học:CH3HCCHCH2OHECH3CCHCH2OHHZCH3HC CHOCH3ECH3CCHOCH3HZb. Là đồng phân quang học:20HCH2OCH3CH C * CH3*OHC2H5OHHc. Vừa là đồng phân hình học, vừa là đồng phân quang học:CH3HCH3CH3CH3HCH3OHHCH3HHHOHHHOO±meso±±II . DẠNG BÀI: XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG ĐỒNG PHÂN, PHÂN BIỆT ĐỒNG PHÂNĐỐI QUANG, ĐỒNG PHÂN ĐIA ...1. Cơ sở lý thuyết.1.1. Một số khái niệm- Đồng phân đối quang: Khi trong phân tử tồn tại một trung tâm bất đối thì phân tử đó vàảnh của nó qua một gương phẳng hoàn toàn không thể thể trùng khít lên nhau, người ta gọichúng là đồng phân đối quang hay đồng phân enan [enantiomer] [tức là chúng đối xứngvới nhau qua gương]- Đồng phân đia: Các đồng phân quang học không phải là đối quang của nhau được gọi làđồng phân quang học không đối quang hay đồng phân đia [diastereomer].Ví dụ phân tử 2-clo-3-iotbutan [CH3-C*HCl-C*HI-CH3] có hai nguyên tử cacbon bất đốinên có bốn đồng phân quang học, trong đó [I] và [II], [III] và [IV] là các đồng phân enan,còn [I] và [III], [I] và [IV], [II] và [III], [II] và [IV] lại là các đồng phân dia [xem hình 2]CH3CH3HClHICH3CH3ClHClHHClIHHIIHCH3CH3[I][II]CH3H×nh 2[III]CH3[IV]Các đồng phân đối quang không khác nhau về cấu tạo hoá học [trật tự liên kết giữa cácnguyên tử trong phân tử], nên hầu như không khác nhau về tính chất vật lý hay hoá học.21Chúng chỉ khác nhau về một số tác dụng sinh lý và quan trọng hơn cả là chúng khácnhau về tính quang hoạt.- Biến thể Raxemic: là một tập hợp đẳng phân tử của hai chất đối quang , không có tínhquang hoạt vì có sự bù trừ giữa các dạng tồn tại.Chú ý : So sánh biến thể Raxemic với hợp chất meso:Cả hai đều không có tính quang hoạt nhưng biến thể Raxemic có thể tách ra thành 2 chấtđối quang còn hợp chất meso thì không. biến thể Raxemic không có tính quang hoạt vì cósự bù trừ ngoại phân tử còn hợp chất meso không quang hoạt là do sự sự bù trừ nội phântử [do phân tử đối xứng nên đối với ánh sáng phân cực, chúng triệt tiêu nhau].- Đồng phân epime: là các đồng phân đia phân biệt nhau về cấu hính chỉ ở một trong cáctrung tâm bất đối. Ví dụ cặp D [+]-iđozơ và D [+]-talozơ là cặp đồng phân epime C3.- Đồng phân anome : là các đồng phân đia phân biệt nhau về cấu hình của C1.1.2.Cách tính số đồng phân:a. Với đồng phân hình học:Hợp chất có chứa n liên kết đôi không liên tiếp [thoả mãn điều kiện đủ] sẽ tạo được 2 nđồng phân hình học. Tuy nhiên nếu cấu trúc phân tử là đối xứng, số đồng phân hình họcsẽ ít hơn.Ví dụ như 1-clopentadien-1,3 [CH3-CH=CH-CH=CH-Cl] có 4 đồng phân hình họcHH3CHCCH3CHCCHHtrans,cis-1-clopentadien-1,3Cltrans,trans-1-clopentadien-1,3HCClCCHHHHCHcis,cis-1-clopentadien-1,3CCHCHH3CCClCHH3CCHCCHClcis,trans-1-clopentadien-1,3b Với đồng phân quang học:22Hợp chất có chứa n C * sẽ tạo được 2 n đồng phân quang học trong đó số đôi đối quang sẽlà 2n-1.Với những phân tử có C * giống nhau sẽ xuất hiện dạng đồng phân meso, do đó làm