luận văn pp hóa

1. -1-
A. GIỚI THIỆU KHOÁ LUẬN
1. Lý do chọn đề tài.
Trong chương trình hóa học hữu cơ ở bậc phổ thông thường chỉ trình bày
chất đầu và chất cuối của hệ mà không cho biết quá trình hóa học thực hiện như
thế nào, tiến trình phản ứng diễn biến ra sao tức là không nêu lên được cơ chế
phản ứng.
Mặt khác, cơ chế phản ứng là bản chất, cốt lõi của các phản ứng hữu cơ.
Có thể hiểu: “ Cơ chế phản ứng là tập hợp một cách đầy đủ các giai đoạn mà một
phản ứng đã trải qua trong quá trình biến đổi từ chất này đến sản phẩm tạo thành
”. Vì vậy khi hiểu được cơ chế phản ứng học sinh có thể hiểu được con đường
chi tiết mà các phản ứng có thể đi qua để tạo ra sản phẩm. Từ đó các em dễ dàng
viết được chính xác sản phẩm của một phản ứng.
Tuy nhiên ở bậc phổ thông không hề đề cập tới cơ chế của các phản ứng
hữu cơ nếu có cũng chỉ dừng lại ở một vài thuật ngữ. Vì vậy học sinh phổ thông
không hề được học cơ chế nhưng các em phải viết được sản phẩm của các phản
ứng hữu cơ, chính vì lẽ đó học hóa học hữu cơ trở thành vấn đề khó khăn với học
sinh. Còn đối với giáo viên phổ thông, tuy đã được học ở bậc đạị học nhưng vẫn
rất mơ hồ. Vì vậy ít khi các giáo viên đưa thêm cơ chế của các phản ứng vào bài
giảng của mình.
Ngoài ra, với mong muốn góp phần xây dựng nguồn tài liệu tham khảo
cho các giáo viên phổ thông và học sinh đặc biệt là các học sinh giỏi và học sinh
thi giải Olympic thì cơ chế là vấn đề cần thiết, đồng thời cũng là nguồn tài liệu
tham khảo cho bản thân và các bạn sinh viên nghành sư phạm hóa để phục vụ
cho công việc giảng dạy sau này.
Xuất phát từ lý do trên tôi chọn đề tài nghiên cứu : “ CƠ CHẾ PHẢN
ỨNG HỮU CƠ TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC PHỔ THÔNG
NÂNG CAO ”

2. -2-
2. Mục đích nghiên cứu.
Dựa trên nền tảng lý thuyết về cơ chế các phản ứng hữu cơ, các yêu cầu
về kiến thức và kỹ năng của học sinh trong chương trình hóa học lớp 11 và lớp
12 nâng cao; lý thuyết về các phản ứng hữu cơ để xây dựng nên hệ thống lý
thuyết và bài tập liên quan dến phần cơ chế các phản ứng hữu cơ trong chương
trình hóa học phổ thông nâng cao.
3. Tình hình nghiên cứu.
Đã có nhiều bài viết và công trình nghiên cứu về cơ chế các phản ứng hữu
cơ. Tuy nhiên các đề tài thường hướng đến nghiên cứu cho giáo viên và sinh viên
chuyên ngành trong bậc đại học còn rất ít đề tài nghiên cứu cơ chế của các phản
ứng hữu cơ trong chương trình hóa học phổ thông.
4. Đối tượng nghiên cứu và khách thể nghiên cứu.
4.1. Đối tượng nghiên cứu: Các phản ứng hữu cơ trong chương trình hóa
học lớp 11 và lớp 12 nâng cao bậc THPT.
4.2. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học ở trường phổ thông.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cơ chế các phản ứng hữu cơ.
Nghiên cứu nội dung chương trình hóa học lớp 11 và lớp 12 nâng cao.
Nghiên cứu các phần mềm tin học phục vụ cho việc mô tả cơ chế của
các phản ứng.
Nghiên cứu xây dựng bài tập và cách giải bài tập về phần cơ chế các
phản ứng hữu cơ trong chương trình hóa học lớp 11 và lớp 12 nâng cao.
Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của việc đưa cơ
chế các phản ứng hữu cơ vào giảng dạy hóa học ở các trường THPT.
Tổng kết đề tài và đưa ra các đề xuất.
6. Phạm vi nghiên cứu.
Cơ chế các phản ứng hữu cơ trong chương trình hóa học lớp 11 và lớp
12 nâng cao.
• Các bài tập trong đề thi học sinh giỏi hoá học, và học sinh giỏi Olympic.

3. -3-
7. Bố cục khoá luận.
• Mục lục
• Danh mục các chữ viết tắt
• Mở đầu
• Phần 1 : Tổng quan về cơ sở lý luận và lý thuyết
• Chương 1 : Một số khái niệm về phản ứng hữu cơ
• Chương 2 : Phản ứng của ankan
• Chương 3 : Phản ứng của hiđrocacbon thơm – aren
• Chương 4 : Phản ứng của hiđrocacbon không no
• Chương 5 : Phản ứng của dẫn xuất halogen – ancol – phenol
• Chương 6 : Phản ứng của hợp chất cacbonyl
• Chương 7 : Phản ứng của hợp chất chứa nitơ
• Phần 2 : Bài Tập
• Phần 3 : Hướng dẫn giải
• Phần 4 : Thực nghiệm sư phạm
• Phần 5 : Kết luận và đề xuất.
B. NỘI DUNG KHOÁ LUẬN
1. Dàn ý khoá luận.
Phần 1 : Tổng quan về cơ sở lý luận và lý thuyết
Chương 1 : Một số khái niệm về phản ứng hữu cơ
1.1. Phân loại phản ứng hữu cơ
1.1.1. Phân loại theo đặc điểm của sự biến đổi liên kết
1.1.2. Phân loại theo đặc điểm của tác nhân phản ứng
1.1.3. Phân loại theo hướng của phản ứng
1.1.4. Phân loại theo số lượng tiểu phân tham gia vào quá trình quyết định vận
tốc của phản ứng
1.2. Các kiểu phân cắt liên kết cộng hóa trị
1.2.1. Định nghĩa liên kết cộng hóa trị
1.2.3. Các kiểu phân cắt liên kết cộng hóa trị

4. -4-
1.3. Tác nhân nucleophin và tác nhân electronphin của phản ứng
1.3.1. Tác nhân nucleophin của phản ứng
1.3.2. Tác nhân electronphin của phản ứng
1.4. Cơ chế phản ứng
1.4.1. Phản ứng thế
1.4.2. Phản ứng cộng
1.4.3. Phản ứng tách
Chương 2 : Phản ứng của ankan
2.1. Cơ chế phản ứng halogen hóa ankan SR
2.1.1. Phản ứng halogen hóa ankan
2.2.2. Nitro hoá và sunfo hoá ankan
2.2. Khả năng phản ứng tương đối và hướng của phản ứng thế nucleophin
Chương 3 : Phản ứng của hidrocacbon thơm – aren
3.1. Định nghĩa
3.2. Đặc điểm cơ chế SE2 của hidrocacbon thơm
3.3. Cơ chế một số phản ứng thế SE2
3.3.1. Phản ứng nitro hóa
3.3.2. Phản ứng halogen hóa
3.3.3. Phản ứng ankyl hóa
3.3.4. Phản ứng sunfo hóa
3.4. Quy luật thế electronphin vào nhân thơm
Chương 4 : Phản ứng của hiđrocacbon không no
4.1. Định nghĩa
4.2. Cơ chế cộng electronphin
4.3. Một số phản ứng cộng AE của anken
4.3.1. Phản ứng cộng halogen
4.3.2. Phản ứng cộng hidro halogenua

5. -5-
4.3.3. Phản ứng cộng nước vào anken
4.3. Khả năng phản ứng và hướng cộng electronphin
4.3.1.Khả năng phản ứng cộng electronphin
4.3.2.Hướng cộng electronphin
Chương 5 : Phản ứng của halogen, ancol, phenol
5.1. Định nghĩa
5.2. Cơ chế phản ứng thế nucleophin của dẫn xuất halogen, ancol, phenol
5.2.1. Phản ứng thế nucleophin lưỡng phân tử SN2
5.2.1. Phản ứng thế nucleophin lưỡng phân tử SN1
5.2.3. Những phản ứng cụ thể
5.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng thế nucleophin SN1 và SN2
5.4. Phản ứng tách tạo liên kết không no C=C
5.4.1. Cơ chế phản ứng tách đơn phân tử E1
5.4.2. Cơ chế phản ứng tách đơn phân tử E2
5.5. Hướng của phản ứng tách
5.6. Quan hệ giữa phản ứng tách và thế nucleophin
5.6.1. Cấu trúc của gốc hiđrocacbon R
5.6.2. Tác nhân phản ứng Y(-)
5.6.3. Dung môi
5.6.4. Nhiệt độ
Chương 6 : Phản ứng của hợp chất cacbonyl
6.1. Định nghĩa
6.2. Cấu tạo của nhóm cacbonyl
6.3. Phản ứng cộng nucleophin vào nhóm C=O của anđehit và xeton
6.3.1. Cơ chế tổng quát
6.3.2. Các phản ứng cụ thể

6. -6-
6.4. Phản ứng thế nucleophin của axit cacboxylic và dẫn xuất của chúng
6.4.1. Định nghĩa
6.4.2. Cấu tạo nhóm cacboxyl
6.4.3. Phản ứng thế nucleophin của axit cacboxylic và dẫn xuất
Chương 7 : Phản ứng của hợp chất chứa nitơ
7.1. Định nghĩa
7.2. Cấu tạo của nhóm Amino
7.3. Các phản ứng của Amin
7.3.1. Phản ứng với anđehit và xeton
7.3.2. Phản ứng với dẫn xuất của axit
7.3.3. Phản ứng với axit nitrơ ( HNO2 ).
7.3.4. Phản ứng ankyl hóa
7.3.5. Phản ứng sunfonyl hóa
7.3.6. Phản ứng halogen hóa
7.3.7. Phản ứng thế vào nhân thơm của amin thơm
7.4. Các phản ứng của amino axit
7.4.1. Định nghĩa
7.4.2. Các phản ứng của amino axit
Phần 2 : Bài tập
Phần 3 : hướng dẫn giải
Phần 4 : Thực nghiệm sư phạm
Phần 5 : Kết luận và đề xuất.
2. Một số nội dung chính
Phần 1 : Tổng quan về cơ sở lý luận và lý thuyết
• Chương 1 : Một số khái niệm về phản ứng hữu cơ

7. -7-
Cơ chế phản ứng
1.4.1. Phản ứng thế
1.4.1.1. Phản ứng thế electronphin SR.
Phản ứng thế theo cơ chế gốc là phản ứng dây chuyền có ba giai đoạn:
- Giai đoạn khơi mào.
- Giai đoạn phát triển mạch và tạo sản phẩm.
- Giai đoạn tắt mạch và kết thúc phản ứng.
Thí dụ:
Phản ứng clo hóa ankan xảy ra như sau:
+Giai đoạn khơi mào:
Cl2 2Cl
Nhieät hoaëc aùnh saùng (hv)
+Giai đoạn phát triển mạch và tạo sản phẩm:
Cl + R H R + HCl
R + Cl2 RCl + Cl
Cl + R H
+Giai đoạn tắt mạch:
R + Cl RCl
R + R R R
Cl + Cl Cl2
1.4.1.2. Phản ứng thế electronphin SE.
Phản ứng thế electrophin xảy ra qua hai giai đoạn:

8. -8-
E+
E
(1) (2)
H
ionbenzoni
E
+ H
1.4.1.3. Phản ứng thế nucleophin SN .
+ Cơ chế SN2
Cơ chế lưỡng phân tử SN2 thể hiện trong phương trình tốc độ phản ứng có
nồng độ của hai chất tham gia phản ứng. Phản ứng xảy ra một giai đoạn và có
trạng thái chuyển tiếp giữa chất phản ứng và tác nhân Y-
.
Gồm 1 giai đoạn, đi qua TTCT:
Y C X+ Y .... C .... X CY + X(-)
Khi X là OH hoặc OR cần dùng axit để hoạt hoá, chẳng hạn chuyển OH
thành
( )
2O H
+
.
+Hóa lập thể
Xét về án ngữ không gian cũng như độ ổn định của TTCT trong phản ứng
SN2, Y(-)
tấn công C(+)
từ phía không có X thì thuận lợi hơn từ phía có X.
Y
- X
C X
CYY .... .... XC
C
Y
....
....
X
- X
C Y
Như vậy, phản ứng SN2 làm quay cấu hình phân tử.
TTCT bền quay cấu hình
TTCT kém bền giữ nguyên cấu hình
Tấn công của tác nhân
electronphin
Tái tạo hợp chất thơm

9. -9-
Phản ứng bậc 2, v = k[RX][Y-
], tốc độ phản ứng phụ thuộc nồng độ và
bản chất của Y(-)
cũng như RX.
Ở trạng thái chuyển tiếp, liên kết cũ sắp bị đứt và liên kết mới sắp tạo
thành. Tác nhân nucleophin tác kích vào cacbon phía sau của Cl hình thành sản
phẩm.
+ Cơ chế SN1
Nếu không kể đến dung môi, đây là phản ứng đơn phân tử, 2 giai đoạn,
tạo ra R(+)
trung gian ở gian đoạn chậm.
Giai đoạn 1:
C X C+
+ X-
Giai đoạn 2:
C+
+ Y-
C Y
Trong trường hợp X là OH hay OR cần hoạt hoá X bằng H+
hoặc ZnCl2
2
( )
H Cl( )
3 3 3 3 2 3 3 3 3H O
(CH ) C OH (CH ) C O H (CH ) C (CH ) C Cl
+ −
+
+
−
− → − → → −
Thí dụ:
(CH3)3C Br + OH (CH3)3C OH + Br
Trong phương trình tốc độ phản ứng chỉ có nồng độ chất tham gia phản
ứng.
Phương trình tốc độ phản ứng: v = k[CH3)3C-Br]
+Hoá lập thể
R(+)
có cấu trúc phẳng hay gần như phẳng cho nên X mặt tiến công của
Y-
từ 2 phía vào C(+)
phải tương đương nhau, như vậy nếu xuất phát từ RX quang
hoạt (cấu dạng R hoặc S) sau phản ứng được biến thể Raxemic.
Dmpc, gđ chậm
Gđ nhanh

