Bài giảng Hóa học hưu cơ - Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức

pdf53 trang | Chia sẻ: huu1989 | Lượt xem: 3017 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Bài giảng Hóa học hưu cơ - Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 77
Chương 6: HỢP CHẤT HỮU CƠ ĐƠN CHỨC VÀ ĐA CHỨC 
6.1. Dẫn xuất halogen 
6.1.1. Khái niệm chung 
 Khi thay thế một hoặc vài nguyên tử H trong phân tử các H – C bằng các nguyên tử 
halogen sẽ thu được các hợp chất hữu cơ chứa halogen, gọi là dẫn xuất halogen. 
 Cơng thức tổng quát cĩ dạng sau: R – X (vớii R: gốc H – C, X: halogen) 
 Can cứ vào đặc điểm cấu tạo trong phân tử cĩ thể phân loại các dẫn xuất halogen theo 
nhiều cách khác nhau: 
 - Dựa vào bản chất của halogen: cĩ 4 loại dẫn xuất halogen (dẫn xuất florua, clorua, 
bromua, iơtua) 
 - Dựa vào bản chất mạch C trong phân tử: dẫn xuất halogen no, dẫn xuất halogen khơng 
no, dẫn xuất halogen vịng no, dẫn xuất halogen thơm, .... 
 - Dựa vào số lượng nguyên tử halogen: dẫn xuất monohalogen và dẫn xuất polihalogen 
(đihalogen, trihalogen, ..., polihalogen) 
 Danh pháp: 
 - Tên thơng thường: đọc tên gốc H – C (R) rồi thêm tên halogen tương ứng 
 - Tên quốc tế IUPAC: Vị trí của hal – tên hal + tên của H – C tương ứng. 
Bảng 6.1: Danh pháp của một số dẫn xuất hal 
Cơng thức Danh pháp thơng thường Danh pháp quốc tế 
CH3 – Cl Metyl clorua Clo metan 
C2H5 – Cl Etyl clorua Clo etan 
CH3 – CH2 – CH2 – I n – propyl iotua 1 - iốt propan 
CH3 CH CH3
I 
izo – propyl iotua 2 – iốt propan 
C6H5 – Br Phenyl bromua Brom benzen 
CH2 = CH – Cl Vinyl clorua Clo eten 
6.1.2. Tính chất vật lý 
 Tính chất vậtlý của các dẫn xuất hal phụ thuộc vào thành phần và cấu tạo của gốc H – C 
cũng như vào hal. Các ankyl halogenua cĩ khối lượng phân tử thấp là những chất khí, trung bình là 
chất lỏng, cao là chất rắn. 
 Các dẫn xuất hal đều là hợp chất cộng hố trị nên thực tế khơng tan trong nước, chúng tan 
trong dung mơi hữu cơ và bản thân dẫn xuất hal cũng là dung mơi hữu cơ tốt. Bảng 6.2 dẫn ra tính 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 78
chất vật lý của một số dẫn xuất hal. 
Bảng 6.2: Hằng số vật lý của một số dẫn xuất halogen 
CTPT Tên 0
nct 
0
st d 
CH3 – Cl Clometan (metyl clorua) -97,00 -23,70 0,920 
CH3 – Br Brom metan -93,00 4,600 1,932 
CH3 – I Iơt metan -66,00 42,30 2,280 
C2H5 – Cl Clo etan -139,0 12,00 0,898 
CH3 – CH2 – CH2 – Cl 1 – clo propan -122,8 47,20 0,890 
CH2 = CH – Cl Vinyl clorua (clơ eten) -154,0 -14,00 0,911 
CH2 = CH – CH2 – Cl 3-clo propen - 1 -136,0 45,70 0,938 
C6H5 – Cl Clo benzen -45,20 132,0 1,107 
C6H5 – Br Brom benzen -30,60 155,1 1,499 
CHCl3 Clorofom -63,50 61,20 1,500 
CCl4 Cacbon tetraclorua -22,90 77,00 1,600 
6.1.3. Điều chế dẫn xuất hal 
a) Tác dụng trực tiếp hal với H – C tương ứng 
 Thí dụ: - Halogen hố anken 
 CH3 – CH2 – CH3 + Cl2 ⎯→⎯as CH3 – CHCl – CH3 + HCl 
 - Halogen hố anken 
 CH3 – CH = CH2 + Br2 ⎯→⎯ CH3 – CHBr – CH2Br 
 CH2 = CH2 + Cl2 ⎯⎯ →⎯ C0300 CH2 = CH – Cl + HCl 
 - Halogen hố H – C thơm 
+ Br2
Fe Br + HBr
 C6H6 + 3Cl2 ⎯→⎯as C6H6Cl6 
b) Đi từ ancol 
 Khi đun nĩng ancol với HX (HCl, HBr, HI) cĩ mặt của xúc tác ZnCl2, ancol sẽ chuyển hĩa 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 79
dễ dàng thành dẫn xuất hal tương ứng. 
