1

CHƯƠNG IA: ĐỒNG PHÂNCHƯƠNG IA: ĐỒNG PHÂN

ĐịnhĐịnh nghĩanghĩa:: làlà hiệnhiện tượngtượng cùngcùng mộtmộtcôngcông thứcthức cócó nhiềunhiều chấtchất kháckhác nhaunhau

ĐồngĐồng phânphân cấucấu tạotạo ((phẳngphẳng)):: cùngcùng côngcông thứcthức phânphântửtử nhưngnhưng kháckhác côngcông thứcthức cấucấu tạotạo..

ĐồngĐồng phânphân lậplập thểthể ((khôngkhông giangian)):: cùngcùng côngcôngthứcthức cấucấu tạotạo nhưngnhưng kháckhác nhaunhau vềvề cáchcách thứcthức sắpsắpxếpxếp cáccác nguyênnguyên tửtử trongtrong khôngkhông giangian..

PhânPhân loạiloại::

Phân loại đồng phân phẳngPhân loại đồng phân phẳng

Đồng phân phẳng

Đồng phânmạch cacbon

Đồng phânvị trí

Đồng phânnhóm chức

ĐồngĐồng phânphân vịvị trítrí:: tínhtính chấtchất vậtvật lýlý kháckhác nhaunhau ((khôngkhôngnhiềunhiều),), tínhtính chấtchất hóahóa họchọc tươngtương đồngđồng..

ĐồngĐồng phânphân nhómnhóm chứcchức:: tínhtính chấtchất vậtvật lýlý hóahóa họchọc hoànhoàntoàntoàn kháckhác nhaunhau..

CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH3 CH

OH

CH3

CH3 CH2 CH2

OH

CH3 CH2 OH

CH3 O CH3

CH3

CH3 CH2 CH CH2 CH3

CH3

2

Phân biệt giữa hỗ biến và đồng phânPhân biệt giữa hỗ biến và đồng phân

TrongTrong mộtmột sốsố trườngtrường hợphợp chấtchất hữuhữu cơcơ cócó thểthể tồntồn tạitại cùngcùng mộtmột lúclúcởở haihai dạngdạng câncân bằngbằng kháckhác nhaunhau..

SựSự hỗhỗ biếnbiến cócó đượcđược làlà dodo sựsự dịchdịch chuyểnchuyển củacủa nguyênnguyên tửtử HH từtừnguyênnguyên tửtử nàynày sangsang nguyênnguyên tửtử kháckhác

HaiHai dạngdạng hỗhỗ biếnbiến khôngkhông thểthể táchtách đượcđược dodo chúngchúng chúngchúng chuyểnchuyểnhóahóa ((biếnbiến đổiđổi)) liênliên tụctục quaqua lạilại →→ nhưnhư vậyvậy hỗhỗ biếnbiến khôngkhông phảiphải hiệnhiệntượngtượng đồngđồng phânphân..

C

O

C

H

C

OH

C C

O

N

H

C

OH

N

Ceton Enol Amid Imid

CH C N C C NH CH N O C N OH

Imin Enamin Nitroso Oxim

ĐồngĐồng phânphân lậplập thểthể ((khôngkhông giangian)):: cùngcùng côngcông thứcthứccấucấu tạotạo nhưngnhưng kháckhác nhaunhau vềvề cáchcách thứcthức sắpsắp xếpxếp cáccácnguyênnguyên tửtử trongtrong khôngkhông giangian..

CònCòn cócó têntên làlà đồngđồng phânphân cấucấu hìnhhình dodo cấucấu hìnhhình đượcđượcđịnhđịnh nghĩanghĩa làlà cáchcách thứcthức sắpsắp xếpxếp trongtrong khôngkhông giangian củacủacáccác nguyênnguyên tửtử trongtrong mộtmột phânphân tửtử.. VíVí dụdụ:: phânphân tửtửmetanmetan cócó cấucấu hìnhhình tứtứ diệndiện đềuđều..

Đồng phân lập thể (không gian)Đồng phân lập thể (không gian)

H

HH

HC

H

H

HH

109o28'

3

MÔ HÌNH PHÂN TỬMÔ HÌNH PHÂN TỬ

ĐểĐể biểubiểu diễndiễn ((trìnhtrình bàybày)) cấucấu hìnhhình củacủa mộtmột phânphântửtử hợphợp chấtchất hữuhữu cơcơ trêntrên mặtmặt phẳngphẳng ngườingười tata cócóthểthể dùngdùng côngcông thứcthức chiếuchiếu::

1.1. CôngCông thứcthức phốiphối cảnhcảnh2.2. CôngCông thứcthức chiếuchiếu NewmanNewman3.3. CôngCông thứcthức chiếuchiếu FisherFisher

4

HaiHai nốinối trongtrong mặtmặt phẳngphẳng đượcđược biểubiểu diễndiễn bằngbằng nétnét liềnliền NốiNối nằmnằm phíaphía trướctrước mặtmặt phẳngphẳng đượcđược biểubiểu diễndiễn bằngbằng

nétnét đậmđậm NốiNối nằmnằm sausau mặtmặt phẳngphẳng đượcđược biểubiểu diễndiễn bằngbằng nétnét đứtđứt