10. -10-
C C + X Y
-Y-
X C C+ -Y-
C CX Y hay C C
X
+
- X-
C C
C Y
CY
giữ nguyên cấu hình
Thực tế, sự raxemic hoá xảy ra không hoàn toàn vì tỷ lệ sảm phẩm quay
cấu hình và giữ nguyên cấu hình thường lớn hơn 1. Đó là vì khi R(+)
kém bền,
X(-)
chưa kịp ra xa, Y(-)
đã tiến công R(+)
và do vậy phải đi vào phía không có X(-
)
. Nếu độ bền của R(+)
tăng lên thì tỷ lệ sản phẩm raxemic sẽ tăng theo.
Như vậy, phản ứng SN1 gây nên sự raxemic hoá và một phần quay cấu
hình.
1.4.2. Phản ứng cộng.
1.4.2.1. Cộng electronphin AE.
+Cơ chế
Phản ứng gồm 2 giai đoạn, quyết định tốc độ chung của phản ứng là giai
đoạn cộng tiểu phân mang điện dương tạo thành sản phẩm trung gian R(+)
:
XY : Hal2, Hal-Hal, HHal, HOH, H2SO4,…
Trước khi tạo thành R(+)
có thể tạo thành phức π giữa C=C và XY. Cơ chế
AE vào nối ba nói chung tương tự cơ chế AE vào nối đôi.
• Phản ứng cộng vào đien liên hợp
quay cấu hình
Raxemic hoá
δ-
δ+
δ-
δ+

11. -11-
C C C C
X Y
X C C C C
+
X C C C C Y
X C C C C
Y
+Hóa lập thể
Phản ứng cộng electronphin thường xảy ra theo kiểu trans hay anti.
C C
Hal
C C
Hal
Hal
C C
Hal
Hal
Tốc độ phản ứng: v = k[anken][E+
]
1.4.2.2. Cộng nucleophin AN.
+Cơ chế
C O + H Y C C
RR
R'
R
R'
R'
O
Y
OH
Y
nhanh-H
+H
Phản ứng cộng xảy ra giữa phân tử X – Y và hợp chất cacbonyl là phản
ứng cộng nuleophin gồm có 2 giai đoạn:
Sự tương tác giữa tác nhân nuleophin Y vào trung tâm mang điện tích
dương của cacbon để tạo thành ion mang điện tích âm trên oxi.
Ion tạo thành sẽ kết hợp với ion dương để tạo thành sản phẩm.
1.4.2.3. Cộng gốc tự do AR.
+Cơ chế
δ+
δ-
Chậm

12. -12-
Cũng như phản ứng SR, phản ứng AR thường là phản ứng dây chuyền:
bước 1 là khơi mào, tạo gốc tự do hoạt động; bước 2 phát triển mạch; bước 3 là
tắt mạch. Các bước 1 và 3 tương tự trong phản ứng SR, bước 2 như sau:
X + C C X C C
X C C + XY X C C Y + X
XY : Cl2, HCl, …….
1.4.3. Phản ứng tách.
1.4.3.1. Phản ứng tách đơn phân tử E1.
+Cơ chế
Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn:
-Chất phản ứng tạo thành cacbocation R+
là giai đoạn chậm (tương tự SN1.
-Tách H+
và tạo nối đôi là giai đoạn nhanh.
Hai giai đoạn, sản phẩm trung gian là R(+)
. Nếu không ghi vai trò rất quan
trọng của dung môi ta có sơ đồ:
C CH X C CH + + X-
C CH + C C + H+
X: -Cl, -Br, -I, -OSO2Ar, ...
+Hoá lập thể
Sản phẩm trung gian R(+)
có cấu trúc phẳng hoặc gần như phẳng. Tuy vậy
kiểu tách trans (anti) thường chiếm ưu thế, vì khi mới hình thành R(+)
tồn tại ở
dạng cặp ion [ R(+)
X(-)
].
chậm
nhanh
n lần

13. -13-
CH3 CH CH CH3 CH3 CH CH CH3
CH3 Br CH3
-Br
CH3 CH CH CH2
CH3
CH3 C CH CH3
CH3
-H
- H
N'
L'
L N
H
.
N' L'
L N
N, N’
: các nhóm thế nhỏ.
L, L’: các nhóm thế lớn.
Về mặt động học v = k[RX].
Những yếu tố làm thuận lợi SN1 nói chung cũng làm thuận lợi cho E1.
Thí dụ:
1.4.3.2. Phản ứng tách lưỡng phân tử E2
Phản ứng xảy ra theo các giai đoạn sau:
+ Tương tác giữa một bazơ mạnh với chất phản ứng hình thành trạng thái
chuyển tiếp.
+ Sự tách loại xảy ra và tạo sản phẩm có liên kết đôi.
+Cơ chế:
E2 là phản ứng tách lưỡng phân tử, một giai đoạn tương tự SN2 và thường
xảy ra song song với SN2.
Y + H C C X Y H C C X YH + C C + X
X: -Cl, -Br, -I,
( )
3N R
+
, -OSO2Ar,...
Y: HO-
, RO-
, NR3,...
+Hoá lập thể
δ-
δ-

14. -14-
E2 ưu tiên tách kiểu trans tức là khi 4 trung tâm tham gia phản ứng (H-C-
C-X) ở trên một mặt phẳng, trong đó các nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị tách
(H và X) ở vị trí anti đối với nhau.
X
R
R
H
Y
X
R
R
H Y
- X
- HY
R
R
X
R
R
H
Y
X
R
R
H Y - X
- HY
R
R
TTCT anti
TTCT syn
Phản ứng tách HHal từ RHal có bậc 2 và cần bazơ mạnh, v = [RHal][Y-
].
Phản ứng tách loại HBr từ C2H5Br dưới tác dụng của
KOH/C2H5OH là một bazơ mạnh để tạo thành etilen có cơ chế như sau:
HO-
C C C C + H2O + Br-
H
H
H
H
Br
H
H
H
H
H
Phần 2 : Bài tập
Trong thời gian nghiên cứu cho phép, chúng tôi đã tiến hành sưu tầm tổng hợp và
xây dựng được phương pháp giải cho phần cơ chế đồng thời có các bài tập ví dụ,
một số bài tập tương tự đẻ học sinh tự luyện.
Bài tập có lời giải: 30 bài tập ví dụ và 15 bài tập tương tự không có lời
giải.
δ-
δ-
δ-
δ-

15. -15-
CH3CH CH2(A) B C D F C C2H5CH3
CH3
OH
Bài 1 : Viết công thức cấu tạo của các anken từ phản ứng đề hiđrat hóa, xúc tác
axit của các ancol sau và cho biết sản phẩm chính
Bài 2 : a. Viết tất cả các đồng phân cấu tạo mạch hở của C5H11Br.
b. Đồng phân nào trải qua phản ứng tách E1 với tốc độ nhanh nhất?
c. Đồng phân nào không có khả năng xảy ra phản ứng tách E2?
d. Đồng phân nào chỉ tạo ra duy nhất một anken theo cơ chế tách E2?
e. Đồng phân nào tạo thành hai anken theo cơ chế E2?
f. Đồng phần nào thành hỗn hợp nhiều anken theo cơ chế E2?
Bài 3: Xác định các chất còn lại trong các sơ đồ sau và nêu cơ chế tạo ra chúng
a. Hoàn thành sơ đồ sau:
B C
A
D C
CH3CH2CH3(A)
b. Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau.
OH
CH3
H+
?
H+
CH3
OH
?
(CH3)3CCH2OH
H+
?
CH2OH
H+
?
CH2OH
H+
?
a.
b.
c.
d.
CH3 CH CH CH3
CH3 OH
H+
?
e.
f.

16. -16-
Phần 3 : Hướng dẫn giải
Bài 1: Hướng dẫn giải
a.
b.
c.
d.
e.
CH2
1-metylxiclopentanol
H+
-H2O
CH3
OH
CH3
1-metylxiclopenten
(spc)
Metylidenxiclopenten
xiclohexylmetanol
CH2OH
H+
-H2O
CH3
1-metylxiclohenxen
(spc)
CH2
Metylidenxiclohexen
2-metylxiclopentanol
OH
CH3
H+
-H2O
CH3 CH3 CH2
1-metylxiclopenten
(spc)
3-metylxiclopenten
Metylidenxiclopenten
CH3 C
CH3
CH2OH
CH3
H+
-H2O
C CHCH3
CH3
CH3
neopentanol 2-metylbut-2-en
(spc)
CH2 C
CH3
CH2CH3
2-metylbut-1-en
CH3 CH CH CH3
CH3OH
H+
-H2O
CH3C=CHCH3
CH3
CH3CHCH=CH2
CH3
2-metylbut-2-en
(spc)
3-metylbut-1-en
CH3
CH2=CCH2CH3
2-metylbut-1-en

17. -17-
f.
Bài 2 : Hướng dẫn giải
a. Các đồng phân mạch hở của C5H11Br
b. Tốc độ phản ứng tách E1 xảy ra càng nhanh khi gốc ankyl có bậc càng cao
(cacbocation tạo thành càng bền), do đó trong 8 đồng phân của C5H11Br thì 2-brom-2-
metylbutan sẽ trải qua phản ứng tách E1 nhanh nhất:
c. Phản ứng tách E2 không có sự chuyển vị do đó đồng phân nào không có H ở Cβ
sẽ không có khả năng xảy ra phản ứng E2. Do đó, trong 8 đồng phân của C5H11Br thì 1-
brom-2,2-đimetylbutan sẽ không có phản ứng E2:
CH2OH
H+
-H2O
xiclobutylmetanol xiclopenten
(spc)
CH3
1-metylxiclobuten
CH2
Metylidenxiclobuten
CH3CH2CHCH2Br
CH3
CH3CHCHCH3
CH3
Br
CH2CHCH2CH2
CH3 Br
1-brom-2-metylbutan 2-brom-3-metylbutan 1-brom-3-metylbutan
CH3CH2CCH3
CH3
Br
2-brom-2-metylbutan
E1
CH3CH=CCH3
CH3
CH3CH2C=CH2
CH3
2-metylbut-2-en
(spc)
2-metylbut-1-en
(spp)
CH3CH2CCH3
CH3
Br
C CH2Br
CH3
CH3
CH3
2-brom-2-metylbutan1-brom-2,2-đimetylpropan
CH3CH2CH2CH2CH2Br CH3CH2CH2CHCH3
Br
1-brompentan
2-brompentan
CH3CH2CHCH2CH3
Br
3-brompentan

18. -18-
C CH2Br
CH3
CH3
CH3
Cβ không có H
1-brom-2,2-đimetylpropan
d. Các đồng phân ankylbromua bậc 1 sẽ tạo ra 1 anken duy nhất:
e. 3-brompentan sẽ trải qua phản ứng tách E2 tạo 2 anken là đồng phân hình học
của nhau:
f. 2-brompentan sẽ trải qua phản ứng tách E2 tạo 3 anken:
Bài 3 : Hướng dẫn giải
a.
CH3CH2CHCH2Br
CH3
CH2CHCH2CH2
CH3 Br
1-brom-2-metylbutan
1-brom-3-metylbutan
E2 CH3CH2C=CH2
CH3
2-metylbut-1-en
E2 CH2CHCH=CH2
CH3
CH3CH2CH2CH2CH2Br
1-brompentan
E2 CH3CH2CH2CH=CH2
pent-1-en
3-metylbut-1-en
E2
CH3CH2CHCH2CH3
Br
3-brompentan
CH3
C2H5
CH3 C2H5
(E)-pent-2-en (Z)-pent-2-en
E2CH3CH2CH2CHCH3
Br
2-brompentan
CH3CH2CH2CH=CH2
pent-1-en
CH3
C2H5
CH3 C2H5
(E)-pent-2-en (Z)-pent-2-en

19. -19-
CH3CH2CH3(A)
+Br2
SR
CH3CHCH3
Br
+KOH/etanol
E2
CH3CH CH2
CH3CHCH3
OH
H+
,t0
E1
CH3CH CH2
H2/Ni
CH3CH2CH3
AE
b.
CH3CH CH2(A) CH3CHCH3
Br
AN
(B)
SN2
CH3CHCH3(C)
OH
E1
CH3CCH3
O
(D)
C2H5MgCl
AN
CH3 C C2H5
CH3
OMgCl
(F)
H+
SN2
CH3 C
CH3
C2H5
OH
Phần 4 : Thực nghiệm sư phạm.
4.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
Đánh giá tình hình dạy và học hóa học hữu cơ trong chương trình hóa học phổ
thông nâng cao.
Thu thập ý kiến của giáo viên và học sinh để hoàn thiện đề tài.
Tìm hiểu khả năng biết vận dụng cơ chế các phản ứng hữu cơ vào việc giải bài
toán hóa học.
• Đánh giá chất lượng nội dung của đề tài.
4.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm
Hệ thống lý thuyết và bài tập liên quan đến cơ chế phản ứng hữu cơ.
4.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Học sinh trường THPT.
Giáo viên giảng dạy bộ môn hóa ở trường phổ thông.
+ Giáo viên giảng dạy bộ môn hoá học trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm –
Đaklak.

20. -20-
+ Giáo viên giảng dạy bộ môn hoá học trường THPT Buôn Ma Thuộc – Đaklak.
+ Giáo viên giảng dạy bộ môn hoá học trường THPT Cưmgar – Đaklak.
4.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
4.4.1. Nhiệm vụ thực nghiệm
Bước 1: Chuẩn bị phương pháp và các dạng bài tập có liên quan tới cơ chế
phản ứng để lồng ghép vào quá trình giảng dạy.
+ Cơ sở lý thuyết phần cơ chế phản ứng hữu cơ trong chương trình hoá học phổ
thông nâng cao.
+ Phiếu điều tra.
+ Đề kiểm tra 15 phút (nội dung lớp 11).
Bước 2: lồng ghép cơ chế phản ứng hữu cơ vào bài dạy cụ thể.
Bước 3: tiến hành điều tra cụ thể đối với HS (đối với các GV thì dùng PP thăm
dò).
Bước 4: Kiểm tra, phân tích và đánh giá kết quả thu được.
4.4.2. Phương pháp.
- Phỏng vấn thu thập ý kiến của học sinh và giáo viên bộ môn hóa ở trường
THPT.
- Thu thập số liệu từ bài kiểm tra của học sinh.
4.4.3. Cách tiến hành.
- Tiến hành phỏng vấn và điều tra đối với giáo viên và học sinh phổ thông.
- Kiểm tra đánh giá việc lồng ghép cơ chế phản ứng hữu cơ vào giảng dạy hóa học
hữu cơ trong chương trình hóa học phổ thông nâng cao.
4.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm.
4.5.1. Kết quả thực nghiệm nội dung đề tài.
+ Thực nghiệm đối với lớp 11A3 (sĩ số 40) và lớp đối chứng là 11A1 (sĩ số 40)
trường THPT Cưmgar.