 R – OH + HX ⎯⎯ →⎯ 2ZnCl R – X + H2O 
 Thí dụ: C2H5 – OH + HCl ⎯⎯ →⎯ 2ZnCl C2H5 – Cl + H2O 
c) Cộng HX vào anken 
 R – CH = CH2 + HX ⎯→⎯ R – CHX – CH3 
 Thí dụ: CH3 – CH = CH2 + HBr ⎯→⎯ CH3 – CHBr – CH3 
6.1.4. Tính chất hố học 
♦ Bản chất của liên kết C – X 
 Trung tâm phản ứng của dẫn xuất hal là liên kết C – X. Do χX > χC, nên liên kết C – X là 
liên kết cộng hố trị phân cực: 
+δ
C 
−δ
C 
♦ Khả năng phản ứng của các dẫn xuất hal 
 Khả năng phản ứng của các dẫn xuất hal , trước hết phụ thuộc vào bản chất của liên kết 
các hal. Tuỳ theo bản chất của hal, khả năng phản ứng của dẫn xuất hal được sắp xếp như sau: 
 R – I > R – Br > R – Cl > R – F 
 Như vậy dẫn xuât iốt là hoạt động nhất, loại kếm nhất là dẫn xuất flo. Điều này được giải 
thích là do độ phân cực lớn của liên kết C – I lớn nhất so với các liên kết C – X khác. 
 Mặt khác khả năng liên kết của các dẫn xuất hal cịn phụ thuộc vào đặc điểm của gốc H – 
C liên kết với hal. Đứng về mặt này, các dẫn xuất hal cĩ thể được chia thành 3 loại: 
 - Loại cĩ khả năng phản ứng cao: gồm các dẫn xuất hal, trong đĩ nguyên tử hal đính với 
nguyên tử C bê cạnh nguyên tử C mang nối đơi, hoặc với nguyên tử C ở cạnh nhân thơm. Thí dụ: 
CH2 CH CH2 Cl
CH2 Cl
Alyl clorua benzyl clorua 
 - Loại cĩ khả năng phản ứng trung bình: gồm các ankyl và xicloankyl hal. Thí dụ 
CH3 CH CH3 CH2 Cl
2-clo propan Metyl clorua xiclophenyl 
Cl
 - Loại cĩ khả năng phản ứng kém gồm các ankenyl và aryl halogenua, trong đĩ hal nối trực 
tiếp với Csp2. Khả năng phân cắt liên kết C – X giảm vì trong phân tử cịn cĩ hiệu ứng liên hợp +C 
của cặp electron p của hal với electron pi của liên kết đơi hoặc với hệ thống electron pi của nhân 
thơm. Thí dụ: 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 80
CH2 CH Cl
Vinyl clorua Clobenzen 
Cl. .
. .
 Những phản ứng quan trọng của dẫn xuất hal là thế, tách và tác dụng với kim loại. Ngồi 
ra, các hợp chất đĩ cịn cĩ thể tham gia phản ứng ở gốc H – C (thế nhân thơm, cộng vào gốc 
khơng no, ...) 
6.1.4.1. Phản ứng thế 
 Phản ứng thế nguyên tử hal trong dẫn xuất hal xảy ra chủ yếu theo cơ chế SN. 