=

Sai

Công thức phối cảnhCông thức phối cảnh

** BiểuBiểu diễndiễn côngcông thứcthức phốiphối cảnhcảnh chocho nhiềunhiều cacboncacbon::

-- NốiNối sangsang phảiphải hướnghướng rara bênbên ngoàingoài mặtmặt phẳngphẳng-- NốiNối sangsang tráitrái hướnghướng rara phíaphía sausau mặtmặt phẳngphẳng-- CácCác nốinối cócó vẻvẻ vuôngvuông gócgóc nhưngnhưng thậtthật rara gócgóc nốinối làlà

109109oo2828’’-- NốiNối CC--CC ởở giữagiữa vẽvẽ dàidài rara cáccác nhómnhóm thếthế củacủa 22 tâmtâm CC

spsp33 khôngkhông chậpchập lênlên nhaunhau

= =

5

Thuyết quay giới hạn của nối đơn Thuyết quay giới hạn của nối đơn ss

NốiNối ss cócó đượcđược làlà dodo sựsự xenxen phủphủ giữagiữa haihai vânvân đạođạo theotheohướnghướng trụctrục liênliên nhânnhân..

NhưNhư vậyvậy nốinối ss cócó tínhtính đốiđối xứngxứng trụctrục nghĩanghĩa làlà khikhi xoayxoay22 vânvân đạođạo xenxen phủphủ,, độđộ xenxen phủphủ hayhay độđộ bềnbền ((năngnănglượnglượng)) liênliên kếtkết khôngkhông đổiđổi.. DoDo đóđó,, 22 nguyênnguyên tửtử củacủa nốinốiss cócó thểthể xoayxoay quanhquanh liênliên kếtkết ss..

sp3

ssp3 sp3

C-H C-C

DẫnDẫn đếnđến hiệnhiện tượngtượng phânphân tửtử hữuhữu cơcơ cócó thểthể tồntồn tạitạidướidưới nhiềunhiều cấucấu trạngtrạng (cấu(cấu dạngdạng kháckhác nhau)nhau)..

CấuCấu trạngtrạng:: làlà cáccác dạngdạng kháckhác nhaunhau củacủa cấucấu hìnhhình cócóđượcđược dodo sựsự quayquay quanhquanh nốinối đơnđơn ss.. VíVí dụdụ:: xétxét phânphân tửtửnn--butanbutan

CH3

CH3

H H

H HCH3

H H

H

H CH3H

CH3

H H

H CH3CH3

H H

CH3

H H

Cấu trạng đối lệch Cấu trạng che khuất bán phần Cấu trạng bán lệch Cấu trạng che khuất toàn phần

6

CấuCấu trạngtrạng lệchlệch bềnbền hơnhơn cấucấu trạngtrạng cheche khuấtkhuất rấtrất nhiều,nhiều,trongtrong đóđó bềnbền nhấtnhất làlà cấucấu trạngtrạng đốiđối lệch,lệch, cấucấu trạngtrạng chechekhuấtkhuất toàntoàn phầnphần kémkém bềnbền nhấtnhất..

NóiNói làlà giớigiới hạnhạn vìvì khôngkhông phảiphải nốinối ss quayquay tựtự dodo hoànhoàntoàntoàn màmà phảiphải quayquay saosao cấucấu trạngtrạng bềnbền chiếmchiếm lượnglượngnhiềunhiều hơnhơn..

SựSự quayquay trongtrong phânphân tửtử hợphợp chấtchất hữuhữu cơcơ làlà liênliên tụctục dodođóđó tata cócó thểthể cócó vôvô sốsố cấucấu trạngtrạng kháckhác nhaunhau..

CầnCần phânphân biệtbiệt rõrõ giữagiữa hiệnhiện tượngtượng cấucấu trạngtrạng vàvà đồngđồngphânphân..

Cấu trạng bền nhất ?

7

-- TrụcTrục CC--CC đượcđược đặtđặt thẳngthẳng gócgóc vớivới mặtmặt phẳngphẳng chiếuchiếu ((tờtờ giấygiấy hoặchoặctấmtấm bảngbảng))..

-- CC ởở xaxa đượcđược biểubiểu diễndiễn bằngbằng đườngđường tròntròn,, CC ởở gầngần đượcđược biểubiểu diễndiễnbằngbằng dấudấu chấmchấm ởở tâmtâm đườngđường tròntròn đóđó..

-- CácCác nốinối củacủa CC ởở gầngần xuấtxuất phátphát từtừ tâmtâm đườngđường tròntròn,, CácCác nốinối củacủa CCởở xaxa xuấtxuất phátphát từtừ trêntrên đườngđường tròntròn.. CácCác nốinối tạotạo vớivới nhaunhau gócgóc120120oo..

CôngCông thứcthức chiếuchiếu NewmanNewman

CH3

H H

H

H CH3H

CH3

H H

H CH3CH3

H H

CH3

H H

CH3

HH

H

H

CH3

H

H CH3

CH3

HH

CH3

H HHH

-- NốiNối dọcdọc ((BắcBắc--namnam)) hướnghướng rara phíaphía sausau mặtmặt phẳngphẳng..-- NốiNối ngangngang ((ĐôngĐông--tâytây)) hướnghướng rara phíaphía trướctrước mặtmặt phẳngphẳng..-- MạchMạch cacboncacbon đượcđược đặtđặt trêntrên trụctrục dọcdọc,, cáccác nốinối viếtviết bìnhbình thườngthường..-- GiaoGiao điểmđiểm giữagiữa đườngđường ngangngang vàvà đườngđường dọcdọc chínhchính làlà tâmtâm cacboncacbon..