21. -21-
0
2
4
6
8
10
12
14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Th c nghi m
Đ i ch ng
0
2
4
6
8
10
12
14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Th c nghi m
Đ i ch ng
+ Thực nghiệm đối với lớp 11A2 (sĩ số 43) và lớp đối chứng là 11A3 (sĩ số 43)
trường THPT Buôn Ma Thuộc.
Đối với bài kiểm tra 15 phút về cơ chế các phản ứng hoá học.
Bảng 4.1. Kết quả kiểm tra của HS 2 lớp 11A3 và 11A1
Điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm TBC
Số HS
TN 0 0 0 1 11 11 8 8 3 1 6,23
ĐC 0 3 6 8 13 9 2 2 0 0 4,77
Bảng 4.2. Kết quả kiểm tra của HS 2 lớp 11A2 và 11A3
Điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm TBC
Số HS
TN 0 0 1 1 11 10 9 4 3 1 6,35
ĐC 0 4 5 9 14 5 2 1 0 0 4,53
Hình 4.1: Biểu đồ kết quả kiểm tra lớp
11A3(ĐC) và 11A1(TN)
Hình 4.2: Biểu đồ kết quả kiểm tra lớp
11A2(ĐC) và 11A3(TN)

22. -22-
Bảng 4.3. Phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy của kết quả kiểm tra
Điểm xi
Số HS đạt điểm xi % HS đạt điểm xi % HS đạt điểm xi trở xuống
TN ĐC TN ĐC TN ĐC
1 0 0 0 0 0 0
2 0 7 0 8,4 0 8,4
3 1 11 1,2 13,5 1,2 21,9
4 2 17 2,4 20,5 3,6 42,4
5 22 27 26,5 32,4 30,1 74,8
6 21 14 25,3 16,8 55,4 91,6
7 17 4 20,5 4,8 75,9 96,4
8 12 3 14,5 3,6 90,4 100
9 6 0 7,2 0 97,6
10 2 0 2,4 0 100
∑ 83 83 100 100
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Thực nghiệm
Đối chứng
Hình 4.3. Đồ thị đường tích l lũy điểm số kết quả kiểm tra của 2 nhóm TN và ĐC

23. -23-
Nhận xét kết quả thực nghiệm
- Dựa vào kết quả kiểm tra và biểu đồ kết quả kiểm tra giữa lớp TN và lớp ĐC ta
thấy:
+ Điểm số trên 6 ở lớp thực nghiệm cao hơn (có điểm 9 và 10 ở lớp TN).
+ Sự chênh lệch thể hiện rõ ở những điểm số dưới 4 và trên 6. Dưới 4 thì số HS
lớp đối chứng đạt nhiều hơn, trên 6 thì lớp thực nghiệm đạt nhiều hơn.
- Điểm trung bình chung của lớp TN cao hơn lớp ĐC.
- Đồ thị đường tích lũy điểm số kết quả kiểm tra của lớp TN luôn nằm dưới đường
tích lũy điểm số kết quả kiểm tra của lớp ĐC.
- Tỉ lệ % số HS đạt điểm dưới 6 ở lớp TN và ĐC chênh nhau tới 30,1%.
Như vậy, qua thực nghiệm cho thấy, kết quả ở lớp TN luôn cao hơn so với lớp
ĐC. Từ đó thấy rằng việc hệ thống lý thuyết và lồng ghép cơ chế các phản ứng vào trong
nội dung dạy học mang lại hiệu quả thiết thực, các em đã có cái nhìn trọn vẹn hơn, biết
tìm ra hướng cụ thể của các phản ứng hoá học hiểu bản chất của các phản ứng đó, nó cần
thiết trong việc nâng cao chất lượng dạy và học Hóa học. Tuy nhiên việc đưa vào cần
phải rõ ràng và cụ thể, thời điểm phải hợp lí thì mới mang lại hiệu quả và nhằm nâng cao
kết quả học tập của học sinh đồng thời cũng nâng cao kết quả trong các kì thi học sinh
giỏi và học sinh thi olympic.
4.7. Kết quả điều tra
4.7.1 Thực nghiệm đối với giáo viên
Trong quá trình phỏng vấn giáo viên xoay quanh về vấn đề lồng ghép cơ chế
các phản ứng hữu cơ vào giảng dạy chương trình hoá học phổ thông nâng cao đã có
những ý kiến như sau:

24. -24-
- Ý kiến 1: Trong các đề thi học sinh giỏi hoá học thường có các câu hỏi liên quan đến cơ
chế. Tuy nhiên, trông quá trình học trên lớp thì vấn đề này thường ít được quan tâm.
Nguồn tài liệu tham khảo khó tìm và đọc rất khó hiểu không phù hợp với chương trình
phổ thông. Việc lồng ghép cơ chế vào giảng dạy sẽ làm học sinh hiểu bì hơn và cảm thấy
thích thú hơn khi học về hoá hữu cơ.
- Ý kiến 2: Muốn học sinh giải được các bài tập về hoá cơ chế trước hết cần xây dựng
được cơ sở lí thuyết của các phản ứng hữu cơ. Vì phải xuất phát từ lí thuyết mới xây
dựng được bài tập, việc hệ thống lí thuyết phải súc tích, ngắn gọn, dễ hiểu, không nêu quá
nhiều lí thuyết học sinh sẽ khó hiểu và khó nhớ.
-Ý kiến 3: Việc xây dựng cơ sở lý thuyết và các dạng bài tập về cơ chế phù hợp với
chương trình phổ thông nâng cao là cần thiết và thiết thực làm cho học sinh hiểu thêm về
bản chất các phản ứng vì với học sinh phản ứng hữu cơ là một vấn đề khá khó đối với
học sinh. Hơn nữa trong sách giáo khoa có nêu cơ chế nhưng chỉ nói qua và học sinh khó
hiểu.
- Ý kiến của một số giáo viên khác đa số đều có ý trùng với ý kiến của các giáo viên trên.
Trong quá trình thu thập ý kiến của các giáo viên phổ thông cho thấy việc lồng ghép
cơ chế phản ứng vào giảng dạy là quan trọng. Là phần nội dung không thể thiếu trong các
đề thi học sinh giỏi hoá học hay các cuộc thi olympic hoá học. Muốn giải được các bài
tập về cơ chế phản ứng cần xuất phát từ cơ sở lí thuyết của nó. Việc xây dựng cơ sở lý
thuyết về cơ chế phù hợp với trình độ học sinh phổ thông là rất quan trọng.
4.5.1 Thực nghiệm đối với học sinh.
Đối tượng điều tra là HS ở 3 khối 11 và 12 ở 3 điểm trường thuộc địa bàn tỉnh Đăk
Lăk:
+ 11A1 (40 HS) 11A3 (40 HS), 12A1 (46 HS) thuộc trường THPTCưmgar.

25. -25-
R t khó
Khó
Bình Thư ng
D
R t c n
C n
Ít c n
Không c n
+ 11A2 (43 HS), 11A3 (43 HS), 12A2 (48 HS) thuộc trường THPT Buôn Ma
Thuộc.
+ 11A1 (38 HS), 11A2 (48 HS), 12A1 (40 HS) thuộc trường THPT Nguyễn Bỉnh
Khiêm.
Số
HS
% số
HS
Rất khó 173 44,8
Khó 125 32.4
Bình thường 50 12.9
Dễ 38 9,8
∑ HS điều tra 386
Số
HS
% số
HS
Rất cần 203 52.3
Cần 98 25.3
Ít cần 60 15.2
Không cần 28 7.2
∑ HS điều tra 386
Bảng 4.4. Nhận định của học sinh THPT
khi học hoá hữu cơ
Bảng 4.5. Nhu cầu của học sinh biết thêm
về cơ chế phản ứng
Bảng 4.5. Nhu cầu của học sinh biết thêm
về cơ chế phản ứng
Bảng 4.4. Nhận định của học sinh THPT
khi học hoá hữu cơ

26. -26-
0
10
20
30
40
Xác
đ nh
SP
Cân
b ng
PU
TCHH
khó
nh
Khó
gi i
BT
Khác
% S HS
Xác đ nh SP
Cân b ng PU
TCHH khó nh
Khó gi i BT
Khác
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Giáo viên Sách
tham
kh o
Internet B n bè Khác
% s HS
Số HS % số HS
Giáo viên 309 80,0
Sách tham khảo 206 53,4
Internet 47 12,2
Bạn bè 101 26,2
Khác 32 8,5
∑ HS điều tra 386
Số HS % số HS
Xác định sản phẩm
phản ứng
127 32,9
Viết và cân bằng PT 62 16,0
Tính chất hoá học khó
nhớ
100 25,9
Khó giải bài tập 150 38,9
Khác 37 9,5
∑ HS điều tra 386
Bảng 4.6. Nguồn thông tin về cơ chế
phản ứng
Bảng 4.7. Mức độ các khó khăn mà HS
thường gặp khi học hoá hữu cơ
Hình 4.6. Mức độ các nguồn thông tin về cơ
chế phản ứng
Hình 4.7. Mức độ các khó khăn thường gặp

27. -27-
T hư ng xuyên
khô ng thư ng
xuyên
Í t khi
C hưa t ng
Nhận xét kết quả điều tra
Thông qua phương pháp điều tra thực tế và thu thập thông tin về việc đưa cơ chế
phản ứng hoá học vào giảng dạy hoá học trong chương trình phổ thông nâng cao ở trường
THPT Cưmgar, THPT Buôn Ma Thuộc, THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm trên địa bàn tỉnh
Đăk Lăk, cụ thể tiến hành điều tra đối với HS 2 khối 11 và 12, em rút ra được kết quả
sau:
- Mức độ yêu thích môn hóa học tăng dần từ khối 11 đến khối 12. Nguyên nhân
chủ yếu là các em cảm thấy học hoá hữu cơ rất khó hiểu, bị hỏng kiến thức ở lớp dưới,
chưa nắm được kiến thức lý thuyết, không có thời gian rèn luyện tập giải bài tập (vì đa số
thời gian lên lớp dùng để học lý thuyết). Vì vậy dẫn đến không còn hứng thú đối với môn
học. Ngoài ra, phương pháp giảng dạy của giáo viên cũng là yếu tố quan trọng, ảnh
hưởng đến tâm lí yêu thích môn Hóa học.
Số
HS
% số
HS
Thường xuyên 80 20,7
Không thường
xuyên
160 41,5
Ít khi 90 23,3
Chưa từng 56 14,5
∑ HS điều tra 386
Bảng 4.8. Mức độ các các giáo viên đưa cơ
chế vào giảng dạy
Hình 4.8. Mức độ các các giáo viên đưa cơ
chế vào giảng dạy

28. -28-
- Đa số các vấn đề về cơ chế phản ứng mà các em biết được đều thông qua giáo
viên và sách tham khảo. Tuy nhiên việc vận dụng vào các bài cụ thể là rất khó đối với các
em vì các em chưa biết một cách rạch ròi nên khó áp dụng và khi áp dụng dễ mắc sai sót.
- Các tài liệu viết về cơ chế thì rất ít và rất khó tìm.
- Đa số các tài liệu về cơ chế mà các em tham khảo đều rất khó hiểu và không phù
hợp với trình độ nhận thức của các em.
Như vậy để nâng cao hiệu quả dạy và học môn Hóa học đặc biệt là phần hoá học
hữu cơ cũng như nâng cao chất lượng trong các kì thi học sinh giỏi khu vực, quốc gia,
Olympic thì :
• Các giáo viên THPT cần nắm vững chuyên môn và biết cách phân bố thời gian
dạy hợp lí để HS vừa có thể nắm vững kiến thức lý thuyết vừa có thời gian rèn luyện kĩ
năng giải bài tập, nhất là các bài tập về cơ chế phản ứng.
• Các em HS cần biết cách khái quát các kiến thức đã học một cách ngắn gọn, rèn
luyện thêm các các bài tập, lựa chọn bài tập phù hợp để củng cố kiến thức và rèn luyện kĩ
năng.

29. -29-
PHẦN 5 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
5.1. KẾT LUẬN
Qua khóa luận này, tôi đã được tìm hiểu sâu hơn kiến thức hóa hữu cơ kể cả kiến
thức lý thuyết và một số dạng bài tập về cơ chế phản ứng. Từ đó, tôi rút ra được một số
nhận xét sau:
- Nắm được cơ sở lý luận của cơ chế các phản ứng hóa học, thấy được tác dụng và
vai trò của bài cơ chế phản ứng hoá học đối với việc dạy và học hóa học trong chương
trình hoá học phổ thong nâng cao.
- Nắm được cách phân loại phương pháp giải cho các dạng bài tập có lien quan
đến cơ chế phản ứng hoá học.
- Khi giải các bài tập học sinh không chỉ được ôn lại kiến thức đã học mà còn có
cơ hội tìm hiểu kỹ hơn về kiến thức đó, hiểu được bản chất các phản ứng cũng như các
hiện tượng hóa học thông qua các câu hỏi bài tập cụ thể về cơ chế phản ứng. Ngoài ra còn
phát triển tư duy, sáng tạo cho HS.
- Bên cạnh đó, trong quá trình làm khóa luận đã giúp tôi tăng cường khả năng sử
dụng vi tính, sử dụng các phần mềm để phục vụ cho việc giảng dạy, thực hiện giảng dạy
bằng giáo án điện tử.
- Thông qua thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông cùng với các phương pháp
điều tra thực tế, thu thập và xử lí thông tin bằng xác suất thống kê tôi có thể tìm ra những
khó khăn của học sinh khi học phần hóa học hữu cơ; rút ra sự cần thiết của việc lồng
ghép cơ chế các phản ứng hoá học vào giảng dạy để nâng cao chất lượng dạy và học của
giáo viên và học sinh.
5.2. ĐỀ XUẤT.
Việc lồng ghép cơ chế phản ứng vao giảng dạy có vai trò và có tác dụng quan
trọng đến chất lượng dạy và học hoá học trong chương trình hoá học phổ thông nâng cao.

30. -30-
Hệ thống bài tập cũng như phương pháp giải cụ thể về phần cơ chế phản ứng sẽ giúp học
sinh giải quyết được nhiều khó khăn khi học về hóa học hữu cơ và hiểu được bản chất
của các phản ứng hoá học hữu cơ.
Do đó trong quá trình dạy học, người giáo viên nên:
1. Cần lồng ghép cơ chế phản ứng vào các bài cụ thể.
2. Giáo viên đưa ra các bài tập để học sinh rèn luyện thêm và củng cố lý thuyết về cơ
chế phản ứng.
3. Cần rèn luyện cho học sinh nắm thật vững cơ sở lý thuyết để học sinh có thể đi sâu
vào giải quyết các vấn đề khó hơn.
4. Cần lựa chọn bài tập phù hợp đối với học sinh thi học sinh giỏi hay Olympic sao
cho nêu bật được kiến thức, khắc sâu kiến thức cho học sinh khi đó mới phát huy
tính tích cực của việc giải bài tập.
Ngoài ra, học phần cơ chế phản ứng và bài tập là phần rất quan trọng đối với mỗi
sinh viên Hóa. Tuy nhiên học phần này rất khó hiểu nếu học lý thuyết thì không hiệu quả
Vì vậy, mong Bộ môn có thể tăng thời gian học phần về cơ chế các phản ứng hoá học để
rèn luyện thêm cho sinh viên kỹ năng giải bài tập, vận dụng lý thuyết trong công việc
giảng dạy sau này.