giảmsố đồng phân. Lúc đó số đồng phân N sẽ được tính là:N= 2n-1 nếu n lẻnếu n chẵn.Hợp chất có chứa n C * và m nối đôi C=C thì số đồng phân lập thể sẽ là 2n.m.Chú ý: Có trường hợp C giả bất đối tức là tùy thuộc vào cấu hình của trung tâm bên cạnh[có thể là nối đôi hoặc C * ] mà khi thì nó có tính chất bất đối, khi thì không. [Sẽ xét trongphần bài tập minh họa].2 . Bài tập minh họaBài 1 :a. 3 - Brom - 2 - butanol có bao nhiêu đồng phân lập thể? Viết công thức chiếu Fisơ củacác đồng phân đó. Cho biết đâu là đồng phân đối quang, đâu là đồng phân đia.b. Hãy biểu diễn một đối quang của erythro - 3 - brom - 2 - butanol dưới các dạng côngthức tứ diện, Fisơ, công thức phối cảnh và công thức Niumen.Lời giải:1. CH3 *CHBr*CHCH3 Sè ®ång ph©n lËp thÓ N = 22 = 4OHCH3HOHHOHHHBrBrHBrCH3ICH3CH3CH3OHHCH3CH3IIIIIErythro - 3 - brom - 2 - butanolHOHHBrCH3IVThreo - 3 - brom - 2 - butanolI và II, III và IV là những đôi đối quang.23I và III, I và IV, II và III, II và IV là những đồng phân quang học không đối quang[đồngphân lập thể đi - a].Lượng bằng nhau của I và II, III và IV là những biến thể raxemic.2.BrHCH3CH3OH CH3HOHHCH3HHHOHCH3 CH3HHC«ng thøc C«ng thøc Fis¬tø diÖnH3CBrOHCH3D¹ng che khuÊtOHHBrBrCH3BrHCH3CH3BrHOHHOHBrH3CCH3CH3HHOHHHBrCH3D¹ng lÖch[syn]CH3D¹ng ®èi[anti]Bài 2 :Có 3 dẫn xuất Halogen ko no:CH3CBr=CHCH2CCl2CH2CH=CBrCH3 [A]CH3CCl=CHCH2CHClCH2CH=CBrCH3 [B]CH3CBr=CHCH2CHClCH2CH=CBrCH3 [C]a/ Gọi tên A,B,Cb/ Cho biết mỗi chất A,B,C có bao nhiêu đồng phân cấu hìnhLời giải:a/ A: 2,8-đibrom-5,5-điclonona-2,7-đienB: 2-brom-5,8-điclonona-2,7-đienC: 2,8-đibrom-5-clonona-2,7-đienb/A: Z,ZE,EE,Z≡Z,E có 3 đồng phân3B: 2 = 8 đồng phânC:BrBr[Z] CH3H3C [E]ClHCH3CH3[E] BrBr [E]HCl24CH3Br[E] BrC*H3C [E]HBrCH3[E] CH3C*Br [E]ClClHthường Z hơn cấp hơn E khi xét C*Bài 3 :Đicloxiclopropan có tất cả bao nhiêu đồng phân? Viết công thức các đồng phân đó.Cho biết đồng phân nào có tính quang hoạt? Nếu chưng cất phân đoạn với số mol bằngnhau của các đồng phân đó ta thu được bao nhiêu phân đoạn? Phân đoạn nào có tính quanghoạt?Lời giải:ClClCl2.[I]ClCl[II]Cl [III]Cl[IV] Cl[III] và [IV] có tính quang hoạt.[I], [II] không có tính quang hoạt, vì [I] không có *C còn [II] là hợp chất meso.- Khi chưng cất phân đoạn với số mol bằng nhau của [I], [II], [III], [IV] sẽ thu được 3 phânđoạn gồm:[I]; [II]; [[III] và [IV]].Do [III] và [IV] là đối quang của nhau nên có nhiệt độ sôi như nhau.- Không phân đoạn nào có tính quang hoạt do [I] và [II] không có tính quang hoạt, cònphân đoạn thứ 3 gồm lượng bằng nhau của [III] và [IV] là một biến thể raxemic nên cũngkhông có tính quang hoạt.Bài 4 :Có bao nhiêu đồng phân lập thể đối với hợp chất:CH3CHCHCHCH3ClLời giải:CH3 *CHCHCHCH3Cl- Có 1 nối đôi dạng abC = Cac nên có hai đồng phân hình học.- Có 1 nguyên tử *C nên mỗi đồng phân cis - trans có thể tách thành hai đối quang củanhau.Vậy có tất cả 4 đồng phân lập thể, cụ thể:25