C

D

A

B

C

A

D

B

C

A

D

B

G A

F E D C

GF

E

D

CA

A

CD

=

=

BA

C

D

CD

A

G

F EEF

G

Công thức chiếu FisherCông thức chiếu Fisher

8

TrongTrong trườngtrường hợphợp nhiềunhiều CC ((từtừ 22CC trởtrở lênlên),), nếunếu dùngdùng cấucấu trạngtrạnglệchlệch đểđể chiếuchiếu thìthì dùdù đứngđứng từtừ phíaphía nàonào đểđể chiếuchiếu thìthì đềuđều khôngkhôngthỏathỏa mãnmãn côngcông thứcthức chiếuchiếu FisherFisher ((khôngkhông phảiphải tấttất cảcả cáccác nốinốingangngang hướnghướng rara phíaphía trướctrước mặtmặt phẳngphẳng)) dodo vậyvậy thuthu đượcđược hìnhhìnhchiếuchiếu saisai..

D1 D2

C1A2 A1

B1 B2

C2

C1

D2

D1B1

B2

C2

A

A

A2

A1

NhưNhư vậyvậy đểđể chiếuchiếu côngcông thứcthức chiếuchiếu FisherFisher đúngđúng ngoàingoàiviệcviệc chọnchọn gócgóc nhìnnhìn (hay(hay mặtmặt phẳngphẳng chiếuchiếu đúng)đúng) trongtrongmộtmột sốsố trườngtrường hợphợp nếunếu phânphân tửtử ởở cấucấu trạngtrạng lệchlệch thìthìphảiphải xoayxoay vềvề cấucấu trạngtrạng cheche khấtkhất rồirồi mớimới chiếuchiếu..

G A

F E D C

GF

E

D

CA

A

EF

G

CD

A

D CG

E F

9

PhânPhân loạiloại đồngđồng phânphân lậplập thểthể

Đồng phân lập thểĐồng phân lập thể

Đồng phânhình học

Đồng phânquang học

ĐồngĐồng phânphân hìnhhình họchọc

ĐịnhĐịnh nghĩanghĩa:: làlà nhữngnhững hợphợp chấtchất cócó cùngcùng CTCTCTCT nhưngnhưngcáchcách sắpsắp xếpxếp củacủa nhữngnhững nguyênnguyên tửtử hayhay nhómnhóm nguyênnguyêntửtử kháckhác nhaunhau đốiđối vớivới mộtmột mặtmặt phẳngphẳng quyquy chiếuchiếu..

TùyTùy vàovào mặtmặt phẳngphẳng quiqui chiếuchiếu đóđó làlà mặtmặt phẳngphẳng pp ((mặtmặtphẳngphẳng chứachứa nốinối ss vàvà pp)) hayhay mặtmặt phẳngphẳng vòngvòng((xicloankanxicloankan)) màmà tata đồngđồng phânphân hìnhhình họchọc tươngtương ứngứng::

Đồng phân hình họcĐồng phân hình học

Đồng phâncủa nối đôi

Đồng phânxiclan

10

HiệnHiện tượngtượng đồngđồng phânphân cócó đượcđược làlà dodo cơcơ cấucấu cứngcứngnhắcnhắc củacủa nốinối đôiđôi kháckhác vớivới nốinối đơnđơn khôngkhông thểthể xoayxoay đượcđược((nếunếu khôngkhông sẽsẽ mấtmất điđi sựsự xenxen phủphủ bênbên củacủa 22 vânvân đạođạo pp)).. NhưNhư vậyvậy nếunếu trêntrên 22 cacboncacbon nốinối đôiđôi cócó 22 nhómnhóm thếthếkháckhác nhaunhau thìthì tata sẽsẽ cócó 22 cáchcách sắpsắp xếpxếp cáccác nhómnhóm thếthếtrongtrong khôngkhông giangian ((đốiđối vớivới mặtmặt phẳngphẳng pp -- mặtmặt phẳngphẳngchứachứa nốinối ss vàvà pp →→ 22 đồngđồng phânphân hìnhhình họchọc..

H

HOOC

H

COOH

H

HOOC

COOH

H

Axit maleic Axit fumaricAxit cis-2-butenoic Axit trans-2-butenoic

Đồng phân hình học của nối đôiĐồng phân hình học của nối đôi

BanBan đầuđầu ngườingười tata sửsử dụngdụng têntên gọigọi ciscis--transtrans,, nhưngnhưng têntêngọigọi nàynày cócó nhượcnhược điểmđiểm làlà trongtrong trườngtrường hợphợp trêntrên 22cacboncacbon nốinối đôiđôi cócó khôngkhông cócó 22 nhómnhóm thếthế giốnggiống nhaunhauđượcđược nênnên khôngkhông đọcđọc đượcđược têntên 22 đồngđồng phânphân quangquang họchọccócó thểthể cócó..

DoDo đóđó cáccác nhànhà hóahóa họchọc phảiphải đềđề rara mộtmột cáchcách gọigọi têntênkháckhác tốttốt hơnhơn.. ĐóĐó làlà têntên gọigọi EE--ZZ..

Cl

Br

F

I

Cl

Br

I

F

11

BướcBước 11:: SoSo sánhsánh độđộ ưuưu tiêntiên củacủa 22 nhómnhóm thếthế trêntrên mỗimỗicacboncacbon nốinối đôiđôi theotheo quyquy tắctắc CahnCahn--IngoldIngold--PrelogPrelog..