31. -1-
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Trong chương trình hóa học hữu cơ ở bậc phổ thông thường chỉ trình bày
chất đầu và chất cuối của hệ mà không cho biết quá trình hóa học thực hiện như
thế nào, tiến trình phản ứng diễn biến ra sao tức là không nêu lên được cơ chế
phản ứng.
Mặt khác, cơ chế phản ứng là bản chất, cốt lõi của các phản ứng hữu cơ. Có
thể hiểu: “ Cơ chế phản ứng là tập hợp một cách đầy đủ các giai đoạn mà một phản
ứng đã trải qua trong quá trình biến đổi từ chất này đến sản phẩm tạo thành ”. Vì vậy
khi hiểu được cơ chế phản ứng học sinh có thể hiểu được con đường chi tiết mà các
phản ứng có thể đi qua để tạo ra sản phẩm. Từ đó các em dễ dàng viết được chính
xác sản phẩm của một phản ứng.
Tuy nhiên ở bậc phổ thông không hề đề cập tới cơ chế của các phản ứng hữu
cơ nếu có cũng chỉ dừng lại ở một vài thuật ngữ. Vì vậy học sinh phổ thông không
hề được học cơ chế nhưng các em phải viết được sản phẩm của các phản ứng hữu cơ,
chính vì lẽ đó học hóa học hữu cơ trở thành vấn đề khó khăn với học sinh. Còn đối
với giáo viên phổ thông, tuy đã được học ở bậc đạị học nhưng vẫn rất mơ hồ. Vì vậy
ít khi các giáo viên đưa thêm cơ chế của các phản ứng vào bài giảng của mình.
Ngoài ra, với mong muốn góp phần xây dựng nguồn tài liệu tham khảo cho
các giáo viên phổ thông và học sinh đặc biệt là các học sinh giỏi và học sinh thi giải
Olympic thì cơ chế là vấn đề cần thiết, đồng thời cũng là nguồn tài liệu tham khảo
cho bản thân và các bạn sinh viên nghành sư phạm hóa để phục vụ cho công việc
giảng dạy sau này.
Xuất phát từ lý do trên tôi chọn đề tài nghiên cứu : “ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
HỮU CƠ TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC PHỔ THÔNG NÂNG
CAO ”
2. Mục đích nghiên cứu.
Dựa trên nền tảng lý thuyết về cơ chế các phản ứng hữu cơ, các yêu cầu về
kiến thức và kỹ năng của học sinh trong chương trình hóa học lớp 11 và lớp 12 nâng
cao; lý thuyết về các phản ứng hữu cơ để xây dựng nên hệ thống lý thuyết và bài
tập liên quan dến phần cơ chế các phản ứng hữu cơ trong chương trình hóa học phổ
thông nâng cao.

32. -2-
3. Tình hình nghiên cứu.
Đã có nhiều bài viết và công trình nghiên cứu về cơ chế các phản ứng hữu cơ.
Tuy nhiên các đề tài thường hướng đến nghiên cứu cho giáo viên và sinh viên
chuyên ngành trong bậc đại học còn rất ít đề tài nghiên cứu cơ chế của các phản ứng
hữu cơ trong chương trình hóa học phổ thông.
4. Đối tượng nghiên cứu và khách thể nghiên cứu.
4.1. Đối tượng nghiên cứu: Các phản ứng hữu cơ trong chương trình hóa
học lớp 11 và lớp 12 nâng cao bậc THPT.
4.2. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học ở trường phổ thông.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cơ chế các phản ứng hữu cơ.
Nghiên cứu nội dung chương trình hóa học lớp 11 và lớp 12 nâng cao.
Nghiên cứu các phần mềm tin học phục vụ cho việc mô tả cơ chế của các
phản ứng.
Nghiên cứu xây dựng bài tập và cách giải bài tập về phần cơ chế các phản
ứng hữu cơ trong chương trình hóa học lớp 11 và lớp 12 nâng cao.
Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của việc đưa cơ chế
các phản ứng hữu cơ vào giảng dạy hóa học ở các trường THPT.
Tổng kết đề tài và đưa ra các đề xuất.
6. Phạm vi nghiên cứu.
Cơ chế các phản ứng hữu cơ trong chương trình hóa học lớp 11 và lớp 12
nâng cao.
• Các bài tập về cơ chế phản ứng trong đề thi học sinh giỏi hoá học, và học
sinh giỏi Olympic.

33. -3-
RX R.
+ X.
RX R+
+ X-
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1 :MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ PHẢN ỨNG HỮU CƠ
1.1. Phân loại phản ứng hữu cơ. [1,2,6,10]
Các phản ứng hữu cơ được phân lọai theo nhiều cách khác nhau : Theo đặc
điểm của sự biên đổi liên kết, theo đặc điểm của tác nhân phản ứng, theo đặc điểm
của các tiểu phân tham gia vào quá trình quyết điịnh tốc độ phản ứng, theo hướng
của phản ứng hay phối hợp tất cả các cách nói trên.
1.1.1. Phân loại theo đặc điểm của sự biến đổi liên kết.
Các phản ứng thông thường xảy ra bằng cách làm đứt liên kết cộng hóa trị cũ
tạo thành liên kết cộng hóa trị mới. Một liên kết cộng hóa trị có thể đứt theo hai cách
khác nhau.
Cách thứ nhất, sau khi liên kết cộng hóa trị bị đứt mỗi nguyên tử đem theo
một electron của đôi electron liên kết. Khi đó trong môi trường phản ứng xuất hiện
gốc tự do hay nguyên tử hoạt động.
Cách phân cắt liên kết như vậy gọi là phân cắt đồng li phẩn ứng tương ứng
đươc gọi là phẩn ứng đồng li hay phản ứng gốc tự do.
Theo cách thứ hai, sau khi liên kết cộng hóa trị bị đứt thì đôi electron liên kết
ở lại một nguyên tử, còn nguyên tử kia không đem theo một electron liên kết nào.
Cách phân cắt liên kết như vậy gọi là phân cắt dị li phẩn ứng tương ứng đươc
gọi là phản ứng dị li hay phản ứng gốc ion.
1.1.2. Phân loại theo đặc điểm của tác nhân phản ứng.
Những tác nhân phản ứng (Y-
) là các anion, các phân tử trung hòa trong dó có
nguyên tử còn cặp electron tự do có thể cho đi một cách dễ dàng, một số phân tử có
chứa electron π có ái lực mạnh đối với trung tâm mang điện tích dương.

34. -4-
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
C2H5OH
H2SO4
1700
C
CH2 CH2 + H2O
Những tác nhân như vậy gọi là tác nhân nucleophin ( tác nhân ái nhân ). Phản
ứng xảy ra với sự tham gia của tác nhân nucleophin gọi là phản ứng nucleophin.
Các tác nhân là các ion dương, những phân tử chứa nguyên tử không có bát
tử đầy đủ ( axit lewis ), các phân tử bị phân cực dưới ảnh hưởng của môi trường
phản ứng thường có ái lực với trung tâm mang điện tích âm.
Đó là tác nhân electronphin ( tác nhân ái điện tử ). Phản ứng xảy ra với sự
tham gia của tác nhân electronphin gọi là phản ứng electrophin .
1.1.3. Phân loại theo hướng của phản ứng.
Theo cách này người ta chia các phản ứng hữu cơ thành phản ứng thế, phản
ứng cộng hợp, phản ứng tách.
Phản ứng thế ( kí hiệu là S ) là phản ứng trong đó một nguyên tử hay một
nhóm nguyên tử trong phân tử này được thay thế bằng một nguyên tử hay nhóm
nguyên tủ khác. Thí dụ:
Ở đây một nguyên tử hiđro trong phân tử metan được thay thế bằng nguyên
tử clo.
Phản ứng cộng hợp (kí hiệu là A) là phản ứng trong đó hai hay nhiều nguyên
tử kết hợp với nhau tạo thành phân tử mới. Thí dụ phản ứng cộng hợp phân tử hiđro
vào phân tử etylen để tạo thành phân tử etan.
CH2 CH2 + H2 CH3 CH3
Phản ứng tách (kí hiệu là E) là phản ứng trong đó một phân tử bị loại đi một
nguyên tử hay nhóm nguyên tử để tạo thành hợp chất mới có nối kép. Thí dụ phản
ứng loại nước của ancol etylic để tạo thành etylen.
Trong các loại phản ứng, trên tùy thuộc vào đặc điểm của tác nhân phản ứng
chúng còn có thể được chia chi tiết và cụ thể hơn. Chẳng hạn, phản ừng thế gồm
phản ứng thế gốc SR, phản ứng thế electronphin SE, phản ứng thế nucleophin SN.
Cần chú ý thêm rằng, trong quá trình phản ứng của ba loại phản ứng trên đều
có thể xảy ra sự đổi chỗ một nguyên tử hay một nhóm nguyên tử trong phân tử được
gọi là “ sự chuyển vị ” . Sự chuyển vị cũng có thể được coi là loại phản ứng thứ tư.

35. -5-
1.1.4. Phân loại theo số lượng tiểu phân tham gia vào quá trình quyết định vận
tốc của phản ứng.
Theo cách này người ta phân chia thành phản ứng đơn phân tử, phản ứng
lưỡng phân tử, phản ứng tam phân tử, phản ứng đa phân tử.
1.2. Các kiểu phân cắt liên kết cộng hóa trị.[1, 2, 6, 10]
1.2.1. Định nghĩa liên kết cộng hóa trị.
Liên kết hóa học được thực hiện bằng những cặp điên tử dùng chung gọi là
liên kết cộng hóa trị. Cặp điện tử này tất nhiên phải có spin ngược chiều nhau và khi
đó nó thuộc về cả hai nguyên tử.
1.2.1. Một số đặc điểm của liên kết cộng hóa trị.
1.2.1.1. Độ dài liên kết.
Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được rằng, khoảng cách giũa hai hạt
nhân nguyên tử trong liên kết cộng hóa trị là một đạị lượng không đổi.Khoảng cách
đó người ta gọi là độ dài liên kết. Độ dài liên kết kí hiệu là d đơn vị tính là angstrom
(A0
) hay nanomet (nm).
Độ dài liên kết không phải tổng bán kính của 2 nguyên tử mà là tổng bán kính
cộng hóa trị của hai nguyên tử liên kết với nhau.
Các công trình nghiên cứu đã chứng tỏ rằng, sự xen phủ giữa hai nguyên tử
càng nhiều độ dài liên kết càng ngắn, liên kết càng bền, càng bị khó phá vỡ.
1.2.1.2. Độ phân cực của liên kết.
Trong liên kết cộng hóa trị, nếu obital phân tử có cấu tạo cân đối, nghĩa là
mật độ điện tử của obital phân tử phân bố đều giữa hai hạt nhân, trọng tâm điện tích
âm và dương trùng nhau thì liên kết là không phân cực.
Liên kết cộng hóa trị không cực chỉ tạo giữa hai nguyên tử của cùng môt
nguyên tố. Thí dụ H-H trong phân tử H2, Cl- Cl trong phân tử Cl2…
Trong trường hợp nếu obital phân tử có cấu tạo không cân đối, nghĩa là mật
độ điện tử của obital phân tử lệch về phía một trong hai nguyên tử thí liên kết đó là
phân cực.
Liên kết cộng hóa trị phân cực được tạo thành do các nguyên tử có độ âm
điện khác nhau liên kết với nhau.

36. -6-
CH3 CH Br CH3 CH + Br
CH3
Isopropyl bromua Cation isopropyl
CH3
2(C6H5)3C H + 2Na 2(C6H5)3C + 2Na + H2
Triphenyl metan Anion triphenylmetyl
Độ phân cực của liên kết được quyết định trước hết bởi độ âm điện của các
nguyên tử liên kết với nhau. Hai nguyên tử có độ âm điện chênh lệch nhau càng lớn
liên kết với nhau thì liên kết đó càng phân cực và ngược lại.
1.2.3. Các kiểu phân cắt liên kết cộng hóa trị.
1.2.3.1. Sự cắt đứt liên kết, kiểu cắt đứt liên kết.
Sự phá vỡ và hình thành liên kết trong phân tử hữu cơ có thể xảy ra theo 2
kiểu:
- Phân cắt dị li ( phân cắt phân cực ).
- Phân cắt đồng li ( phân cắt không phân cực )
1.2.3.2. Phân cắt dị li.
Khi phản ứng hữu cơ xảy ra, liên kết C – X ( X: Cl, Br, OH, H,…) có thể bị
phân cắt về một phía nào đó ( C hoặc X ) sao cho cặp electron liên kết thuộc hẳn về
một trong hai nguyên tử vốn liên kết với nhau.
Phân cắt dị li có hai kiểu:
Sự phân cắt dị li ở phía nguyên tử X sẽ tạo thành một cation mà điện tích
dương cation chủ yếu ở từ cacbon, cation đó được gọi là cabocation, kí hiệu R+
.
Thí dụ:
Sự phân cắt dị li ở phía nguyên tử C sẽ sinh ra từ một anion mà điện tích âm
chủ yếu ở từ nguyên tử cacbon. Anion đó được gọi là cacbanion, kí hiệu R-
.
Thí dụ:
Thí dụ:
Cabocation và cacbanion thường không bền. Độ bền của cabocation và
cacbanion sẽ phụ thuộc vào cấu trúc của chúng: những yếu tố, những hiệu ứng
electron nào làm giải tỏa ( giảm bớt ) điện tích dương hoặc âm ở nguyên tử cacbon
thì sẽ làm cho cabocation và cacbanion bền hơn.