 R – X + KOH ⎯→⎯ R – OH + KX 
 R – X + R1ONa ⎯→⎯ R – O – R1 + NaX 
 R – X + 2NH3 dư ⎯→⎯ R – NH2 + NH4X 
 R – X + KCN ⎯→⎯ R – CN + KX 
 R – X + R1COONa ⎯→⎯ R1COOR + NaX 
 Thí dụ: CH3 – Cl + KOH ⎯→⎯ CH3 – OH + KCl 
 C2H5 – Cl + CH3ONa ⎯→⎯ C2H5 – O – CH3 + NaCl 
 C2H5 – Br + 2NH3 dư ⎯→⎯ C2H5 – NH2 + NH4Br 
 C2H5 – I + KCN ⎯→⎯ C2H5 – CN + KI 
 C2H5 – Cl + CH3COONa ⎯→⎯ CH3COOC2H5 + NaCl 
 Sơ đồ diễn ra như sau: 
 Y(-) + R – X ⎯→⎯ R – Y + X(-) 
 Tác nhân nucleophin Y(-) cĩ thể gọi là anion hay phân tửu trung hồ cĩ cặp e tự do ở một 
nguyên tử Cl-, Br-, I-, OH-, CN-, H3N:, .... Nguyên tử hay nhĩm nguyên tử X bị thay thế là nhĩm hút e 
(-Cl, -Br, -I, -OH, -NR3, -SR2, ...) 
 Tuỳ theo số phân tử tham gia vào giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng, ta phân biệt phản 
ứng thế 2NS và 
1
NS . Các kết quả khảo sát bằng thực nghiệm cũng như lý thuyết đều đi đến kết luận 
rằng: 
 “bậc của gốc ankyl R càng cao thì khả năng tham gia phản ứng 2NS càng giảm, trong 
khi đĩ khả năng phản ứng 1NS càng tăng”. 
 Thí dụ 1: phản ứng thế theo cơ chế 1NS : 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 81
CH3 C Cl + OH
CH3
CH3
- CH3 C OH + Cl
CH3
CH3
-
 Cơ chế: 
CH3 C Cl
CH3
CH3
CH3 C + Cl
CH3
CH3
-+ - +cham
CH3CH3
CH3 C
CH3
CH3
+ -+ nhanh
CH3
C + OH nhanh
CH3
CH3
CH3
CHO CH3 C OH
CH3
CH3
Thí dụ 2: Phản ứng thế lưỡng phân tử 2NS 
 CH3 – Cl + OH- ⎯→⎯ CH3OH + Cl- 
 Cơ chế: 
HH
+-
H
COH +
H
H
H
CHOH C Cl
H
H
+- HO- Cl- + Cl-
(TTCT) 
6.1.4.2. Phản ứng tách HX 
 Khi đun nĩng dẫn xuất hal với dung dịch kiềm trong etanol sẽ xảy ra phản ứng tách HX để 
tạo thành H – C khơng no. Thí dụ: 
 CH3 – CH2 – Br ⎯⎯⎯ →⎯ ancol,KOH CH2 = CH2 + HBr 
 Đặc điểm cấu tạo của dẫn xuất hal cĩ ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng phản ứng tách. Đối 
với các dẫn xuất hal cĩ cùng gốc R, nhưng cĩ hal khác nhau thì khả năng tách theo trật tự sau: 
 R – I > R – Br > R – Cl > R – F 
 Phản ứng tách các dẫn xuất hal bậc 1 thường chỉ tạo ra một olephin, trong khi đĩ các dẫn 
xuất hal bậc 2 và bậc 3 tương ứng cĩ thể tham gia phản ứng tách theo hai hoặc ba hướng khác 
nhau, tạo ra hai hoặc ba olephin đồng phân khác nhau. 
 Hướng chính của những phản ứng tách HX tuân theo qui tắc chung gọi là qui tắc Zaixep: 
Trong đĩ phản ứung tách nucleophin, hal bị tách ra cùng với H ở nguyên tử C cĩ bậc tương đối cao 
hơn, tạo ra olefin cĩ tương đối nhiều nhĩm thế hơn ở hai nguyên tử C mang nối đơi. 