BướcBước 22:: GọiGọi têntên-- 22 nhómnhóm thếthế ưuưu tiêntiên ởở cùngcùng phíaphía →→ ((ZZ))-- 22 nhómnhóm thếthế ưuưu tiêntiên ởở kháckhác phíaphía →→ ((EE))-- ((EE),), ((ZZ)) đượcđược đặtđặt trongtrong dấudấu ngoặcngoặc đơnđơn vàvà đặtđặt trướctrướctêntên chấtchất bởibởi dấudấu gạchgạch ngangngang ((––))

-- TrongTrong trườngtrường hợphợp cócó nhiềunhiều nốinối đôiđôi thìthì tata phảiphải viếtviếtkèmkèm theotheo sốsố thứthứ tựtự nốinối đôiđôi.. VíVí dụdụ:: ((22E,E,44ZZ)) ((theotheo sốsốthứthứ tựtự từtừ nhỏnhỏ đếmđếm lớnlớn))..

Cách gọi tên Cách gọi tên EE--ZZ

Quy tắc CahnQuy tắc Cahn--IngoldIngold--PrelogPrelog-- NguyênNguyên tửtử cócó bậcbậc sốsố nguyênnguyên tửtử lớnlớn hơnhơn thìthì ưuưu tiêntiên hơnhơn::

H<C<N<O<F<H<C<N<O<F<ClCl<Br<I<Br<I

- Nhóm thế có nối đôi hay nối ba được xem như tương đương với 2 nối đơn, 3 nối đơn.

Cl

F

CH2

CH2 C

CH2OH

CH3

CH3

CH3

H

C C C

O

C C C

H

C C

C

O

C O

C

C

C C

C

-- NếuNếu 22 nguyênnguyên tửtử nốinối trêntrên CC nốinối đôiđôi giốnggiống nhaunhau thìthì tata xétxét đếnđếnnguyênnguyên tửtử kếkế cậncận..

12

VíVí dụdụ::

((ZZ)) ((EE)) ((22E,E,44EE))

LưuLưu ýý làlà têntên gọigọi ciscis--transtrans vàvà têntên gọigọi EE--ZZ trongtrong mộtmột sốsốtrườngtrường hợphợp sẽsẽ khôngkhông trùngtrùng nhaunhau.. VíVí dụdụ::

Cl

CH3CH3

HCH3

ClCH3

H

transtrans ciscis

((ZZ)) ((EE))

Cl

Br

F

I

Cl

Br

I

F

CH3CH3

H

H

H

CH3

Đồng phân xiclanĐồng phân xiclan-- CácCác hợphợp chấtchất vòngvòng nono cócó thểthể cócó 33,, 44,, 55,, 66,, 77,, 88,, …… cacboncacbon-- NhưngNhưng vòngvòng 33,,44 rấtrất kémkém bềnbền ((quáquá căngcăng),), trêntrên thựcthực tếtế cáccác chấtchất

vòngvòng chủchủ yếuyếu làlà vòngvòng 55,,66 ((bềnbền nhấtnhất)).. VòngVòng 77 trởtrở lênlên rấtrất ítít gặpgặp..

Daïng ñôn giaûn

Caáu traïng öu ñaõithöïc teá

Coâng thöùckhai trieån phaúng

Moâ hình phaân töû

13

-- VíVí dụdụ:: HợpHợp chấtchất 11--HidroxiHidroxi--44--brombrom--ciclohexanciclohexan cócó 22đồngđồng phânphân hìnhhình họchọc đượcđược trìnhtrình bàybày ởở dạngdạng đơnđơn giảngiảnvàvà cấucấu trạngtrạng ghếghế..

cis-1-Hidroxi-4-bromociclohexan trans-1-Hidroxi-4-bromociclohexan

H

Br

HOH

OH

H

H

Br

H

H

BrOH

OH

H

Br

H

NămNăm 18151815,, JeanJean--BaptisteBaptiste BiotBiot phátphát hiệnhiện mộtmột sốsố chấtchấthữuhữu cơcơ lỏnglỏng hoặchoặc dungdung dịchdịch cáccác hợphợp chấtchất thiênthiên nhiênnhiênnhưnhư:: đườngđường,, axitaxit tartictartic ((dddd),), tinhtinh dầudầu thôngthông (l)(l) cócókhảkhả năngnăng làmlàm quayquay mặtmặt phẳngphẳng ánhánh sángsáng phânphân cựccực..((trướctrước đâyđây ngườingười tata cũngcũng tìmtìm thấythấy hiệnhiện tượngtượng nàynày ởởmộtmột sốsố tinhtinh thểthể vôvô cơcơ bấtbất đốiđối xứngxứng))..

ĐồngĐồng phânphân quangquang họchọc

14

-- NhữngNhững hợphợp chấtchất nàynày đượcđược gọigọi làlà nhữngnhững chấtchất cócó tínhtínhtriềntriền quangquang hayhay cócó tínhtính quangquang hoạthoạt..

-- TínhTính quangquang hoạthoạt củacủa mộtmột sốsố hợphợp chấtchất hữuhữu cơcơ đượcđượcgiảigiải thíchthích làlà dodo tínhtính bấtbất đốiđối xứngxứng trongtrong phânphân tửtử hợphợpchấtchất đóđó..