37. -7-
CH3 < CH2CH3 < CH(CH3)2 < C(CH3)3
CH2 CH CH3 < CH2 CH CH2 < CH2 C6H5
CH3 < CH2CH3 < CH(CH3)2 < C(CH3)3
CH2CH2CH3 < CH2CH CH2 < CH2C6H5
1.2.3.3. Phân cắt đồng li.
Trong phản ứng hữu cơ, liên kết cộng hóa trị C–X ( X: -H, -C, -I,…) có thể bị
phân cắt sao cho mỗi nguyên tử liên kết vẫn còn giữ được một electron vốn ở liên
kết đó.
Tiểu phân mang electron độc thân được gọi là gốc tự do và thường được gọi
đơn giản là gốc, kí hiệu R+
.
Thí dụ:
Cl Cl 2Cl
CH3 H + Cl CH3 + HCl
Các gốc tự do thường không bền, chúng chỉ tồn tại trong một thời gian rất
ngắn. Chúng sẽ trở nên bền hơn ( thời gian sống dài hơn ) nếu electron độc thân
được giải tỏa.
Thí dụ
1.3. Tác nhân nucleophin và tác nhân electronphin của phản ứng.[1,2,6,12].
1.3.1. Tác nhân nucleophin của phản ứng.
Những tác nhân phản ứng (Y-
) là các anion, các phân tử trung hòa trong đó có
nguyên tử còn cặp electron tự do có thể cho đi một cách dễ dàng, một số phân tử có
chứa electron π có ái lực mạnh đối với trung tâm mang điện tích dương. Những tác
nhân như vậy gọi là tác nhân nucleophin ( tác nhân ái nhân ).
1.3.2. Tác nhân electronphin của phản ứng.
Các tác nhân là các ion dương, những phân tử chứa nguyên tử không có bát
tử đầy đủ ( axit lewis ), các phân tử bị phân cực dưới ảnh hưởng của môi trường
phản ứng thường có ái lực với trung tâm mang điện tích âm. Đó là tác nhân
electronphin ( tác nhân ái điện tử ).

38. -8-
1.4. Cơ chế phản ứng.[ 1, 2, 6, 7, 12]
1.4.1. Phản ứng thế.
1.4.1.1. Phản ứng thế gốc tự do SR.
Phản ứng thế theo cơ chế gốc là phản ứng dây chuyền có ba giai đoạn:
- Giai đoạn khơi mào.
- Giai đoạn phát triển mạch và tạo sản phẩm.
- Giai đoạn tắt mạch và kết thúc phản ứng.
Thí dụ:
Phản ứng clo hóa ankan xảy ra như sau:
+Giai đoạn khơi mào:
Cl2 2Cl
Nhieät hoaëc aùnh saùng (hv)
+Giai đoạn phát triển mạch và tạo sản phẩm:
Cl + R H R + HCl
R + Cl2 RCl + Cl
Cl + R H
+Giai đoạn tắt mạch:
R + Cl RCl
R + R R R
Cl + Cl Cl2
1.4.1.2. Phản ứng thế electronphin SE.
Phản ứng thế electrophin xảy ra qua hai giai đoạn:
E+
E
(1) (2)
H
ionbenzoni
E
+ HTấn công của tác nhân
electronphin
Tái tạo hợp chất thơm

39. -9-
Thí dụ: Nitro hóa benzen bằng hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đậm đặc, trong phản
ứng này tác nhân electrophin trực tiếp tấn công vòng benzen là NO2
+
sinh ra sản
phẩm trung gian là một cation vòng …
1.4.1.3. Phản ứng thế nucleophin SN .
Khái niệm chung: Phản ứng thế nuclêophin SN xảy ra bằng sự tấn công của
tác nhân nuclêophin vào trung tâm thiếu eletron và sự phân cắt anionit của nhóm đi
ra (X) cùng với cặp e của mình (X:).
Y(-)
+ R-X R-Y + X(-)
Trong đó :
X: -I, -Cl, -Br, -OH, -OSO2Ar,…
Y: OH-
, RO-
, RCOO-
, I-
,...
Phản ứng thế nucleophin xảy ra theo hai cơ chế chính: phản ứng thế
nucleophin một giai đoạn lưỡng phân tử SN2 và phản ứng thế nuleophin hai giai
đoạn đơn phân tử SN1.
+ Cơ chế SN2
Cơ chế lưỡng phân tử SN2 thể hiện trong phương trình tốc độ phản ứng có
nồng độ của hai chất tham gia phản ứng. Phản ứng xảy ra một giai đoạn và có trạng
thái chuyển tiếp giữa chất phản ứng và tác nhân Y-
.
Gồm 1 giai đoạn, đi qua TTCT:
Y C X+ Y .... C .... X CY + X(-)
Khi X là OH hoặc OR cần dùng axit để hoạt hoá, chẳng hạn chuyển OH
thành
( )
2O H
+
.
+Hóa lập thể
Xét về án ngữ không gian cũng như độ ổn định của TTCT trong phản ứng
SN2, Y(-)
tấn công C(+)
từ phía không có X thì thuận lợi hơn từ phía có X.

40. -10-
Y
- X
C X
CYY .... .... XC
C
Y
....
....
X
- X
C Y
Như vậy, phản ứng SN2 làm quay cấu hình phân tử.
Phản ứng bậc 2, v = k[RX][Y-
], tốc độ phản ứng phụ thuộc nồng độ và bản
chất của Y(-)
cũng như RX.
Ở trạng thái chuyển tiếp, liên kết cũ sắp bị đứt và liên kết mới sắp tạo thành.
Tác nhân nucleophin tác kích vào cacbon phía sau của Cl hình thành sản phẩm.
+ Cơ chế SN1
Nếu không kể đến dung môi, đây là phản ứng đơn phân tử, 2 giai đoạn, tạo
ra R(+)
trung gian ở gian đoạn chậm.
Giai đoạn 1:
C X C+
+ X-
Giai đoạn 2:
C+
+ Y-
C Y
Trong trường hợp X là -OH hay -OR cần hoạt hoá X bằng H+
hoặc ZnCl2
2
( )
H Cl( )
3 3 3 3 2 3 3 3 3H O
(CH ) C OH (CH ) C O H (CH ) C (CH ) C Cl
+ −
+
+
−
− → − → → −
Thí dụ:
(CH3)3C Br + OH (CH3)3C OH + Br( )
Trong phương trình tốc độ phản ứng chỉ có nồng độ chất tham gia phản ứng.
Dmpc, gđ chậm
Gđ nhanh
TTCT bền quay cấu hình
TTCT kém bền giữ nguyên cấu hình

41. -11-
Phương trình tốc độ phản ứng: v = k[CH3)3C-Br]
+Hoá lập thể
R(+)
có cấu trúc phẳng hay gần như phẳng cho nên X mặt tiến công của Y-
từ
2 phía vào C(+)
phải tương đương nhau, như vậy nếu xuất phát từ RX quang hoạt
(cấu dạng R hoặc S) sau phản ứng được biến thể Raxemic.
- X-
C C
C Y
CY
giữ nguyên cấu hình
Thực tế, sự raxemic hoá xảy ra không hoàn toàn vì tỷ lệ sảm phẩm quay cấu
hình và giữ nguyên cấu hình thường lớn hơn 1. Đó là vì khi R(+)
kém bền, X(-)
chưa
kịp ra xa, Y(-)
đã tiến công R(+)
và do vậy phải đi vào phía không có X(-)
. Nếu độ bền
của R(+)
tăng lên thì tỷ lệ sản phẩm raxemic sẽ tăng theo.
Như vậy, phản ứng SN1 gây nên sự raxemic hoá và một phần quay cấu hình.
1.4.2. Phản ứng cộng.
1.4.2.1. Cộng electronphin AE.
Phản ứng cộng xảy ra giữ phân tử E – Y và chất phản ứng có liên kết bội là
phản ứng cộng electrophin gồm có hai giai đoạn:
Tác nhân E(+)
tương tác với chất phản ứng tạo thành cabocation R(+)
Tương tác giữa R(+)
với Y(-)
tạo thành sản phẩm cộng hợp.
+Cơ chế
Phản ứng gồm 2 giai đoạn, quyết định tốc độ chung của phản ứng là giai đoạn
cộng tiểu phân mang điện dương tạo thành sản phẩm trung gian R(+)
:
XY : Hal2, Hal-Hal, HHal, HOH, H2SO4,…
Trước khi tạo thành R(+)
có thể tạo thành phức π giữa C=C và XY. Cơ chế AE
vào nối ba nói chung tương tự cơ chế AE vào nối đôi.
quay cấu hình
Raxemic hoá

42. -12-
• Phản ứng cộng vào đien liên hợp
+Hóa lập thể
Phản ứng cộng electronphin thường xảy ra theo kiểu trans hay anti.
C C
Hal
C C
Hal
Hal
C C
Hal
Hal
Tốc độ phản ứng: v = k[anken][E+
]
1.4.2.2. Cộng nucleophin AN.
Nhóm cacbonyl là một nhóm chưa no và luôn luôn phân cực về phía nguyên
tử oxi nên nó thường tham gia phản ứng cộng và nhất là phản ứng cộng nuleophin.
Phản ứng cộng xảy ra giữa phân tử H – Y và hợp chất cacbonyl là phản ứng
cộng nuleophin gồm có 2 giai đoạn:
+Cơ chế
C O + H Y C C
RR
R'
R
R'R'
O
Y
OH
Y
nhanh-H
+HChậm
δ-
δ+
δ-
δ+
C C + X Y
-Y-
X C C+ -Y-
C CX Y hay C C
X
+
δ+
δ-
C C C C
X Y
X C C C C
+
X C C C C Y
X C C C C
Y

43. -13-
Phản ứng cộng xảy ra giữa phân tử X – Y và hợp chất cacbonyl là phản ứng
cộng nuleophin gồm có 2 giai đoạn:
Sự tương tác giữa tác nhân nuleophin Y-
vào trung tâm mang điện tích dương
của cacbon để tạo thành ion mang điện tích âm trên oxi.
Ion tạo thành sẽ kết hợp với ion dương để tạo thành sản phẩm.
Tỉ lệ 2 sản phẩm đồng phân phụ thuộc kích thước các nhóm thế trong hợp
chất cacbonyl và tác nhân.
Ảnh hưởng của cấu trúc đến khả năng phản ứng AN
- Hiệu ứng e: Theo cơ chế phản ứng, khả năng phản ứng của nhóm C=O sẽ
càng cao nếu δ+ ở cacbon càng lớn và điện tích âm ở TTCT càng được giải toả. Như
vậy, nhóm thế hút e ( CCl3, CF3,… ) làm tăng khả năng phản ứng, trái lại, nhóm đẩy
e ( - CH3,- C2H5,… ) làm giảm khả năng phản ứng.
Khác với phản ứng AE, phản ứng AR xảy ra khi chiếu sáng hoặc khi có chất
khơi mào như oxi, peoxit,...có thể thực hiện phản ứng AR ở tướng khí hoặc trong
dung môi không phân cực.
1.4.2.3. Cộng gốc tự do AR.
+Cơ chế
Cũng như phản ứng SR, phản ứng AR thường là phản ứng dây chuyền: bước 1
là khơi mào, tạo gốc tự do hoạt động; bước 2 phát triển mạch; bước 3 là tắt mạch.
Các bước 1 và 3 tương tự trong phản ứng SR, bước 2 như sau:
X + C C X C C
X C C + XY X C C Y + X
XY : Cl2, HCl, …….
+Hướng cộng AR
Phản ứng AR diễn ra theo hướng tạo thành gốc tự do trung gian tương đối
bền.
n lần

44. -14-
Gốc tự do X •
tấn công vào vị trí nào thuận lợi về mật độ e.
Như vậy, sản phẩm phản ứng AR khác với sản phẩm phản ứng AE , tuy cả 2
phản ứng đều diễn ra theo hướng tạo sản phẩm trung gian tương đối bền.
1.4.3. Phản ứng tách.
Phản ứng tách của các dẫn xuất halogen có thể diễn ra theo 2 cơ chế: E1 hoặc
E2.
1.4.3.1. Phản ứng tách đơn phân tử E1.
+Cơ chế
Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn:
-Chất phản ứng tạo thành cacbocation R+
là giai đoạn chậm (tương tự SN1.
-Tách H+
và tạo nối đôi là giai đoạn nhanh.
Hai giai đoạn, sản phẩm trung gian là R(+)
. Nếu không ghi vai trò rất quan
trọng của dung môi ta có sơ đồ:
X: -Cl, -Br, -I, -OSO2Ar, ...
+Hoá lập thể
Sản phẩm trung gian R(+)
có cấu trúc phẳng hoặc gần như phẳng. Tuy vậy
kiểu tách trans (anti) thường chiếm ưu thế, vì khi mới hình thành R(+)
tồn tại ở dạng
cặp ion [ R(+)
X(-)
].
- H
N'
L'
L N
H
.
N' L'
L N
N, N’
: các nhóm thế nhỏ.
chậm
C CH X C CH + + X-
nhanh
C CH + C C + H+

45. -15-
CH3 CH CH CH3 CH3 CH CH CH3
CH3 Br CH3
-Br
CH3 CH CH CH2
CH3
CH3 C CH CH3
CH3
-H
L, L’: các nhóm thế lớn.
Về mặt động học v = k[RX].
Những yếu tố làm thuận lợi SN1 nói chung cũng làm thuận lợi cho E1.
Thí dụ:
1.4.3.2. Phản ứng tách lưỡng phân tử E2
Phản ứng xảy ra theo các giai đoạn sau:
+ Tương tác giữa một bazơ mạnh với chất phản ứng hình thành trạng thái
chuyển tiếp.
+ Sự tách loại xảy ra và tạo sản phẩm có liên kết đôi.
+Cơ chế:
E2 là phản ứng tách lưỡng phân tử, một giai đoạn tương tự SN2 và thường
xảy ra song song với SN2.
X: -Cl, -Br, -I, -
( )
3N R
+
,- OSO2Ar,...
Y: HO-
, RO-
, NR3,...
+Hoá lập thể
E2 ưu tiên tách kiểu trans tức là khi 4 trung tâm tham gia phản ứng (H-C-C-
X) ở trên một mặt phẳng, trong đó các nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị tách (H và
X) ở vị trí anti đối với nhau.
δ-
δ-
δ-
Y + H C C X Y H C C X YH + C C + X

46. -16-
X
R
R
H
Y
X
R
R
H Y
- X
- HY
R
R
X
R
R
H
Y
X
R
R
H Y - X
- HY
R
R
TTCT anti
TTCT syn
Phản ứng tách HHal từ RHal có bậc 2 và cần bazơ mạnh, v = [RHal][Y-
].
Phản ứng tách loại HBr từ C2H5Br dưới tác dụng của KOH/C2H5OH là một
bazơ mạnh để tạo thành etilen có cơ chế như sau:
HO-
C C C C + H2O + Br-
H
H
H
H
Br
H
H
H
H
H
δ-
δ-
δ-

47. -17-
X + R H R + HX
R + X2 RX + X
X + R H
CHƯƠNG 2 : PHẢN ỨNG CỦA ANKAN
2.1. Cơ chế phản ứng halogen hóa ankan SR.[ 1, 2, 6, 7, 10, 12]
R H + X2 R X + HX (X : F, Cl, Br, I)
Cơ chế phản ứng : phản ứng diển ra theo cơ chế gốc SR gồm 3 giai đoạn
+ Giai đoạn khơi mào : phân tử halogen hấp thụ ánh sáng bị phân cắt thành 2
nguyên tử halogen.
X2 2X
Nhieät hoaëc aùnh saùng (hv)
+ Giai đoạn phát triển: Nguyên tử halogen rât hoạt động nên lấy đi 1 nguyên
tử hiđro của ankan tạo thành HX.
+ Giai đoạn tắt mạch: các nguyên tử và gốc tự do kết hợp với nhau tạo thành
các phân tử bền vững.
R + X RX
R + R R R
X + X X2
Kết quả tạo ra nhiều chất khác nhau tùy thuộc vào lượng chất tham gia phản
ứng,
Khả năng phản ứng của các halogen
F2 > Cl2 > Br > I2
Flo phản ứng xẩy ra mãnh liệt phản ứng hủy, với iot phản ứng xẩy ra yếu,
thuận nghịch nên thường dùng clo hoặc brom.
2.1.1. Phản ứng halogen hóa ankan.