 Thí dụ: 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 82
CH3 CH2 CH CH3
+ HBr
KOH
Br
CH3 CH CH CH3
CH3 CH2 CH CH2 + HBr
 etanol
81%
19% 
6.1.3.3. Phản ứng với kim loại 
 Dẫn xuất hal phản ứng với kim loại tạo thành hợp chất cơ kim: 
 C2H5 – Br + 2Li ⎯⎯⎯ →⎯etekhan C2H5 – Li + LiBr 
 C2H5 – Br + Mg ⎯⎯⎯ →⎯etekhan C2H5 – Mg – Br 
 Với kim loại natri ta thu được ankan (phản ứng Wurtz): 
 2C2H5 – Br + 2Na ⎯⎯⎯ →⎯etekhan C2H5 – C2H5 + 2NaBr 
 Phản ứng xảy ra: 2C2H5Br + 2Na → 2 52 HC
•
 + 2NaBr 
 2 52 HC
•
 → C2H5 – C2H5 
 Khả năng tách theo trật tự sau: R – I > R – Br > R – Cl > R – F 
6.1.5. Giới thiệu các chất tiêu biểu 
a) Metyl clorua, CH3Cl 
 Là chất khí khơng màu, cĩ thể điều chế cùng với các dẫn xuất clo khác của metan bằng 
cách clo hố trực tiếp H – C này. 
 CH4 + Cl2 ⎯→⎯as CH3 – Cl + HCl 
 Metyl clorua tinh khiết cĩ thể được điều chế bằng cách cho ancol metylic tác dụng với HCl 
ở áp suất cao. 
 CH3 – OH + HCl ⎯⎯ →⎯ cao,p CH3 – Cl + H2O 
 Ứng dụng: CH3Cl được dùng làm chất sinh hàn cho tử lạnh, làm dung mơi và tác nhân 
metyl hĩa. 
b) Vinyl clorua, CH2 = CH – Cl 
 Vinyl clorua là chất khí, được điều chế bằng cáhc cộng HClkhí vào axetylen hay clo hố 
etylen: 
 CH2 = CH2 + Cl2 ⎯⎯ →⎯ C0300 CH2 = CH – Cl + HCl 
 CH ≡ CH + HCl ⎯⎯⎯⎯ →⎯ 220120 ClCu,C CH2 = CH – Cl 
 Dưới tác dụng của chất khơi mào, vinyl clorua trùng hợp theo cơ chế gốc tự do tạo thành 
polivinyl clorua (PVC): 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 83
CH2 CH
n
Cl
CH2 CH
Cl
n
 Ứng dụng: Dùng làm vải giả da, vật liệu cách điện, ... 
c) Clo benzen, C6H5 – Cl 
 Clo benzen là chất lỏng, được đieefu chế bằng cách clo hố trực tiếp benzen: 
+ Cl2
Fe Cl
+ HCl
 Ứng dụng: dùng để tổng hợp phenol, anilin và nhất là dùng để sản xuất thốc trừ sâu DDT: 
Cl + H2O+ CHO +
 CCl3
Cl Cl CH
Cl3
Cl
(DDT)
Cloral
Clobenzen
BÀI TẬP 
6.1: Gọi tên hợp chất sau theo danh pháp IUPAC: 
I
Cl
Br
CH3
Cl
CH3 CH2 CH CH2 CH CH3a)
b)
c)
CH3
Br
I 
6.2: Đun nĩng mỗi dẫn xuất sau đây với dung dịch NaOH đậm đặc trong nước. 
 a) CH3 – CH2 – Cl 
 b) (CH3)2CH – Cl 
 c) (CH3)3C – Cl 
 Hãy viết phương trình phản ứng và so sánh tốc độ phản ứng. 
6.3: Người ta chuyển hố hợp chất A cĩ CTPT C4H9Br theo sơ đồ: 
A
B
C
D
KOHđ, etanol
(1)
KOH loãng, nước
(2)
Mg, ete khan
(3) 
 B là sản phẩm chính và cĩ cấu hình trans. 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 84
 a) Viết CTCT của A, B, C, D. 
 b) Cho biết (1) và (2) thuộc loại phản ứng nào? (cộng, thế, tách). 
6.4: Từ C2H5Br và các hố chất cần thiết, viết ptpứ điều chế các ancol sau: 
 a) CH3 – CH2 – CH2 – OH 
 b) CH3 – CH2 – CH(OH) – CH3 
 c) (CH3)2 – C(OH) – CH2 – CH3 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 85
6.2. Hợp chất cơ nguyên tố 
 Cơ nguyên tố là ngành hố học các hchc của hầu hết các nguyên tố trong BTH trừ các 
nguyên tố hữu cơ (oganogen) cổ điển như H, O, N, S, các hal. Trong phân tử của hợp chất cơ 
nguyên tố, nguyên tử của các nguyên tố liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon. 