-- CóCó mộtmột sốsố nguyênnguyên nhânnhân dẫndẫn đếnđến tínhtính bấtbất đốiđối xứngxứngnhưngnhưng phổphổ biếnbiến nhấtnhất làlà trongtrong phânphân tửtử hữuhữu cơcơ cócó chứachứaítít nhấtnhất mộtmột CC phiphi đốiđối xứngxứng hayhay còncòn gọigọi làlà CC thủthủ tínhtính((kíkí hiệuhiệu C*)C*)..

HTQHHTQHBĐXBĐXC PĐXC PĐX

Tính bất đối xứngTính bất đối xứng

CóCó nhiềunhiều cáchcách đểđể biếtbiết (hay(hay địnhđịnh nghĩanghĩa)) vậtvật nàonào đốiđối xứngxứng hayhay bấtbấtđốiđối xứngxứng..

VậtVật bấtbất đốiđối xứngxứng làlà vậtvật khôngkhông cócó bấtbất kỳkỳ yếuyếu tốtố đốiđối xứngxứng nàonào((nhưnhư tâmtâm đốiđối xứngxứng,, trụctrục đốiđối xứngxứng,, mặtmặt phẳngphẳng đốiđối xứngxứng,, ……))..

MộtMột cáchcách địnhđịnh nghĩanghĩa kháckhác,, vậtvật đốiđối xứngxứng làlà làlà vậtvật trùngtrùng vớivới ảnhảnhcủacủa nónó quaqua gươnggương.. NgượcNgược lạilại,, vậtvật bấtbất đốiđối xứngxứng làlà vậtvật khôngkhôngtrùngtrùng vớivới ảnhảnh củacủa nónó quaqua gươnggương..

15

-- CC phiphi đốiđối xứngxứng :: làlà CC spsp33 cócó chứachứa bốnbốn nhómnhóm thếthế kháckhác nhaunhau..

Không C* Có C*

16

-- VíVí dụdụ:: XétXét phânphân tửtử axitaxit lacticlactic

-- ỨngỨng vớivới mộtmột C*,C*, cócó thểthể cócó haihai cáchcách sắpsắp xếpxếp 44 nhómnhómthếthế trêntrên CC đóđó,, haihai cáchcách sắpsắp xếpxếp nàynày nếunếu trìnhtrình bàybàytrongtrong khôngkhông giangian làlà haihai hìnhhình đốiđối xứngxứng vớivới nhaunhau quaquagươnggương phẳngphẳng vàvà khôngkhông trùngtrùng khítkhít lênlên nhaunhau.. NhưNhư vậyvậy,,chúngchúng khôngkhông phảiphải làlà cùngcùng mộtmột chấtchất màmà làlà haihai chấtchấtkháckhác nhaunhau tứctức haihai đồngđồng phânphân.. TrongTrong hóahóa họchọc ngườingười tatagọigọi chúngchúng làlà haihai đốiđối phânphân..

CH3 CH

OH

COOH

17

BướcBước 1: 1: DựaDựa trêntrên quyquy tắctắc CahnCahn--IngoldIngold--Prelog Prelog sắpsắp xếpxếp thứthứ tựtự ưuưutiêntiên 4 4 nhómnhóm thếthế trêntrên C phi C phi đốiđối xứngxứng vàvà đánhđánh sốsố 1>2>3>4.1>2>3>4.

BướcBước 22:: ChọnChọn hướnghướng quanquan sátsát ngượcngược vớivới nhómnhóm cócó độđộ ưuưu tiêntiênthấpthấp nhấtnhất ((44)) ((tứctức nhìnnhìn từtừ CC phiphi đốiđối xứngxứng đếnđến ((44)).. XemXem xétxétnhómnhóm 11 →→ 22 →→ 33 theotheo chiềuchiều kimkim đồngđồng hồhồ hayhay ngượcngược lạilại.. NếuNếucùngcùng chiềuchiều kimkim →→ cấucấu hìnhhình RR,, ngượcngược chiềuchiều kimkim đồngđồng hồhồ →→ cấucấuhìnhhình SS..

GỌI TÊN ĐỒNG PHÂN QUANG HỌC GỌI TÊN ĐỒNG PHÂN QUANG HỌC –– RR--SS

ThứThứ tựtự ưuưu tiêntiên: a>b>c>d: a>b>c>d

18

TrườngTrường hợphợp cócó 22 cacboncacbon phiphi đốiđối xứngxứng,, víví dụdụ xétxét hợphợp chấtchất 22--BromBrom--33--clobutanclobutan ..ỨngỨng vớivới 11 CC phiphi đốiđối xứngxứng tata cócó 22 cáchcách sắpsắp xếpxếp làlà R,R, SS.. NhưNhưvậyvậy ứngứng vớivới 22 CC phiphi đốiđối xứngxứng tata cócó thểthể cócó 44 cáchcách sắpsắp xếpxếp trongtrong khôngkhônggiangian tứctức cócó 44 đồngđồng phânphân quangquang họchọc..

(2R,3R)-2-Bromo-3-clorobutan

(2S,3R)-2-Bromo-3-clorobutan

Đối phân

(2S,3S)-2-Bromo-3-clorobutan

(2R,3S)-2-Bromo-3-clorobutan

Đối phân

?3

3

CH

CH

Cl

Br

H

H

3

3

CH

CH

Cl

Br

H

H

3

3

CH

CH

Cl

Br

H

H

3

3

CH

CH

Cl

Br

H

H

KhiKhi trìnhtrình bàybày 44 đồngđồng phânphân quangquang họchọc ởở trêntrên dướidưới dạngdạng côngcông thứcthứcchiếuchiếu FisherFisher tata thấythấy côngcông thứcthức chiếuchiếu củacủa haihai đốiđối phânphân cũngcũng đốiđối xứngxứngvớivới nhaunhau quaqua gươnggương phẳngphẳng..

HaiHai đồngđồng phânphân quangquang họchọc màmà khôngkhông phảiphải làlà đốiđối phânphân củacủa nhaunhau đượcđượcgọigọi làlà haihai xuyênxuyên lậplập thểthể phânphân..

((11),), ((22)):: cấucấu hìnhhình treotreo;; ((33),), ((44)):: cấucấu hìnhhình eritroeritro

H Br

CH3

Cl H

CH3

1

2

3

4 Xuyên lập thể phân

Br H

CH3

H Cl

CH3

H Br

CH3

H Cl

CH3

Br H

CH3

Cl H

CH3

(1) (2)

(3) (4)

19

NhưNhư vậyvậy càngcàng nhiềunhiều C*C* tata càngcàng cócó thểthể cócó nhiềunhiều đồngđồng phânphân quangquanghọchọc..

QuyQuy tắctắc VanVan HoffHoff:: NếuNếu cócó nCnC*,*, tata sẽsẽ cócó 22nn đồngđồng phânphân quangquang họchọc.. NhưngNhưng quyquy tắctắc VanVan HoffHoff trongtrong mộtmột sốsố trườngtrường hợphợp lạilại khôngkhông đúngđúng..

VíVí dụdụ:: xétxét hợphợp chấtchất 22,,33--DibrombutanDibrombutan CH3 CH

Br

CH

Br

CH3

3

3

CH

CHBr

H

H

Br

H Br

CH3

CH3

Br H

3

3

CH

CHBr

Br

H

H

Br H

CH3

CH3

H Br

3

3

CH

CHBr

H

H

Br

H Br

CH3

CH3

H Br

3

3

CH

CHBr

H

H

Br

Br H

CH3

CH3

Br H

(2S,3S)-2,3-Dibromobutan (2R,3R)-2,3-Dibromobutan

Hai đối phân treo

Là một

ĐóĐó làlà dodo đồngđồng phânphân nàynày cócó mộtmột mặtmặt phẳngphẳng đốiđối xứngxứng vuôngvuông gócgóc vớivớinốinối CC22--CC33.. VàVà cũngcũng vìvì vậyvậy đồngđồng phânphân nàynày khôngkhông cócó tínhtính quangquang hoạthoạt(không(không cócó tínhtính triềntriền quang)quang).. NgườiNgười tata khôngkhông dùngdùng têntên gọigọi eritroeritronữanữa màmà gọigọi đồngđồng phânphân nàynày làlà mesomeso..

3

3

CH

CHBr

H

H

Br

H Br

CH3

CH3

H Br

Meso

NhưNhư vậyvậy quyquy tắctắc VanVan HoffHoff khôngkhông đúngđúng màmà phảiphải phátphát biểubiểu lạilại làlà nếunếumộtmột chấtchất cócó nC*nC* thìthì cócó thểthể cócó tốitối đađa 22nn đồngđồng phânphân quangquang họchọc..

BấtBất kỳkỳ yếuyếu tốtố đốiđối xứngxứng nàonào cũngcũng sẽsẽ làmlàm giảmgiảm sốsố đồngđồng phânphân quangquanghọchọc..

ĐồngĐồng phânphân quangquang họchọc nàonào cócó chứachứa ítít nhấtnhất mộtmột yếuyếu tốtố đốiđối xứngxứng sẽsẽkhôngkhông cócó tínhtính quangquang hoạthoạt (không(không cócó tínhtính triềntriền quang)quang)..

20

CH3 Br

H Cl H CH3

CH3

H

Cl

Br

HCH3

H

CH3

CH3

H Cl

Br

CH3 CH3

H Cl Br H

1

234

23

14

1

2

3

4

LưuLưu ýý khikhi đọcđọc têntên eritroeritro,, treotreo,, mesomeso chocho cáccác hợphợp chấtchất cócó 22C*C*::-- MạchMạch cacboncacbon chínhchính phảiphải đặtđặt trêntrên trụctrục dọcdọc củacủa côngcông thứcthức chiếuchiếu

FisherFisher.. ĐặtĐặt CC sốsố 11 lênlên trêntrên cùngcùng..-- NếuNếu 22 nhómnhóm thếthế giốnggiống nhaunhau ởở cùngcùng bênbên →→ eritroeritro,, kháckhác bênbên →→

treotreo.. NhưngNhưng khôngkhông phảiphải lúclúc nàonào tata cũngcũng đọcđọc đượcđược têntên eritroeritro,, treotreo..

H Cl H CH3

CH3

H

Cl

H

CH3

Br

CH3

Br

CH3

H Cl

H

CH3 Br

H

CH3

CH3

H Cl

Br

1

2

3

4 Sai

CáchCách gọigọi têntên D,L D,L chocho cacbohidratcacbohidrat vàvà amino amino axitaxit ĐốiĐối vớivới nhữngnhững hợphợp chấtchất hóahóa sinhsinh quanquan trọngtrọng nhưnhư cacbohidratcacbohidrat vàvà

aminoamino axitaxit ((ngayngay cảcả trongtrong trườngtrường hợphợp 22C*),C*), đểđể phânphân biệtbiệt cáccácđồngđồng phânphân quangquang họchọc ngườingười tata khôngkhông dùngdùng têntên gọigọi eritroeritro,, treotreo,,mesomeso màmà dùngdùng têntên gọigọi D,LD,L ..

TênTên gọigọi D,LD,L bắtbắt nguồnnguồn từtừ lúclúc banban đầuđầu khikhi nghiênnghiên cứucứuglicerandehitglicerandehit,, HermannHermann EmilEmil FischerFischer chọnchọn mộtmột cáchcách độcđộc đoánđoánhợphợp chấtchất hữuhữu triềntriền làlà DD--(+)(+)--glicerandehitglicerandehit vàvà hợphợp chấtchất tảtả triềntriền làlà(L)(L)--((--))--glicerandehitglicerandehit..

H

CH2OH

OH

CHO

OH

CH2OH

H

CHO

D-(+)-glicerandehit (L)-(-)-glicerandehit

DựaDựa theotheo quyquy ướcước nàynày,, ngườingười tata gọigọi têntên cáccác cacbohidratcacbohidrat kháckhác..NhưNhư vậyvậy muốnmuốn sửsử dụngdụng têntên gọigọi D,LD,L bắtbắt buộcbuộc phảiphải sửsử dụngdụng côngcôngthứcthức chiếuchiếu FisherFisher..

21

GọiGọi têntên D,LD,L chocho cacbohidratcacbohidrat::

CHOOHHHHOOHHOHH

CH2OH

CHOOHHHHOHHOOHH

CH2OH

CHOOHHOHHOHH

CH2OH

CHOHHOOHHOHH

CH2OH

CHOOHHOHH

CH2OH

CHOHHOOHH

CH2OH

CHOHHOOHHHHOHHO

CH2OH

CHOOHHHHOHHOOHH

CH2OH

D-(+)-glucose L-(-)-glucose D-(+)-galactose L-(-)-galactose

CHOHHOHHOHHO

CH2OH

CHOOHHHHOHHO

CH2OH

D-(-)-ribose L-(+)-ribose D-(+)-arabinose L-(+)-arabinose

CHOHHOHHO

CH2OHD-(-)-eritrose L-(+)-eritrose D-(-)-treose L-(+)-treose

CHOOHHHHO

CH2OH

ĐặtĐặt mạchmạch cacboncacbon chínhchính trêntrên trụctrục dọcdọc.. ĐặtĐặt cacboncacbon cócó mứcmức oxioxi hóahóa caocao nhấtnhất ởở vịvị trítrí trêntrên cùngcùng

(COOH>CHO>(COOH>CHO>--CC--OH)OH) ((chínhchính làlà CC sốsố 11)).. DựaDựa trêntrên nhómnhóm OHOH ởở cacboncacbon phiphi đốiđối xứngxứng mangmang sốsố địnhđịnh vịvị caocao

nhấtnhất,, nếunếu nằmnằm bênbên taytay phảiphải →→ hợphợp chấtchất cócó cấucấu hìnhhình D,D, nếunếunằmnằm bênbên taytay tráitrái →→ hợphợp chấtchất cócó cấucấu hìnhhình LL..

GọiGọi têntên D,D, LL chocho aminoamino axitaxit::-- ĐặtĐặt mạchmạch cacboncacbon chínhchính trêntrên trụctrục dọcdọc..-- ĐặtĐặt cacboncacbon cócó mứcmức oxioxi hóahóa caocao nhấtnhất ởở vịvị trítrí trêntrên cùngcùng ((chínhchính làlà

nhómnhóm COOHCOOH tứctức CC sốsố 11))..-- DựaDựa trêntrên nhómnhóm NHNH22 ởở C*C* mangmang sốsố địnhđịnh vịvị thấpthấp nhấtnhất,, nếunếu nằmnằm

bênbên taytay phảiphải →→ hợphợp chấtchất cócó cấucấu hìnhhình D,D, nếunếu nằmnằm bênbên taytay tráitrái →→hợphợp chấtchất cócó cấucấu hìnhhình LL..

CHOOHHHHOOHHOHH

CH2OH

D-(+)-glucose

1

6

2

3

4

5

(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroxihexanal

R

S

R

R

CHOHHOOHHHHOHHO

CH2OH

L-(-)-glucose

1

6

2

4

5

(2S,3R,4S,5S)-2,3,4,5,6-pentahidroxihexanal

S

R

S

S

3

H2N

CH2OH

H

COOH

H

CH2OH

NH2

COOHH2N H

COOH

H OH

CH3

L-(-)-threoninL-(-)-serin D-(+)-serin

22

QuyQuy tắctắc sửsử dụngdụng côngcông thứcthức chiếuchiếu FisherFisher

QuyQuy tắctắc 11:: NếuNếu đổiđổi chỗchỗ 22 nhómnhóm thếthế bấtbất kỳkỳ củacủa mộtmột C*C* trêntrên côngcôngthứcthức chiếuchiếu FisherFisher thìthì tata sẽsẽ làmlàm thaythay đổiđổi cấucấu hìnhhình củacủa C*C* đóđó((chuyểnchuyển sangsang dạngdạng đốiđối hìnhhình))..

SCH3CH2 Br

CH3

H

RBr

CH3

CH2CH3

H

RCH3CH2 CH3

Br

H

Đổi chỗ lần 1

Đổi chỗ lần 2

ThayThay đổiđổi vịvị trítrí haihai nhómnhóm thếthế sốsố lẻlẻ lầnlần →→ làmlàm thaythay đổiđổi cấucấu hìnhhình((chuyểnchuyển sangsang dạngdạng đốiđối hìnhhình))..

ThayThay đổiđổi vịvị trítrí haihai nhómnhóm thếthế sốsố chẵnchẵn lầnlần →→ khôngkhông làmlàm thaythay đổiđổicấucấu hìnhhình..

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CHO

HHO

HHO

OHH

OHH

CH2OH

R

S

R S

S

R

(D)-(+)-glucose (D)-(+)-mannose

R

R

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CHO

HHO

OHH

HHO

HHO

CH2OH

R

R

R S

S

R

(D)-(+)-glucose (L)-(-)-glucose

S

S

-- TuyTuy nhiênnhiên cầncần lưulưu ýý làlà nhữngnhững điềuđiều trêntrên chỉchỉ đúngđúng vớivới trườngtrường hợphợpmộtmột C*,C*, trongtrong trườngtrường hợphợp nhiềunhiều CC thủthủ tánhtánh thìthì kếtkết quảquả sẽsẽ phứcphứctạptạp hơnhơn..

-- MởMở rộngrộng::

23

-- QuyQuy tắctắc nàynày rấtrất hữuhữu íchích trongtrong mộtmột sốsố trườngtrường hợphợp khikhi tata vẽvẽ côngcôngthứcthức chiếuchiếu FisherFisher đểđể đọcđọc têntên cấucấu hình,hình, đểđể cócó thểthể chiếuchiếu đúngđúng thìthìgócgóc nhìnnhìn lạilại vôvô cùngcùng khókhó khănkhăn dễdễ dẫndẫn đếnđến nhầmnhầm lẫn,lẫn, khikhi đóđó tata cócóthểthể chọnchọn gócgóc chiếuchiếu dễdễ đểđể chiếuchiếu rồirồi đổiđổi chỗchỗ sốsố chẵnchẵn lầnlần (thường(thường làlà22 lần)lần) đểđể cócó đượcđược côngcông thứcthức FisherFisher đúngđúng củacủa chấtchất đóđó rồirồi đọcđọc têntêncấucấu hìnhhình..

CH2OH

H

CHO

OHOH

H

CHO

CH2OH

H

CH2OH

OH

CHO

D

QuyQuy tắctắc 33:: NếuNếu xoayxoay côngcông thứcthức chiếuchiếu FisherFisher 18018000 ngoàingoài mặtmặt phẳngphẳngthìthì tata sẽsẽ làmlàm thaythay đổiđổi cấucấu hìnhhình củacủa chấtchất đóđó..

RBr

CH3

CH2CH3

H

Xoay 1800 ngoài SCH3CH2 Br

CH3

H

mặt phẳng

QuyQuy tắctắc 22:: NếuNếu xoayxoay côngcông thứcthức chiếuchiếu FisherFisher 18018000 trongtrong mặtmặt phẳngphẳngthìthì tata sẽsẽ khôngkhông làmlàm thaythay đổiđổi cấucấu hìnhhình củacủa chấtchất đóđó..

RBr

CH3

CH2CH3

H

Xoay 1800 trong RCH3CH2 Br

H

CH3

mặt phẳng

24

QuyQuy tắctắc 44:: NếuNếu xoayxoay côngcông thứcthức chiếuchiếu FisherFisher 909000 trongtrong mặtmặt phẳngphẳngthìthì tata sẽsẽ làmlàm thaythay đổiđổi cấucấu hìnhhình củacủa chấtchất đóđó..

RBr

CH3

CH2CH3

H

Xoay 900 trong SCH3 H

CH2CH3

Br

mặt phẳng

CácCác đồngđồng phânphân lậplập thểthể::-- TínhTính chấtchất vậtvật lýlý ((nhiệtnhiệt độđộ sôisôi,, nhiệtnhiệt độđộ nóngnóng chảychảy,,

tỷtỷ khốikhối,, độđộ hòahòa tan,tan, chỉchỉ sốsố khúckhúc xạxạ,, ……)) hoànhoàn toàntoàngiốnggiống nhaunhau..

-- TínhTính chấtchất hóahóa họchọc:: hoànhoàn toàntoàn giốnggiống nhaunhau..-- ĐồngĐồng phânphân quangquang họchọc cócó hoạthoạt tínhtính quangquang họchọc kháckhác

nhaunhau,, haihai đốiđối phânphân nếunếu đođo ởở cùngcùng điềuđiều kiệnkiện thìthì mộtmộtchấtchất sẽsẽ làmlàm quayquay mặtmặt phẳngphẳng ánhánh sángsáng phânphân cựccựcsangsang tráitrái,, mộtmột chấtchất sẽsẽ làmlàm quayquay mặtmặt phẳngphẳng ánhánhsángsáng phânphân cựccực sangsang phảiphải,, vớivới trịtrị tuyệttuyệt đốiđối sốsố gócgócquayquay bằngbằng nhaunhau..

-- HoạtHoạt tínhtính sinhsinh họchọc kháckhác nhaunhau..

TínhTính chấtchất đồngđồng phânphân lậplập thểthể