48. -18-
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
hv
CH4 + 2Cl2 CH2Cl2 + 2HCl
hv
CH4 + 3Cl2 CHCl3 + 3HCl
hv
CH4 + 4Cl2 CCl4 + 4HCl
hv
CH4+ Br2 CH3Br + HBr
CH3I + HI
>3000C
CH4 + I2
Clo hóa metan được thực hiện dẽ dàng khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp
metan và clo đến 2000
c tạo thành hỗn hợp sản phẩm thế 1, 2, 3 hoặc cả 4 nguyên tử
H thành Clo
Thí dụ: Clo hóa CH4
Ở giai đoạn (1) xảy ra sự phá vỡ phân tử clo thành các gốc tự do cần một
năng lượng để phá vỡ liên kết. Năng lượng đó được cung cấp bằng sự đun nóng
hoặc chiếu sáng. Gốc tự do Cl•
cũng giống như các gốc tự do khác có khả năng
phản ứng rất mạnh và do đó nó tìm cách kết hợp với một electron để làm đầy lớp 8
điện tử của mình. Để đạt được điều đó gốc Cl•
cần phải va chạm với các nguyên tử
hoặc các phân tử khác. Vì vậy chỉ có sự va chạm với phân tử mêtan mới dẫn đến
việc tạo thành một gốc tự do mới ( giai đoạn 2 ). Gốc metyl CH3
•
mới sinh ra cũng
tương tự như gốc clo tìm cách làm đầy lớp 8 điện tử của mình bằng sự va chạm với
các phân tử hoặc nguyên tử khác. Sự va chạm cũng chỉ có ý nghĩa với phân tử clo vì
mới tạo thành metylclorua và Cl•
( giai đoạn 3 ). Gốc tự do clo mới sinh ra này lại
tham gia vào phản ứng (2), tiếp theo là phản ứng (3). Quá trình này được lặp đi lặp
lại nhiều lần tạo thành nhiều phân tử metylclorua.
% mol của các dẫn xuất clo thu được phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ mol của clo
và metan trong hỗn hợp đầu. Tỉ lệ này càng lớn thì % mol các dẫn xuất policlo càng
cao.
Brom hóa metan xảy ra chậm hơn và tỏa ít nhiệt hơn nên dễ khống chế ở giai
đoạn mono brom hóa.
Metyl bromua
Iot hóa metan xảy ra hầu như không đáng kể ngay cả khi ở nhiêt độ trên
3000
c.Ở nhiệt độ cao hơn thì phản ứng ngược lại chiếm ưu thế.

49. -19-
CH3 CH2 CH3 + Br2
CH3 CHBr CH3 + HBr
hv (3%)
(97%)
CH3 CH2 CH3 + Cl2
CH3 CH2 CH2Cl + HCl
CH3 CHCl CH3 + HCl
hv (43%)
(57%)
CH3 CH2 CH2Br + HBr
R H + HNO3
t0
R NO2 + H2O
Ankan nitroankan
R H + SO2
t0
R SO2Cl + HCl+ Cl2
Ankansunfonyl clorua
Brom hóa ankan xảy ra với tốc độ chậm hơn nhiều so với clo hóa vì thế độ
chọn lọc cao hơn nhiều, brom hóa ankan gần như chỉ thu được dẫn xuất thế ở cacbon
bậc cao.
2.2.2. Nitro hoá và sunfo hoá ankan.
Các phản ứng này xảy ra theo cơ chế gốc cho ta hợp chất nitro và
ankansunfonic.
2.2. Khả năng phản ứng tương đối và hướng của phản ứng thế nucleophin.[10,
12]
Xét các phản ứng halogen hoá các hợp chất sau:
CH4
Cl2
CH3
. Cl2
CH3Cl
CH3CH3
Cl2
CH3CH3
. Cl2
CH3CH2Cl
CH3 CH2 CH3
CH3 CH2 CH2
CH3 CH CH3
Cl
Cl
CH3 CH2 CH2Cl
CH3 CHCl CH3
Cl
Cl

50. -20-
CH3CH2CH2CH3
Cl2,as
CH3CH2CH2CH2Cl + CH3CH2CHClCH3
n-butylclorua isobutylclorua
C
CH3
CH3
CH3
> CH3 C
CH3
H
> C
H
H
H
Trong phản ứng của propan với clo, gốc propyl được tạo thành khi tách đi
một hiđrô bậcI, isopropyl được tạo thành khi tách hiđrô bậc II. Ta nhận thấy rằng
trong phân tử propan có 6 hiđrô bậc I và 2 hiđrô bậc II nên xác suất va chạm của Cl.
với các loại hiđrô này là 6:2 (hay 3:1) có nghĩa là sản phẩm propyl clorua:
isopropylclorua là 3:1. Nhưng trong thực tế tỷ lệ thu được là 1:1 (45:55). Nghĩa là
isopropylclorua được tạo thành vào khoảng 3 lần nhiều hơn là propyl clorua. Bằng
sự khảo sát tương tự người ta đã đi đến kết luận rằng khả năng tham gia phản ứng
halogen hoá của các nguyên tử hiđro biến đổi theo dãy sau:
Hiđrô bậc I < Hiđrô bậc II < Hiđrô bậc III
Ở nhiệt độ phòng tỷ lệ đó vào khoảng 5,0:3,8:1,0
Ta có tỉ lệ sản phẩm:
Khả năng tham gia phản ứng của hyđrô với brôm xảy ra theo tỷ lệ
HI : HII : HIII = 1600 : 82 : 1.
Sở dĩ khả năng tham gia phản ứng của các loại hiđro trong phản ứng halogen hoá
thay đổi như trên là vì do ảnh hưởng của hiệu ứng +I của các nhóm ankyl nên dẫn đến đ
ộ bền của các gốc tự do biến đổi như sau:
n-butylclorua
isobutylclorua
=
Số hidro bậc I
Số hidro bậc II
x
Khả năng phản ứng của hidro bậc I
Khả năng phản ứng của hidro bậc II

51. -21-
E
H
E
H
E
H
E
H
CHƯƠNG 3 : PHẢN ỨNG CỦA HIDROCACBON THƠM – AREN
3.1. Định nghĩa.[ 1, 2, 6, 10,13]
Hiđrocacbon thơm là những hiđrocacbon chứa vòng benzen vì vậy chúng thể
hiện tính thơm, dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng, khó bị oxi
hóa. Đặc trưng nhất là phản ứng thế theo cơ chế electrophin.
Trong phân tử hiđrocacbon thơm có thể có một vòng hoặc nhiều vòng, trong
phần này chỉ khảo sát hiđrocacbon thơm một vòng.
3.2. Đặc điểm cơ chế SE2 của hidrocacbon thơm.[ 1, 2, 6, 7, 8, 10, 12, 13]
Phản ứng thế electronphin vào nhân thơm là phản ứng chủ yếu để biến
benzen thành các dẫn xuất của nó. Tất cả các phản ứng SE2Ar đều diễn ra theo cùng
một con đường và bắt đầu bằng sự tấn công của tác nhân electron phin ( tiểu phân
mang điện tích dương ) như + + + +
2 3 3Br ,NO ,SO H ,SO ....vào hệ thống electron π thơm
tạo thành phức σ không thơm sau đó proton bị thế tách ra tạo ra hợp chất thơm có
mặt của nhóm mới tấn công vào:
(1) (2)
Cơ chế này diễn ra 2 giai đoạn, giai đoạn 1 diễn ra chậm còn giai đoạn 2 diễn
ra nhanh chóng. Các cấu tạo giới hạn của phức σ có thể được biểu hiện dưới công
thức chung như sau :
3.3. Cơ chế một số phản ứng thế SE2.[ 1, 2, 6, 7, 8, 10, 12]
3.3.1. Phản ứng nitro hóa.
Khi đun nóng nhẹ benzen và HNO3 đậm đặc phản ứng rất chậm nên người ta
cho thêm H2SO4 vào để tăng tốc độ của phản ứng.
+ E Tấn công của tác nhân
electronphin
H
E
Tái tạo hợp
chất thơm
E
H

52. -22-
H
+ NO2
+
H
NO2+
NO2
+ H+
H
+ HO NO2
H2SO4
600
C
NO2
+ H2O
Trong phản ứng nitro hóa cation nitroni +
2NO được tạo ra từ HNO3 nhờ chất
xúc tác là H2SO4.
H2SO4 H+
+ SO4
2-
HO NO2 + H+
H O+
NO2
H
H O+
NO2
H
NO2
+
+ H2O
Sau đó NO2
+
phản ứng với benzen.
Sản phẩm trung gian
3.3.2. Phản ứng halogen hóa.
Benzen không phản ứng với nước brom nhưng dễ dàng phản ứng với brom
nguyên chất khi có mặt của bột sắt ( hoặc FeBr3, AlCl3, FeCl3… ). Flo và iot không
phản ứng với benzen vì flo phản ứng mạnh nên sản phẩm rất ít, còn iot thì quá thụ
động. Cơ chế phản ứng clo và brom hóa như sau:
2 32Fe+3Br 2FeBr→
3 3Br-Br+FeBr Br......Br-FeBr→ hoặc (+)
Br [ ]
(-)
4FeBr
H
+ Br+
H
Br+
Br
+ H+
Benzen Sản phẩm trung gian Brombenzen

53. -23-
[ ]
(-) +
4 3FeBr +H FeBr +HBr→
3.3.3. Phản ứng ankyl hóa.
Benzen tác dụng với etyl bromuacó mặt AlCl3 khan làm chất xúc tác sẽ cho
etylbenzen và 1 lượng đietylbenzen.
3AlCl
6 6 3 2 6 5 2 3C H +CH CH -Cl C H -CH CH +HCl→
Etylbenzen
Nếu dùng propylclorua 3 2 2CH CH CH -Cl sẽ thu được hỗn hợp
6 5 2 2 3C H -CH CH CH và 6 5 3 2C H -CH(CH ) .
Có thể thay dẫn xuất halogen bằng ancol hoặc anken để ankyl hóa benzen.
Thí dụ :
2 4H SO
6 6 3 2 6 5 2 3 2C H +CH CH -OH C H -CH CH +H O→
2 4 3H SO hayAlCl
6 6 2 2 6 5 2 3C H +CH =CH C H -CH CH→
Tác nhân của phản ứng ankyl hóa là một cacbocation sinh ra theo các cách
sau:
(+) (-)
3 2 3 3 2 4CH CH -Cl+AlCl CH CH AlCl→
2
+ +
3 2 3 2 2-H O
CH CH -OH+H CH CH +H O→
+ +
2 2 3 2CH =CH +H CH CH→
Nếu xuất phát từ 3 2 2CH CH CH -Cl hoặc 3 2 2CH CH CH -OH cacbocation bặc một
sinh ra sẽ đồng phân hóa thành cacbocation bậc hai
(+)
3 2 3CH CH CH bền hơn, do đó ta
thu được hỗn hợp hai sản phẩm đồng phân 6 5 3 2C H -CH(CH ) (chính) và
6 5 2 2 3C H -CH CH CH (phụ).
3.3.4. Phản ứng sunfo hóa.
Đun nóng benzen với H2SO4 đậm đặc đồng thời chưng cất nước ra khỏi hỗn hợp
phản ứng sẽ thu được benzensunfonic.

54. -24-
Trong phản ứng sunfo hóa, Tác nhân phản ứng SO3 mới sinh ra hoặc có sẵn
trong H2SO4 đậm đặc hoặc oleum:
3.4. Quy luật thế electronphin vào nhân thơm.[ 2, 7, 10, 12, 13]
• Quy luật thế trong dẫn xuất một lần thế
Các nhóm thế có hiệu ứng +C, +H hoặc +I mạnh thường hoạt hoá nhân thơm
(trừ halogen) và định hướng cho nhóm thế mới ưu tiên đi vào các vị trí ortho và para.
Trái lại, các nhóm thế có hiệu ứng –C, -H và –I phản hoạt hoá nhân thơm và
định hướng cho nhóm thế mới ưu tiên đi vào vị trí meta.
Khi vòng benzen đã có sẵn nhóm ankyl(-CH3,CH2CH3,…..) hoặc các nhóm -
OH, -OCH3, -NH2, -N(CH3)2, -Cl, -Br,….phản ứng thế xảy ra dễ dàng hơn benzen
tức là vòng thơm được họat hóa ( Trừ trường hợp nhóm thế halogen ) và ưu tiên xảy
ra ở các vị trí ortho và para.
Định hướng ortho, para:
( )
2 2
I, H :ankyl.
I, C :O
I C :OH,OR, NH , NR
I C: Ha logen
−
+ + 
 
+ + 
 
− < + 
 − > + 
hoạt hóa.
Định hướng meta:
( )
3
3
2
I: NR
I, H :CF
I, C:CHO,COOH, NO
+
 
− 
 
− − 
 − −
  
Phản hoạt hóa
Ta gọi những nhóm thế sẵn có nêu ở trên là nhứng nhóm định hướng thế
ortho và para.
Khi vòng benzen đã có sẵn nhóm –NO2, -CH=O, -COOH,…phản ứng thế
xảy ra khó khan hơn benzen (vòng thơm bị phản họat hóa ) và ưu tiên xảy ra ở vị trí
meta.
Ta gọi những nhóm thế sẵn có nêu ở trên là nhứng nhóm định hướng thế meta.
δ+
δ- δ-
δ-
H
S
O
OO
SO3H
H
SO3
-
+

55. -25-
Thí dụ:
Thứ tự giảm dần tốc độ phản ứng tương đối và tỉ lệ % sản phẩm nitro hóa ở
các vị trí khác nhau của một số hợp chất thơm như sau :
OH
40 %
60 %
CH3
56%
3%
41%
Cl
30%
1%
69%
NO2
6%
93%
1%
K = 1000 25 1 3.10-3
6.10-8
Xét về bản chất , các nhóm định hướng ortho – para là những nhóm có hiệu
ứng +C (-OH, -OCH3, -NH2, -Cl, ….) và hiệu ứng siêu liên hợp
(-CH3,CH2CH3…) ; các nhóm định hướng meta là những nhóm có hiệu ứng –C
(-NO2, -CH=O, -COOH,…). Những nhóm hoạt hóa vòng benzen (làm cho phản ứng
thế dễ dàng hơn) là những nhóm đẩy electron nói chung, nhờ có hiệu ứng siêu liên
hợp và hiệu ứng +I (- CH3, - CH2CH3,…) hoặc có hiệu ứng + C mạnh hơn hiệu ứng
–I (-OH, -NH2…).Trái lại, những nhóm phản hoạt hóa vòng benzen là những nhóm
hút electron nói chung, do có cả hiệu ứng – C và –I
( -NO2,-CH=O, -COOH…) hoặc do hiệu ứng –I mạnh hơn +C (- Cl, -Br…).
Người ta giải thích quy luật thế dựa vào sự khác nhau về độ bền của các sản
phẩm trung gian sinh ra khi tác nhân electronphin tấn công vào các vị trí khác nhau
( ortho, meta, para )vì điện tích dương trong cation này ( tập trung ở các vị trí 2,4,6
so với vị trí bị thế ) càng được giải tỏa rộng bởi nhóm có hiệu ứng + C hoặc hiệu
ứng siêu liên hợp thì cation càng bền thì càng dễ được tạo thành. Trái lại điện tích
dương đó càng được tăng cường bởi nhóm có hiệu ứng –C thì cation càng kém bền
và càng khó sinh ra.
• Quy luật thế trong dẫn xuất hai lần thế
X và Y đều có hiệu ứng +C: Nếu X và Y ở vị trí meta, sự định hướng phù
hợp nhau, nếu ở vị trí ortho hoặc para, nhóm thế có hiệu ứng +C mạnh hơn sẽ quyết
định hướng thế.