 Phần lớn các nguyên tố trong BTH là kim loại cho nên hơn nửa các hợp chất cơ nguyên tố 
là hợp chất cơ kim. Giữa kim loại và phi kim khơng cĩ giới hạn rõ ràng, tuy vậy người ta vẫn chia 
hợp chất cơ nguyên tố ra thành cơ kim và cơ phi kim. 
6.2.1. Hợp chất cơ magie 
 Nhiều kim loại như các kim loại kiềm Li, Na, K; các kim loại nhĩm II như Mg, Ca; kim loại 
nhĩm III như Al; nhĩm IV như Sn, Pb và các kim loại chuyển tiếp như Zn, Cd, Hg, ... cĩ thể tạo 
thành các hợp chất cơ kim tương ứng. Các gốc hữu cơ liên kết với kim loại cĩ thể là ankyl, 
ankenyl, ankinyl hoặc aryl. 
 Các hợp chất cơ kim được gọi theo tên gốc H – C với tên kim loại và hal. 
C2H5Na CH3MgBr C6H5HgCl
etyl natri metyl magie bromua phenyl thuyngan clorua 
6.2.1.1. Điều chế 
 - Từ ankyl halogenua: cho kim loại tác dụng với dẫn xuất alkyl halogenua trong mơi trường 
ete khan (tránh để thuỷ phân) 
 R – X + 2Li ⎯⎯⎯ →⎯ khan,ete R – Li + LiX 
 R – X + Mg ⎯⎯⎯ →⎯ khan,ete R – MgX 
 3R – X + 2Al ⎯⎯⎯ →⎯ khan,ete R – AlX2 + R2AlX 
 - Tác dụng kim loại với các hợp chất cơ kim cĩ sẵn: Các kim loại nặng hoạt động yếu 
khơng tác dụng trực tiếp với các hợp chất hal, song hợp kim của chúng với kim loại Na thì cho 
phản ứng với hiệu suất cao. 
 2CH3 – I + Hg(Na) ⎯→⎯ CH3 – Hg – CH3 + 2NaI 
6.2.1.2. Hố tính 
 Hợp chất cơ magie thuộc loại cĩ khả năng phản ứng cao, liên kết C – Mg dễ đứt ra để 
tham gia nhiều loại phản ứng khác nhau: 
a) Phản ứng với hợp chất cĩ H linh động 
 Sơ đồ chung: 
+δ
H⎯ 
−δ
A + 
−δ
R ⎯ XMg
δ+
 ⎯→⎯ R ⎯ H + A ⎯ MgX 
 Thí dụ: 
 Nước: H – OH + RMgX ⎯→⎯ R – H + HO – MgX 
 Ancol: H – OR1 + RMgX ⎯→⎯ R – H + R1O – MgX 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 86
 Amin: H – NHR1 + RMgX ⎯→⎯ R – H + R1NH – MgX 
 Axit: H – OCOR1 + RMgX ⎯→⎯ R – H + R1COO – MgX 
 Dựa trên cơ sở các phản ứng trên, người ta đã đưa ra phương pháp dùng metyl magie 
iođua CH3MgI để định tính và định lượng H linh động trong các hợp chất hữu cơ theo thể tích khí 
metan thốt ra: 
 H – OH + CH3MgX ⎯→⎯ CH4↑ + HO – MgX 
 Phương pháp này cĩ thể dùng để đo độ ẩm các dung mơi. 
b) Phản ứng cộng với hợp chất cacbonyl và nitrin 
 Hợp chất magie cộng hợp dễ dàng vào các liên kết bội phân cực như C = O (hay C ≡ N) để 
hình thành ra các liên kết C – C mới. Cacbanion Rδ- tấn cơng vào Cδ+ của nhĩm C = O (hoặc C ≡ N) 
và Mg2+ kết hợp với nguyên tử O (hay N) mang điện tích âm, sau đĩ thuỷ phân tiếp theo để cho 
sản phẩm. 
