c. Đặc điểm và ứng dụng của hiệu ứng liên hợp

Đặc điểm của hiệu ứng liên hợp: nó thay đổi tương đối ít khi kéo dài mạch các liên kết liên hợp. Hiệu ứng liên hợp chỉ có hiệu lực mạnh trên hệ liên hợp phẳng (tức là các ocbitan p thuần khiết phải có trục song song với nhau).

                                                            Hệ π-p phẳng                Hệ π-p không phẳng

Ứng dụng của hiệu ứng liên hợp:

* Giải thích độ mạnh của axit hữu cơ:

Ví dụ 1: so sánh tính axit của etanol và phenol:

Phenol có tính axit mạnh hơn etanol do hiệu ứng liên hợp âm (-C) của vòng thơm khiến liên kết O-H phân cực hơn về phía O. Trong etanol, nhóm etyl có hiệu ứng cảm dương (+I) khiến liên kết O-H kém phân cực hơn. Như biểu diễn sau đây: C₂H₅ → O – H

Ví dụ 2: So sánh tính axit của p-nitrophenol và m-nitrophenol. Ta thấy p-nitrophenol có tính axit mạnh hơn m-nitrophenol.

Trong m-nitrophenol, nhóm NO₂ không liên hợp với nhóm -OH nên nó không làm ảnh hưởng nhiều đến tính axit của phenol. Trong khi đó, nhóm -NO₂ trong p-nitrophenol có sự liên hợp gây hiệu ứng -C với cặp e_p của Oxi trong nhóm –OH, khiến cho liên kết O-H bị phân cực mạnh hơn về phía Oxi nên tính axit của p-nitrophenol mạnh hơn.

*Giải thích độ mạnh của bazơ hữu cơ:

Bazơ càng mạnh khi đôi điện tử trên N càng tự do.

+ Khi phân tử bazơ có nhóm gây hiệu ứng liên hợp dương (+C), độ mạnh của bazơ sẽ tăng.

+ Khi phân tử bazơ có nhóm gây hiệu ứng liên hợp âm (-C), độ mạnh của bazơ sẽ giảm.

Ví dụ:

*Giải thích cơ chế phản ứng:

+ Giải thích quá trình cộng 1,2 và cộng 1,4 của alkadien liên hợp: Khi cộng 1:1 vào alkadien liên hợp có thể thu được sản phẩm cộng 1,2 và 1,4. Điều này được giải thích như sau:

+  Quy luật thế electrophin trên vòng benzen:

- Các nhóm thế làm tăng hoạt nhân benzen(+I hoặc +C): Gốc ankyl, –NH₂, –OH, –Cl, –Br…sẽ  định hướng sản phẩm tại 1,2(orto) và 1,4 (para).

Ví dụ trường hợp của anilin:

- Các nhóm thế làm giảm hoạt nhân benzen(-I hoặc -C): –NO₂, –COOH, –CH=O…sẽ  định hướng sản phẩm tại 1,3(meta).

Ví dụ axit benzoic:

(còn nữa)