56. -26-
X có hiệu ứng +C, Y có hiệu ứng –C: nếu chúng ở vị trí ortho hoặc para, sự
định hướng phù hợp nhau, nếu ở vị trí meta nhóm +C sẽ quyết định hướng thế.
X và Y đều có hiệu ứng –C: phản ứng rất khó khăn, nếu X và Y ở vị trí meta
sự định hướng phù hợp nhau, nếu chúng ở vị trí ortho hoặc para nhóm thế có hiệu
ứng -C mạnh hơn sẽ quyết định hướng thế.

57. -27-
CH3 CH CH2 + H Br
CH3 CH CH3
+
+ Br-
CH3 CH2 CH2
+
+ Br-
CHƯƠNG 4 : PHẢN ỨNG CỦA HIDROCACBON KHÔNG NO
4.1. Định nghĩa.[ 1, 6, 13]
Hiđro cacbon không no là hiđrocacbon mà trong phân tử có một hay nhiều
liên kết π. Những hiđrocacbon thuộc loại này chủ yếu gồm anken, ankađien, ankin.
4.1.1. Anken.
Anken là hiđrocacbon mạch hở có một liên kết π trong phân tử có công thức
chung là CnH2n(n≥2).
4.1.2. Ankađien.
Ankađien là hiđrocacbon không no mạch hở có hai liên kết đôi trong phân tử
có công thức chung là CnH2n-2(n≥3).
4.1.3. Ankin.
Ankin là hiđrocacbon không no mạch hở có một liên kết ba trong phân tử, có
công thgức chung là CnH2n-2(n≥2).
4.2. Cơ chế cộng electronphin.[1, 2, 6, 10, 12, 13]
Trung tâm phản ứng của anken là nối đôi, ở đó obitan π trải ra theo hai phía
của trục nối C-C làm cho liên kết π dễ bị đứt ra và dễ dàng tác dụng với tác nhân
electronphin.
Vì vậy phản ứng đặc trưng nhất của anken là phản ứng cộng vào nối đôi đặc
biệt là cộng tác nhân electronphin.
Cơ chế phản ứng cộng electronphin diễn ra 2 giai đoạn:
+Giai đoạn 1 : Hδ+
cộng vào một trong hai nhuyên tử cacbon của nối đôi, tạo
ra cacbocation :

58. -28-
Cation bậc 2 ( isopropyl ) bền hơn cation bậc 1 ( propyl ) nên phản ứng ưu
tiên theo (1) tạo
(+)
3 3CH -CH-CH .
Mật độ electron ở nối đôi càng cao thì Hδ+
càng dễ cộng hơn. Vì vậy các đồng
đẳng của etylen ( như propen… ) có khả năng phản ứng cao hơn etylen (các nhóm
ankyl có hiệu ứng +I và hiệu ứng siêu liên hợp).
2 2 3 2 3 2 2CH =CH <CH -CH=CH <(CH ) C=CH
Trái lại các dẫn xuất thế của etylen với các nhóm thế hút electron lại có khả
năng phản ứng kém hơn etylen.
2 2 2 2CH =CH >CH =CHCl>CH =CH-COOH
+Giai đoạn 2 :các cacbocation sinh ra đèu không bền nên chúng kết hợp ngay
với Br(-)
hay Brδ-
tạo thành sản phẩm
(+)
nhanh(-)
3 3 3 3CH -CH-CH +Br CH -CHBr-CH→
nhanh(+) (-)
3 2 2 3 2 2CH -CH -CH +Br CH -CH -CH Br→
Vì
(+)
3 3CH -CH-CH chiếm tỉ lệ cao hơn nên sản phẩm CH3-CHBr-CH3 cũng
chiếm tỷ lệ cao hơn.
Khi cộng hiđro halogenua vào anken thì HI tác dụng dễ dàng nhất còn HF tác
dụng khó khăn nhất : HI > HBr > HCl > HF. Vì vậy ngay cả HCl 37% cũng
không thể cộng vào anken mà phải là HCl khan và có xúc tác là AlCl3… phản ứng
cộng mới xảy ra được.
Trong trường hợp cộng HBr nếu anken không tinh khiết, có mặt peoxit hoặc
chiếu sáng thì phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc và sinh ra sản phẩm trái với quy tắc
Maccopnhicop (CH3-CH2-CH2Br)
O2 + H – Br → HOO•
+ Br•
Br•
+ CH3CH=CH2 →
•
3 2CH -CH -CH Br (bền hơn
•
3 2CH -CHBr-CH )
•
3 3 3 2 2CH -CH-CH +H-Br CH -CH -CH Br+Br•
→

59. -29-
C C + X2 C C
X
X
CH3 CH CH2 + Br2 CH3 CH CH2
Br Br
CH2 CH CH CH22 + 2 Br2
CH2 CH CH2 CH2
Br Br
CH2 CH CH CH2
Br Br
4.3. Một số phản ứng cộng AE của anken.[1, 2, 6, 10, 12, 13]
4.3.1. Phản ứng cộng halogen.
Phản ứng cộng brom và clo xảy ra dễ dang trong các dung môi như CCl4,
CHCl3, H2O,…
Thí dụ:
4.3.2. Phản ứng cộng hiđro halogenua.
Hiđro halogenua có thể cộng vào anken tạo thành dẫn xuất halogen.
Thí dụ :
2-Brompropan (95%)
1-Brompropan (5%)
Chậm Nhanh
δ -
δ +
C C
H
A
C C
H
+
+ A -
C C
H
A
δ -
δ +
δ +
δ -
CH2 CH2 + H Br CH3 CH2 Br
Etyl bomua
CH3 CH CH2 + H Br
CH3 CH CH3
Br
CH3 CH2 CH2 Br

60. -30-
CH3 C
CH3
CH CH22 + 2 Br+
CH3 C CH
Br
CH3
CH2
CH3 C CH CH2
CH3 Br
CH3 C C CH3
+HCl CH3 C
Cl
CH CH3
+ HCl CH3 C CH2
Cl
Cl
CH3
C C + HOH
H+
H C C OH
CH3 CH CH2 + HOH
H+
CH3 CH CH3
OH
+ HOH
H+
CH2 CH CH CH2 CH3 CH CH CH2 OH
Người ta nhận ra rằng phản ứng thứ 2 xảy ra dễ dàng hơn phản ứng thứ nhất, và đặc
biệt là sinh ra một hỗn hợp hai sản phẩm là đồng phân của nhau, trong đó có 1 sản
phẩm chiếm ưu thế.
Các ankadien cộng hợp với hiđro halogenua bao giờ cũng cho 2 sản phẩm
cộng 1,2 và cộng 1,4.
CH2 C
CH3
CH CH2 + H+
CH3 C
CH3
CH CH2
+
Trong cacbocation liên hợp điện tích dương giải tỏa trên cả 3 nguyên tử
cacbon nhưng tập trung nhiều nhất ở C2 và C4.
Halogenua cộng vào ankin sẽ cho sản phẩm gem halogen ankan.
4.3.3. Phản ứng cộng nước vào anken.
Nước chỉ cộng được vào anken và ankadien khi có axit mạnh làm xúc tác đôi
khi cần nhiệt độ và áp suất cao tạo ra ancol.
Phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng AE tương tự như phản ứng cộng axit vào
anken.
Thí dụ :

61. -31-
Khi có mặt của Hg2+
và H2SO4 thì các ankin phản ứng với nước tạo thành
enol chất này không bền chịu sự đồng phân hóa tạo thành hợp chất cacbonyl nếu
ankin là axetylen thì sẽ thu được anđehit axetic. Nếu ankin là đồng đẳng của
axetylen thì thu được xeton.
CH CH + HOH
Hg2+
H2SO4
CH2 CH OH CH3CHO
CH3 C CH + HOH
Hg2+
H2SO4
CH3 C CH2
OH
CH3 C CH3
O
4.3. Khả năng phản ứng và hướng cộng electronphin.[1, 2, 6, 10, 12, 13]
4.3.1.Khả năng phản ứng cộng electronphin
Khả năng phản ứng cộng liên quan đến tác nhân, chất xúc tác và đặc biệt là
cấu trúc hợp chất chưa no.
Ảnh hưởng của nhóm thế: nhóm thế đẩy electron ở liên kết kép làm tăng khả
năng phản ứng AE, trái lại nhóm thế hút electron làm giảm khả năng phản ứng.
Khả năng phản ứng của liên kết ba kém hơn liên kết đôi.
4.3.2.Hướng cộng electronphin
Phản ứng cộng electronphin luôn luôn xảy ra ưu tiên theo hướng hình thành
cacbocation trung gian tương đối bền hơn, đây là qui tắc Maccopnhicop đã được
khái quát hoá.
Maccopnhicop kinh nghiệm: Trong phản ứng cộng axit hoặc nước ( kí hiệu
chung là HA ) vào liên kết C=C của anken, H ( phần tử mang điện tích dương ) cộng
vào C mang nhiều H hơn ( cacbon bậc thấp hơn ) còn A ( phần tử mang điện âm )
cộng vào C mang ít H hơn ( cacbon bậc cao hơn ).

62. -32-
CHƯƠNG 5 : PHẢN ỨNG CỦA DẪN XUẤT HALOGEN, ANCOL, PHENOL
5.1. Định nghĩa. [1, 2, 6]
5.1.1. Dẫn xuất halogen.
Dẫn xuất halogen là loại hợp chất hữu cơ có chúa nguyên tử halogen (X) liên
kết với gốc hiđrocacbon.Thí dụ : CH3CH2Cl,
5.1.2. Ancol.
Ancol là hợp chất hữu cơ có một hay nhiều nhóm hyđroxyl liên kết với những
nguyên tử cacbon no của gốc hiđrocacbon trong phân tử.Thí dụ : CH3-CH2-OH, HO-
CH2-CH2-OH…
5.1.3. Phenol.
Khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hidro trong vòng benzen bằng nhóm
hyđroxyl ta được những hợp chất gọi chung là phenol. Thí dụ :
OH
;
OH
CH3
5.2. Cơ chế phản ứng thế nucleophin.[ 1, 2, 6, 7, 10, 12, 13]
Tác nhân của phản ứng thế nucleophin ;à một anion tấn công vào nguyên tử
cacbon mang một phần điện tích dương của liên kết C – X.
C X + Y C Y + X
5.2.1. Phản ứng thế nucleophin lưỡng phân tử SN2.
Theo cơ chế này phản ứng chỉ xảy ra 1 giai đoạn trong đó có sự tham gia của
hai tiểu phân ( lưỡng phân tử ) là dẫn xuất halogen và tác nhân nucleophin, sinh ra
sản phẩm thế ( thế nucleophin ). Để tạo ra sản phẩm hệ chất dầu phải vượt qua trạng
thái chuyển tiếp ( phức trung gian hoạt động ).
- -

63. -33-
C X+Y C XY Y C X
Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ dẫn xuất halogen và kiềm:
+ -
v=k R X      
Ở trạng thái chuyển tiếp trên liên kết C – X đang đứt ra nên được biểu thị
bằng đường ..., còn liên kết C – Y đang hình thành nên cũng được biểu thi bằng
đường …Điện tích âm được phân bố chủ yếu ở các nguyên tử X và Y.
5.2.1. Phản ứng thế nucleophin lưỡng phân tử SN1.
Theo cơ chế này phản ứng xảy ra 2 giai đoạn. Ở giai đoạn chậm do ảnh
hưởng của dung môi chỉ có phân tử RX bị phân li ( đơn phân tử ) thành cacbocation
R+
và annion X -
,Sau đó cacbocation kết hợp với tác nhân nucleophin sinh ra sản
phẩm.
C X C + X
C + Y C Y
Thí dụ :
Tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc vào nồng độ dẫn xuất halogen : +
v=k R  
5.2.3. Những phản ứng cụ thể.
5.2.3.1. Phản ứng thủy phân dẫn xuất halogen.
Do sự phân cực liên kết nên liên kết C → X là trung tâm phản ứng của dẫn
xuất halogen, còn khả năng phản ứng biến đổi theo trật tự sau:
Các dẫn xuất flo trơ về mặt hóa học, chủ yếu vì năng lượng liên kết
C → F rất lớn.
-
-+
+ -

64. -34-
RX + H2O ROH + HX
RX + H2O ROH + HXOH -
t0
CH3Cl + KOH t0
CH3OH + KCl
Cl
+ NaOH
4000
C
200atm(r)
OH
+ NaCl
Khả năng phản ứng của dẫn xuất halogen còn phụ thuộc nhiều vào gốc
hiđrocacbon. Chẳng hạn, nếu halogen như nhau thì khả năng phản ứng giảm dần
theo thứ tự sau:
Các dẫn xuất halogen R-I, R-Br, R-Cl tham gia phản ứng thế với tác nhân
nucleophin như OH (-)
, C2H5O (-)
, CN(-)
, H2O, NH3……
Phản ứng thủy phân các dẫn xuất halogen cho sản phẩm là các ancol hay
phenol tương ứng . Tác nhân nucleophin là OH(-)
.
R : là gốc hiđrocacbon.
Để phản ứng xảy ra theo chiều thuận người ta tiến hành phản ứng trong môi
trường kiềm.
Phản ứng thủy phân ankyl halogenua dễ dàng xảy ra khi đun nóng với kiềm
trong dung dịch nước hay etanol – nước.
Các dẫn xuất kiểu vinyl hay phenyl halogenua chỉ bị thủy phân trong điều
kiện khắc nhiệt.
Các dẫn xuất polihalogenua thường là những hợp chất hoạt động hóa học
mạnh hơn mono halogenua.
Ví dụ clorofom rất dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm.
H C
Cl
Cl
Cl
+ 3HOH OH
-3HCl
H C
OH
OH
OH
-H2O
H C OH
O
Clorofom Gem triol (không bền) axit formic

65. -35-
R X + KCN R CN + KX
5.2.3.2. Phản ứng với ammoniac của dẫn xuất halogen.
Phản ứng này được dùng để điều chế các amin.
R X + NH3
t0
R NH2 + HX
Thí dụ :
OH
+ 2NH3
2000
C
60 - 100 at
NH2
+ NH4Cl
5.2.3.3. Phản ứng với kali xianua của dẫn xuất hlogen.
Sản phẩm của phản ứng này là hợp chất nitrin. Tác nhân nucleophin của phản
ứng là CN(-)
5.2.3.4. Phản ứng tạo ete của ancol.
Ancol tac dụng với ankyl halogenua tạo thành ete phản ứng này diễn ra rất
chậm nếu dùng dung dịch ancolat trong ancol thì phản ứng sẽ xảy ra nhanh hơn và
theo cơ chế thế nucleophin.
Ngoài ra ete còn được sản xuất bằng cách đehidrat hóa ancol.
2C2H5OH
H2SO4
1400
C
C2H5OC2H5 + H2O
5.2.3.5. Phản ứng giữa ancol với axit vô cơ mạnh.
Ancol phản ứng với các axit đậm đặc như H2SO4, HCl, HBr, HI đều cho các
este vô cơ các phản ứng này xảy ra theo cơ chế của phản ứng thế nucleophin SN2 đối
Chậm
Nhanh
C2H5OH + CH3I C2H5OCH3 + HI
C2H5ONa + CH3I
SN2
C2H5OCH3 + NaI

66. -36-
CH3CH2CH2CH2OH + HCl
ZnCl2,1800c
-H2O
CH3CH2CH2CH2Cl (75%)
với ancol bậc I, còn đối với ancol bậc II, bậc III thường xảy ra theo cơ chế SN1 vì tạo
cation bền.
C OH + HBr C OH2
H+
C + H3O
II,III II,III II,III
C(+) + Br -
C Br
II,III II,III
Khản năng phản ứng của ancol với HX biến thiên theo thứ tự:
Ancol bậc III > Ancol bậc II > Ancol bậc I
HI > HBr > HCl
Để tránh phản ứng thủy phân người ta thường dùng HX ở dạng khí và kèm
theo chất hút nước.
Ancol bậc I phản ứng với HCl có chất xúc tác ZnCl2 ( hỗn hợp HCl + ZnCl2
gọi là thuốc thử Lucas ) xảy ra theo sơ đồ phản ứng sau:
Vì ancol là môt bazơ lewis còn ZnCl2 nên chúng tương tác với nhau:
5.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng thế nucleophin SN1 và SN2.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng thế nucleophin như cấu tạo gốc
hiđrocacbon trong dẫn xuất halogen , bản chất nguyên tử halogen, bản chất và nồng
độ của tác nhân nucleophin, dung môi và nhiều yếu tố khác.
5.2.4.1. Ảnh hưởng của cấu tạo gốc hiđrocacbon.
Phản ứng thế nucleophin của dẫn xuất halogen xảy ra theo cơ chế SN1 hay
SN2 trước hết phụ thuộc vào cấu tạo của gốc hiđrocacbon.
(+) (+)(+)

67. -37-
Akyl bâc 1 : Phản ứng theo cơ chế SN2
Akyl bâc 2 : Phản ứng theo cơ chế SN1 và SN2
Akyl bâc 3 : Phản ứng theo cơ chế SN1
Các dẫn xuất ankyl như CH2=CH-CH2-X và dẫn xuất benzyl như
C6H5-CH2-X dễ tham gia cả phản ứng SN1 và SN2 .
Trái lại các dẫn xuất vinyl như CH2=CH-X và dẫn xuất phenyl như C6H5-X.
khó tham gia hoặc không tham gia cả 2 phản ứng SN1 và SN2.
Như vậy CH2=CH-CH2-X ( dẫn xuất anlyl ) C6H5-CH2-X ( dẫn xuất benzyl )
và (CH3)2CH – X ( dẫn xuất halogen no bậc 2 ) có thể tham gia đồng thời hai phản
ứng SN1 và SN2. Các gốc xicloankan có vòng cạnh 3,4 vì có sức căng góc lớn nên
khó khăn cho cả hai phản ứng SN1 và SN2 .
SN2 : Rbậc I > Rbậc II > Rbậc III
SN1 : Rbậc I < Rbậc II < Rbậc III
Bậc của dẫn xuất R-X càng cao thì R-X càng dễ tham gia phản ứng thế
nucleophin theo cơ chế SN1 nhưng lại càng khó tham gia phản ứng SN2. Thí dụ :
SN2 : CH3 – X > CH3 CH2– X > (CH3)2CH – X > (CH3)3C – X
SN1 : CH3 – X < CH3 CH2– X < (CH3)2CH – X < (CH3)3C – X
Như vậy bậc của gốc hiđrocacbon càng cao thì khả năng tham gia phản ứng
theo cơ chế SN2 càng giảm và theo cơ chế SN1 càng tăng.
5.2.4.2. Ảnh hưởng của bản chất nguyên tử halogen.
Phản ứng thế nucleophin dù xảy ra theo cơ chế SN1 hay SN2 đều phụ thuộc
vào bản chất của nguyên tử halogen. Trong dãy halogen ảnh hưởng đó như sau:
I (-)
.> Br(-)
> Cl(-)
>> F(-)
Nếu gốc hiđrocacbon có cấu tạo như nhau thì khả năng phản ứng thế
nucleophin gảm dần theo thư tự như sau :

68. -38-
I (-)
.> Br(-)
> Cl(-)
> F(-)
5.2.4.3. Ảnh hưởng của tác nhân nucleophin Y(-)
.
Phản ứng xảy ra theo cơ chế SN1 thì không phụ thuộc vào nồng độ tác nhân
nucleophin Y(-)
vì tộc độ phản ứng +
v=k R   .Tuy nhiên phản rứng xảy ra theo cơ
chế SN2 thì tốc độ phản ứng lại phụ thuộc vào nồng độ và lưc nucleophin của tác
nhân Y(-)
Lực này phụ thuộc cấu trúc của tác nhân theo quy luật sau:
Anion có tính nucleophin cao hơn phân tử trung hoà tương ứng:
Et(-)
> EtOH, HO(-)
> H2O.
Lực nucleophin của anion càng cao nếu nguyên tử mang điện có độ âm điện
càng nhỏ: X(-)
< O(-)
< N(-)
< C(-)
.
Lực nucleophin tăng theo kích thước của nguyên tử trung tâm:
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
HO HS ,ROH RSH
F Cl Br I
− −
− − − −
< <
< < <
Đưa nhóm thế đẩy electron vào tác nhân sẽ làm tăng lực nucleophin .
Đưa nhóm thế cồng kềnh vào tác nhân sẽ làm giảm lực nucleophin: -
CH3 > -C2H5 > -CH(CH3)CH3 > (CH3)3C .
Các tác nhân nucleophin mạnh như OH(-)
,OR(-)
,…thuận lợi cho cơ chế SN2.
Những dung môi có tính nucleophin yếu nhưng có khả năng solvat hóa các ion mạnh
như C2H5OH < CH3OH < H2O << HCOOH lại thuận lợi cho cơ chế SN1.
5.2.4.4. Ảnh hưởng của dung môi.
Ảnh hưởng của dung môi đến phản ứng thế rất phức tạp có thể khái quát như
sau :
- Không có dung môi thì phản ứng thế không xảy ra.
- Khi chuyển từ dung môi này sang dung môi khác thì tốc độ phản ứng thay
đổi có khi thay đổi cả cơ chế phản ứng.
Thí dụ :
- Phản ứng thủy phân dẫn xuất halogen bậc 1 trong H2O/axeton xảy ra theo
cơ chế SN2 nhưng trong axit HCOOH thì lại xảy ra theo cơ chế SN1.

69. -39-
Có hai loại dung môi :
+Loại thứ nhất là dung môi có khả năng cho proton tạo liên kết hiđro như
H2O, HCOOH... loại này thuận lợi cho phản ứng theo cơ chế SN1.
+Loại thứ hai là dung môi không cho proton dung môi này có khả năng tạo
liên kết hidro và có hằng số điện môi cao như : (CH3)2N-CHO, (CH3)2SO… loại này
thuận lợi cho phản ứng SN2.
Muốn cho phản ứng ưu tiên theo cơ chế nào đó ta hay đổi điều kiện phản
ứng.Thí dụ :
Nếu tăng nồng độ OH (-)
phản ứng sẽ ưu tiên SN2 khi dùng OH(-)
rất loãng và
có đun nóng thì phản ứng SN1 sẽ chiếm ưu thế.
Nhờ phản ứng thế nucleophin từ dẫn xuất halogen người ta có thể tổng hợp
hàng loạt chất hữu cơ khác nhau như ete, este, ankin, …
5.4. Phản ứng tách tạo liên kết không no C=C.[ 1, 2, 6, 7, 10, 12, 13].
Trong dung môi phân cực ( thường là rượu ) và có mặt một bazơ, các dẫn
xuất RX ( X có thể là Cl(-)
, Br(-)
, I(-)
, OH(-)
, …) có thể bị tách HX ( X có thể là Cl(-)
,
Br(-)
, I(-)
, OH(-)
, …) tạo thành anken.
Cơ chế phản ứng :
C C
XH
C C + HX
C C
H X
C C + HX
OH + HX HOH + X
Trong phản ứng tách nguyên tử X bị tách ra cùng với nguyên tử hidro ở
cacbon kề bên, tức là Cβ. Khi đó có hai hoặc ba Cβ ( trường hợp các dẫn xuất RX bậc
II và bậc III ) hướng của phản ứng tách tuân theo quy tắc Zaixep.
Kiềm - ancol
Kiềm - ancol
α
α

70. -40-
Quy tắc Zaixep : nguyên tử halogen bị tách ưu tiên cùng với nguyên tử hiđro
ở Cβ bậc cao hơn tạo thành anken có nhiều nhóm ankyl hơn ở nối đôi.Thí dụ :
CH3 CH2 Cl
KOH
C2H5OH
CH2 CH2 + HCl
Loại phản ứng tách có thế tách theo hai cơ chế E1 hoặc E2.
5.4.1. Cơ chế phản ứng tách đơn phân tử E1.
Khi nồng độ bazơ thấp, trong dung môi phân cực và đun nống các dẫn xuất
halogen bậc cao bị phân ly thành cacbocation ( giai đoạn chậm ) sau đó cacbocation
bị tách H+
( giai đoạn nhanh ) tạo thành anken.
Thí dụ :
Tert-butyl bromua cation tert-butyl iso butylen
5.4.2. Cơ chế phản ứng tách đơn phân tử E2.
Khi dùng bazơ với nồng độ cao các dẫn xuất RX bậc I, bậc II dễ tham gia
phản ứng tách theo cơ chế E2 tương tự phản ứng SN2 ở trên, Tức là phản ứng 1 giai
đoạn trong đó hệ chất đầu gồm dẫn xuất RX và bazơ phải đi qua một trạng thái
chuyển tiếp mới tạo ra sản phẩm.
Cacbocation
Chậm Nhanh
(CH3)2 C CH3
Br
(CH3)2C(+)CH3 (CH3)2C CH2
Tách Cβ-H
81%
Tách Cβ-H
19%
β α β
CH3 CH
Br
CH2 CH3
CH3 CH CH CH3
But-2-en
CH2 CH CH2 CH3
But-1-en
OH(-)
-HBr
Chậm
Nhanh
C C
H X
C C
H
+ X(-)(+)
C C
H
(+) C C + H(+)

71. -41-
Trạng thái chuyển tiếp
Các dẫn xuất bậc 1 chỉ có 1 cacbon ở vị trí α nên sản phẩm tạo ra là
hidrocacbon không no.
Thí dụ :
Các dẫn xuất bậc II và III khi tham gia pahnr ứng sẽ tạp ra hỗn hợp gồm các
hidrocacbon không no. Phản ứng tách theo qui tắc Zaixep.
5.5. Hướng của phản ứng tách.[ 4, 8,12]
Trong phản ứng E1, nhóm X tách ra chủ yếu cùng với H ở Cβ có bậc cao
nhất ( tạo ra nối đôi có nhiều nhóm thế nhất ) ( qui tắc Zaixep ).
Trong phản ứng E2, nếu X không mang điện dương và không có án ngữ
không gian ( -Cl, -Br,... ) thì sẽ tách ra cùng với H ở Cβ bậc cao nhất ( qui tắc
Zaixep ). Nếu X mang điện dương và kém hoạt động hoặc rất cồng kềnh ((+)
NR3,
(+)
SR2, -OSO2 Ar,...) thì sẽ tách ra cùng với H ở Cβ bậc thấp nhất ( qui tắc Hofman ).
Qui tắc Hofman ngược với qui tắc Zaixep và chủ yếu áp dụng cho phản ứng
E2.
5.6. Quan hệ giữa phản ứng tách và thế nucleophin.[ 4, 8,12].
Các phản ứng tách và thế nucleophin thường xảy ra song song , tuỳ điều kiện
cụ thể mà một phản ứng nào đó chiếm ưu thế hơn, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến
mối quan hệ đó.
5.6.1. Cấu trúc của gốc hiđrocacbon R
SPC
δ-
δ-
(-)
Y(-) + H C C X Y H C C X C C + HY + X
α
CH3 CH2 CH2 Br KOH
C2H5OH
CH2 CH2CH3 + HCl
SPP
α α
CH3 CH
Br
CH2 CH3
KOH
C2H5OH
CH3 CH CH CH3 + HBr
CH2 CH CH2 CH3 + HBr