Cho mình hỏi cách vẽ đồng phân xicloankan và các đồng phân xiclo của C6H12 và C7H14
Quảng cáo
4 câu trả lời 203
A) Quy trình vẽ đồng phân xicloankan (CₙH₂ₙ)
Chọn kích thước vòng
Với công thức CₙH₂ₙ (đơn vòng, không nối đôi), mọi khung xiclo hợp lệ có kích thước vòng từ 3 đến n.
Vòng k carbon → số carbon còn lại làm nhánh = n − k.
Phân phối nhánh
Chia số carbon còn lại thành các nhóm thế hợp lý:
Ví dụ n − k = 2 có thể là ethyl (–C₂H₅) hoặc 2 methyl (–CH₃, –CH₃).
n − k = 3 có thể là n-propyl, isopropyl, hoặc ethyl + methyl, hoặc 3 methyl (phân bố vị trí hợp lệ).
Loại trùng cấu tạo
Trên mỗi vòng, xét tính đối xứng để gộp những cấu tạo thực ra giống nhau:
Trên vòng 3: 1,2- và 1,3- là tương đương (do tam giác đối xứng).
Vòng 4: 1,4- ≡ 1,2- (đều là “kề nhau” theo đối xứng), còn 1,3- là “đối diện”.
Vòng 5: 1,2- (kề) và 1,3- (xa hơn); 1,4- ≡ 1,3-; 1,5- ≡ 1,2-.
Vòng 6: nhiều vị trí tương đương theo đối xứng lục giác (đặc biệt khi chỉ có 1 nhóm thế).
(Tùy chọn) Đồng phân hình học
Khi có hai nhóm thế trên vòng (k≥4), có thể phát sinh cis/trans. Nếu đề không yêu cầu, chỉ cần liệt kê đồng phân cấu tạo.
B) Áp dụng
1) Các đồng phân xiclo của C₆H₁₂ (đơn vòng, không tính cis/trans)
Vòng 6 (không nhánh):
Cyclohexane
Vòng 5 (1 nhánh C₁):
2. Methylcyclopentane
Vòng 4 (tổng nhánh = 2C):
3. Ethylcyclobutane
4. 1,1-Dimethylcyclobutane (geminal)
5. 1,2-Dimethylcyclobutane (kề)
6. 1,3-Dimethylcyclobutane (đối)
Vòng 3 (tổng nhánh = 3C):
7. n-Propylcyclopropane
8. Isopropylcyclopropane
9. (Ethyl)(methyl)cyclopropane, kiểu 1,1- (cùng một carbon)
10. (Ethyl)(methyl)cyclopropane, kiểu 1,2- (đặt trên hai carbon khác nhau; 1,2 ≡ 1,3 trên vòng 3)
11. 1,1,2-Trimethylcyclopropane (hai CH₃ cùng 1 carbon + một CH₃ ở carbon kề)
12. 1,2,3-Trimethylcyclopropane (mỗi carbon vòng mang 1 CH₃)
Ghi chú: Một số cấu tạo ở mục 5 và 6 có thể có cis/trans nếu cần xét lập thể.
2) Các đồng phân xiclo của C₇H₁₄ (đơn vòng, không tính cis/trans)
Liệt kê theo khung vòng + cách phân phối nhánh (đủ dùng để vẽ hết):
Vòng 7 (không nhánh):
Cycloheptane
Vòng 6 (1 nhánh C₁):
2. Methylcyclohexane
Vòng 5 (tổng nhánh = 2C):
3. Ethylcyclopentane
4. 1,1-Dimethylcyclopentane (geminal)
5. 1,2-Dimethylcyclopentane (kề)
6. 1,3-Dimethylcyclopentane (xa hơn)
Vòng 4 (tổng nhánh = 3C):
7. n-Propylcyclobutane
8. Isopropylcyclobutane
9. (Ethyl)(methyl)cyclobutane 1,1-
10. (Ethyl)(methyl)cyclobutane 1,2- (kề; 1,4 ≡ 1,2)
11. (Ethyl)(methyl)cyclobutane 1,3- (đối)
12. 1,1,2-Trimethylcyclobutane (hai CH₃ cùng 1 carbon + một CH₃ kề)
13. 1,1,3-Trimethylcyclobutane (hai CH₃ cùng 1 carbon + một CH₃ đối)
14. 1,2,3-Trimethylcyclobutane (ba CH₃ trên ba carbon kề nhau)
15. 1,2,4-Trimethylcyclobutane (hai kề + một ở vị trí còn lại, không trùng 1,2,3 do đối xứng)
Vòng 3 (tổng nhánh = 4C): (một số đại diện; bạn có thể vẽ theo quy tắc ở phần A)
16. n-Butylcyclopropane
17. sec-Butylcyclopropane
18. isobutylcyclopropane
19. tert-Butylcyclopropane
20. 1,1-Diethylcyclopropane
21. 1,2-Diethylcyclopropane (1,2 ≡ 1,3 trên vòng 3)
22. (Ethyl)(dimethyl)cyclopropane 1,1,2- (hai CH₃ cùng 1 carbon + 1 C₂H₅ ở carbon kề)
23. (Ethyl)(dimethyl)cyclopropane 1,2,3- (C₂H₅, CH₃, CH₃ trên ba carbon khác nhau)
24. 1,1,2,2-Tetramethylcyclopropane (hai carbon mang mỗi carbon 2 CH₃)
25. 1,1,2,3-Tetramethylcyclopropane (phân bố 2-1-1 trên ba carbon)
Trên vòng 3, nhớ quy tắc đối xứng: 1,2 ≡ 1,3. Khi vẽ, chỉ cần kiểm xem hai sơ đồ có chồng khít nhau sau khi “xoay/đổi tên đỉnh” hay không.
1. Đồng phân xicloankan (C6H12 và C7H14)
=> Định nghĩa:
+ Xicloankan là hidrocacbon mạch vòng no, công thức chung là CnH2n.
+ Đáp ứng với công thức của C6H12 và C7H14.
=> Cách vẽ:
+ Vẽ một vòng 6 nguyên tử C liên kết với nhau thành vòng kín cho C6H12.
+ Vẽ một vòng 7 nguyên tử C liên kết với nhau thành vòng kín cho C7H14.
+ Mỗi nguyên tử C có đủ số liên kết để tạo 4 liên kết cộng hóa trị (cộng thêm H nếu chưa đủ).
=> Đồng phân xicloankan của C6H12:
+ Xiclohexan: Vòng 6 carbon, tất cả nối với nhau, không nhánh.
+ Các đồng phân khác là xicloankan có nhánh, ví dụ: methyl xiclo-pentan (vòng 5 carbon + 1 nhánh methyl).
=> Cách tạo đồng phân:
+ Giữ vòng 5C, gắn nhánh methyl.
+ Vòng 4C + nhánh ethyl, hoặc hai nhánh methyl,…
=> Đồng phân xicloankan của C7H14:
+ Vòng 7 carbon (xicloheptan).
+ Vòng 6 carbon + nhánh methyl.
+ Vòng 5 carbon + nhánh ethyl hoặc hai nhánh methyl, …
2. Các đồng phân xiclo (không nhất thiết là xicloankan)
=> Nếu đề bài nói đến "đồng phân xiclo" mà không giới hạn là xicloankan, có thể bao gồm:
+ Xicloankan (vòng no)
+ Xicloalken (vòng có nối đôi), ví dụ xiclohexen C6H10, xiclohepten C7H12 → KHÔNG PHÙ HỢP VỚI C6H12, C7H14
+ Nhưng vì công thức là C6H12, C7H14, công thức chung phù hợp với xicloankan hoặc alkene mạch hở (không phải mạch vòng).
I. Đồng phân xicloankan của C₆H₁₂
➤ Tổng quát:
Công thức CₙH₂ₙ ⇒ là công thức của xicloankan no đơn vòng hoặc ankena mạch hở. Trong trường hợp này, ta xét xicloankan (no).
