Chuyên đề Hóa 12 KNTT Bài 2: Cơ chế phản ứng có đáp án

- Giai đoạn phát triển mạch phản ứng:

\(C{H_3} - C{H_2} - C{H_2} - H + B{r^ \bullet } \to C{H_3} - C{H_2} - \mathop C\limits^ \bullet {H_2} + HBr\)

\(C{H_3} - C{H_2} - \mathop C\limits^ \bullet {H_2} + Br - Br \to C{H_3} - C{H_2} - C{H_2} - Br + B{r^ \bullet }\)

\[\begin{array}{l}C{H_3} - \mathop C\limits_{\left| {} \right.} H - C{H_3} + B{r^ \bullet } \to C{H_3} - \mathop C\limits^ \bullet H - C{H_3} + HBr\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,H\end{array}\]

\(\begin{array}{l}C{H_3} - \mathop C\limits^ \bullet H - C{H_3} + Br - Br \to C{H_3} - \mathop C\limits_{\left| {} \right.} H - C{H_3} + B{r^ \bullet }\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,Br\end{array}\)

…..

- Giai đoạn tắt mạch phản ứng:

\(B{r^ \bullet } + {}^ \bullet Br \to Br - Br\)

\(C{H_3} - C{H_2} - \mathop C\limits^ \bullet {H_2} + B{r^ \bullet } \to C{H_3} - C{H_2} - C{H_2} - Br\)

\(\begin{array}{l}C{H_3} - \mathop C\limits^ \bullet H - C{H_3} + B{r^ \bullet } \to C{H_3} - \mathop C\limits_{\left| {} \right.} H - C{H_3}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,Br\end{array}\)

\(C{H_3} - C{H_2} - \mathop C\limits^ \bullet {H_2} + \mathop C\limits^ \bullet {H_2} - C{H_2} - C{H_3} \to C{H_3} - C{H_2} - C{H_2} - C{H_2} - C{H_2} - C{H_3}\)

\[\begin{array}{l}C{H_3} - C{H_2} - \mathop C\limits^ \bullet {H_2} + C{H_3} - \mathop C\limits^ \bullet H - C{H_3} \to C{H_3} - C{H_2} - C{H_2} - \mathop C\limits_{\left| {} \right.} H - C{H_3}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,C{H_3}\end{array}\]

\(\begin{array}{l}C{H_3} - \mathop C\limits^ \bullet H - C{H_3} + C{H_3} - \mathop C\limits^ \bullet H - C{H_3} \to C{H_3} - \mathop C\limits_{\left| {} \right.} H - \mathop C\limits_{\left| {} \right.} H - C{H_3}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,C{H_3}\,\,\,\,\,C{H_3}\end{array}\)

* Dự đoán sản phẩm chính:

\[\begin{array}{l}C{H_3} - \mathop C\limits_{\left| {} \right.} H - C{H_3}\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,Br\\2{\rm{ }}--{\rm{ }}bromopropane\end{array}\]

Do trong phản ứng thế gốc vào nguyên tử carbon no của alkane, nguyên tử hydrogen liên kết với nguyên tử carbon bậc cao hơn sẽ dễ bị thế hơn do tạo gốc tự do bền hơn.

- Quá trình tương tác giữa benzene và tác nhân electrophile.

- Quá trình tách proton để tạo thành sản phẩm:

* Phản ứng thuỷ phân 2 – chloro – 2 – methylpropane trong dung dịch NaOH:

- Phương trình hoá học:

${\left(C{H}_3\right)}_{3}C-Cl+NaOH\stackrel{t^o}{\to }{\left(C{H}_3\right)}_{3}C-OH+NaCl$

- Cơ chế của phản ứng: 2 – chloro – 2 – methylpropane là dẫn xuất halogen bậc ba, do đó phản ứng thuỷ phân chủ yếu diễn ra theo cơ chế S_N1.

\(NaOH \to N{a^ + } + {}^ - OH\)

- Giai đoạn phát triển mạch phản ứng:

\(C{H_3} - H + C{l^ \bullet } \to \mathop C\limits^ \bullet {H_3} + HCl\)

\(\mathop C\limits^ \bullet {H_3} + Cl - Cl \to C{H_3} - Cl + C{l^ \bullet }\)

…

- Giai đoạn tắt mạch phản ứng:

\(C{l^ \bullet } + C{l^ \bullet } \to Cl - Cl\)

\(\mathop C\limits^ \bullet {H_3} + \mathop {Cl}\limits^ \bullet   \to C{H_3} - Cl\)

\[\mathop C\limits^ \bullet {H_3} + \mathop C\limits^ \bullet {H_3} \to C{H_3} - C{H_3}\]

* Ví dụ cơ chế phản ứng thế S_EAr của arene:

- Quá trình tạo ra tác nhân electrophile ⁺NO₂.

- Quá trình tương tác giữa benzene và tác nhân electrophile.

- Quá trình tách proton để tạo thành sản phẩm:

* Ví dụ cơ chế phản ứng thế S_N1, S_N2 của dẫn xuất halogen.

- Phản ứng thuỷ phân chloroethane trong dung dịch NaOH:

\(C{H_3} - C{H_2} - Cl + NaOH \to C{H_3} - C{H_2} - OH + NaCl\)

Chloroethane là dẫn xuất halogen bậc một do đó phản ứng thuỷ phân diễn ra theo cơ chế S_N2.

\(NaOH \to N{a^ + } + {}^ - OH\)

- Phản ứng thuỷ phân 2 – chloro – 2 – methylpropane trong dung dịch NaOH:

${\left(C{H}_3\right)}_{3}C-Cl+NaOH\stackrel{t^o}{\to }{\left(C{H}_3\right)}_{3}C-OH+NaCl$

2 – chloro – 2 – methylpropane là dẫn xuất halogen bậc ba, do đó phản ứng thuỷ phân chủ yếu diễn ra theo cơ chế S_N1.

\(NaOH \to N{a^ + } + {}^ - OH\)