CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH DANH PHÁP CẤU HÌNH

Các chất khác nhau về cấu hình nhưng giống nhau về cấu tạo được gọi tên theo một quy ước nhất định. Đồng phân cấu hình gồm đồng phân quang học và đồng phân hình học với các hệ thống danh pháp tương ứng. Trong phạm vi đề tài này, chỉ đề cập đến những hệ thống danh pháp phổ biến.

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…

-NR₂ > -NHR > -NH₂

VD: −CH=O  −CH − O> −CH₂OH (Vì O  O; O > H).

|

O

_{4. Đồng vị có khối lượng lớn hơn được sắp xếp trước:}

− 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 C*abcd (abcd).

b) Danh pháp D, L:

− Các nhóm thế ưu tiên ở nguyên tử C* dưới cùng trong công thức Fiser ở bên trái→ cấu hình L và ngược lại.

Biết L-glucozơ → D-glucozơ

− 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 theo chiều kim đồng hồ → phân tử có cấu hình R, trái lại nếu trình tự đó ngược chiều kim đông hồ → phân tử có cấu hình S.

− Nếu nhìn vào công thức Fiser thì cấu hình R có trình tự a,b,c ngược chiều kim đồng hồ, còn cấu hình S có chiều ngược lại.

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*.

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 đồng phân hình học.

+ Hệ vòng no: ví dụ 1,2 − đimetyl xiclopropan có hai đồng phân.

Đồng phân có hai nhóm thế (ở hai nguyên tử của bộ phận cứng nhắc) phân bố cùng phía so với bộ phận cứng nhắc được gọi là đồng phân cis (hay đồng phân syn) còn đồng phân kia (khác phía) gọi là đồng phân trans (hay đồng phân anti). Cách gọi tên này gặp khó khăn trong nhiều trường hợp mà cả a,b,c,d đều không phải là −H.

VD: ClBrC=CFI, EtMeC=CetPr…

c) Hệ danh pháp Z, E:

Hệ danh pháp này dựa trên nguyên tắc về “độ ưu tiên”. Nếu hai nhóm thế cấp cao hơn cùng phía của bộ phận cứng nhắc gọi là đồng phân Z, nếu khác phía ta có đồng phân E.

Như vậy cis và trans But-2-en được gọi tên tương ứng là (Z)- và (E)- but-2-en; các đồng phân syn và anti CH₃CH=NOH lần lượt là (E)- và (Z)- axetoxim.

II.2. Bài tập vận dụng.

Bài II.1:

a) Viết một công thức cấu tạo cho mỗi công thức phân tử sau đây để chúng có đồng phân quang học:

(A₁) C₄H₈Cl₂ (A₂) C₇H₁₄ (no) (A₃) C₄H₄Cl₂ (A₄) C₁₂H₆Br₂I₂

b) Viết một công thức cấu tạo cho mỗi công thức phân tử sau đây để chúng có đồng phân hình học:

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.

(A2): Là hợp chất no → có 2 vòng → thuộc loại đồng phân spiro.

(B2) Vòng no, đối xứng để không có C*: