Cho hai phương trình phản ứng cạnh tranh trong cùng điều kiện: (i) một phản ứng nội phân tử nhanh tạo vòng 5, (ii) một phản ứng liên phân tử chậm tạo sản phẩm nối chuỗi. a. Dùng nguyên tắc động học và...

a. Để xác định khi nào sản phẩm vòng (nội phân tử) ưu thế, ta cần xem xét nguyên tắc động học và nhiệt động học. - **Động học**: Nếu phản ứng nội phân tử nhanh hơn phản ứng liên phân tử, thì sản phẩm vòng sẽ chiếm ưu thế. Điều này thường xảy ra khi có cấu trúc hóa học phù hợp, cho phép phản ứng nội phân tử diễn ra nhanh chóng, ví dụ như khi có khoảng cách ngắn giữa các nhóm chức cần phản ứng với nhau trong phân tử. - **Nhiệt động học**: Sản phẩm có năng lượng tự do thấp hơn (ổn định hơn) sẽ ưu thế hơn. Nếu sản phẩm vòng có năng lượng tự do thấp hơn so với sản phẩm nối chuỗi, thì nó sẽ là sản phẩm ưu thế trong điều kiện nhiệt động học thuận lợi. b. Khi thay đổi dung môi từ polar sang nonpolar, tỉ lệ sản phẩm có thể bị ảnh hưởng như sau: - Dung môi polar thường giúp ổn định các ion và phân tử phân cực, do đó làm tăng tốc độ phản ứng liên phân tử (vì thường thì phản ứng này tạo ra các ion hoặc phân tử phân cực). Khi dung môi chuyển sang nonpolar, phản ứng liên phân tử sẽ trở nên khó khăn hơn, dẫn đến việc tỉ lệ sản phẩm nối chuỗi giảm. - Ngược lại, phản ứng nội phân tử có thể không bị ảnh hưởng nhiều do nó xảy ra trong cùng một phân tử, và vì thế có thể chiếm ưu thế hơn trong dung môi nonpolar. Kết quả là, sản phẩm vòng sẽ tăng lên trong dung môi nonpolar. c. Ví dụ cụ thể cho phản ứng nội phân tử và liên phân tử có thể là: - Phản ứng nội phân tử: một phân tử như 1,6-hexandiol có thể trải qua phản ứng cyclization để tạo ra 1,4-dioxan, một vòng 5. Phản ứng này diễn ra nhanh chóng trong môi trường ẩm ướt (polar). - Phản ứng liên phân tử: nếu xem xét việc sử dụng 1,6-hexandiol để phản ứng với axit như axit axetic để tạo thành sản phẩm nối chuỗi như một este, thì phản ứng này sẽ chậm hơn, đặc biệt trong dung môi nonpolar. Tóm lại, sản phẩm dự đoán trong trường hợp dung môi polar là sản phẩm nối chuỗi, trong khi trong trường hợp dung môi nonpolar, sản phẩm vòng sẽ trở thành sản phẩm chính.