✅ Số đồng phân xicloankan: 9 đồng phân cấu tạo (có thể có 11 kể cả dạng đối xứng)
📌 Cách liệt kê:
Xiclohexan
→ (vòng 6, không nhánh)
Metylxiclopentan
→ (vòng 5 + nhánh CH₃)
1,1-Đimetylxiclobutan
1,2-Đimetylxiclobutan (cis/trans)
1,3-Đimetylxiclobutan (cis/trans)
Etylxiclobutan
1,1,2-Trimetylxiclopropan
1,2,2-Trimetylxiclopropan
1,2,3-Trimetylxiclopropan
👉 Tổng cộng: 9 đồng phân cấu tạo, một số có đồng phân hình học (cis/trans), nên nếu tính cả hình học: khoảng 11 đồng phân.
🔷 II. Đồng phân xicloankan của C₇H₁₄
✅ Số đồng phân xicloankan: khoảng 13–15 (kể cả đồng phân hình học)
📌 Các kiểu cấu trúc:
Xicloheptan
Metylxiclohexan
1,1-Đimetylxiclopentan
1,2-Đimetylxiclopentan (cis/trans)
1,3-Đimetylxiclopentan (cis/trans)
Etylxiclopentan
1,1,2-Trimetylxiclobutan
1,2,2-Trimetylxiclobutan
1,2,3-Trimetylxiclobutan
Propylxiclopropan
Isopropylxiclopropan
👉 Có thể có thêm một số đồng phân tách mạch phụ khác nhau về vị trí.
🧠 Cách vẽ đồng phân xicloankan
Để vẽ đúng và đủ, bạn có thể làm theo 4 bước sau:
Bước 1: Bắt đầu từ vòng chính (xiclo)
Với C₆H₁₂: thử xiclohexan (6C vòng), xiclopentan (5C vòng + nhánh), xiclobutan, xiclopropan.
Bước 2: Gắn nhánh ankyl (CH₃, C₂H₅...)
Mỗi lần rút bớt 1C trong vòng, thêm nhánh ankyl tương ứng để đủ 6 hoặc 7C tổng cộng.
Bước 3: Đổi vị trí nhánh (1,2 / 1,3 / 1,4...)
Xem các vị trí khác nhau của nhánh cho đồng phân khác nhau không đối xứng.
Bước 4: Xét hình học (cis/trans)
Chỉ áp dụng khi có 2 nhánh trên vòng ≥ 4C (ví dụ xiclobutan, xiclopentan)
-
1. Xác định số lượng nguyên tử cacbon:Bắt đầu từ các mạch vòng đơn giản nhất và tăng dần độ phức tạp.
-
2. Vẽ mạch vòng cơ bản:Vẽ các cấu trúc vòng có số lượng nguyên tử cacbon phù hợp, ví dụ: xiclopropan (3C), xiclopentan (5C), xiclohexan (6C), xicloheptan (7C).
-
3. Thêm nhóm thế:
- Mạch hở (nhánh): Dùng các nhóm ankyl như metyl (-CH3), etyl (-C2H5) gắn vào vòng.
- Vị trí nhóm thế: Đảm bảo tất cả các nhóm thế được gắn vào vòng tại các vị trí khác nhau.
-
4. Kiểm tra công thức phân tử:Đảm bảo công thức phân tử của đồng phân bạn vẽ ra là C6H12 hoặc C7H14.
- Xiclohexan: Vòng 6 cạnh.
- Metylxiclopentan: Vòng 5 cạnh có nhóm metyl gắn vào.
- Đimetylxiclopropan: Vòng 3 cạnh có 2 nhóm metyl gắn vào. Có 3 đồng phân vị trí: 1,1-, 1,2-, 1,3-.
- Etylxiclopropan: Vòng 3 cạnh có nhóm etyl gắn vào.
- Xicloheptan: Vòng 7 cạnh.
- Dẫn xuất của xiclohexan:
- Metylxiclohexan: Vòng 6 cạnh có nhóm metyl.
- Đimetylxiclopentan: Vòng 5 cạnh có 2 nhóm metyl.
- Etylxiclopentan: Vòng 5 cạnh có nhóm etyl.
- Etiliden xiclopentan: Vòng 5 cạnh có nhóm etyliden.
- Dẫn xuất của xiclopropan:
- Các đồng phân xicloalkan nhỏ hơn với các nhánh anky
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
17160 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
8776