 Sơ đồ chung của phản ứng cộng với hợp chất cacbonyl như sau: 
R1
XMgR + C O R C OMgX
R2 R2
R1
Magie ancolat
 Magie ancolat được thuỷ phân thành ancol: 
R2
R1
R C OMgX + H2O R C OH + XMgOH
R2
R1
Ancol 
 Nếu R1 = R2 = H ta cĩ fomandehit HCHO và sản phẩm của phản ứng là ancol bậc mơt, R–
CH2OH. 
 Nếy R1 hoặc R2 = H ta cĩ một andehit đồng đẳng của HCHO là R1 – CHO và sản phẩm của 
phản ứng là một ancol bậc hai, R – CH(OH) – R2. 
 Nếu R1 và R2 đều là gốc H – C, ta cĩ xeton R1 – CO – R2 và sản phẩm của phản ứung là 
một ancol bậc ba (RR1R2)– OH. 
6.2.2. Hợp chất cơ phốtpho 
 Hợp chất cơ phi kim được nghiên cứu nhiều và cĩ ứng dụng thực tế rộng rãi là hợp chất 
cơ photpho. Nĩ được dùng làm thuốc trừ sâu cĩ hiệu lực cao, làm thuốc chữa bệnh, các hợp chất 
cao phân tử khơng cháy, chát phụ gia dầu nhờn, chất tuyển nổi quặng,.... 
 Các hợp chất cơ photpho được chia thành hai nhĩm: 
 - Hợp chất cĩ liên kết C – P, gồm các ankyl (aryl) photphin; các ankyl (aryl) thế của axit 
photphinơ, axit photphonơ, axit photphonic, axit photphoric và các photphinoxit. 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 87
 - Hợp chất cĩ liên kết gián tiếp của C với P: C – O – P gồm dẫn xuất của axit photphorow, 
axit photphoric. 
6.2.2.1. Hợp chất cơ photpho cĩ liên kết C – P 
 Trong số các hợp chất cĩ liên kết C – P, đáng chú ý hợp chất trong đĩ, photpho tạo 5 liên 
kết cộng hố trị đồng nhất. 
Thí dụ 1: pentaphenylphotphoran (Wittig, 1949): 
P
C6H5
C6H5
C6H5C6H5
C6H5
 Đặc tính: tan trong dung mơi hữu cơ và khơng tan trong nước, cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp. 
Thí dụ 2: Ngồi ra cũng cần phải kể đến các dẫn xuất cĩ chứa nhĩm chức của axit ankyl 
photphonic, chẳng hạn như: 
HO P C P OH
OH
CH3O
OHOH
O
1-hidroxi etylidenphotphonic 
 Đặc tính: cĩ khả năng tạo phức bền với các nguyên tố kiềm thổ, chuyển tiếp và hiếm. 
6.2.2.2. Hợp chất cơ photpho cĩ liên kết C – O – P 
 Thuộc vào loại hợp chất này là các dẫn xuất của axit photphorơ và axit photphoric. Este 
hồn tồn của axit photphorơ nhận được khi cho ancol tác dụng với photpho triclorua với sự cĩ 
mặt của bazơ hay ancolat: 
PCl3
C2H5O
3C2H5 OH + PCl3 P O C2H5
C2H5O
bazo
C2H5O
C2H5O
P Cl
trietyl photphit
Dietyclophotphit
 Cịn etyl este hồn tồn của axit photphoric (trietyl photphat) thu được bằng cách cho ancol 
etylic tác dụng với photphotriclorua với sự cĩ mặt của bazơ hoặc natri etylat. Khi thuỷ phân trietyl 
este của axit photphoric bằng một lượng NaOH vừa đủ sẽ thu được natri đietylphotphat: 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 88
+NaOH
C2H5O
3C2H5 OH + POCl3 P O C2H5
OC2H5O
-3HCl
C2H5O
C2H5O
P ONa
trimetyl photphat
Natri dietylcltphat
-C2H5OH
 Nhiều hợp chất cơ photpho loại này cĩ hoạt tính sinh lý mạnh, do đĩ chúng được ứng 
dụng rộng rãi làm chất phịng trừ dịch hại, nhất là trong lĩnh vực chất trừ sâu. Ưu điểm của chúng 
so với các dẫn xuất hal (hexacloran, DDT, ...) là bị phân huỷ tương đối nhanh, do đĩ ít gây ơ nhiễm 
mơi trường, cĩ tính chọn lọc cao. Chúng cĩ thể tiêu diệt cơn trùng gây hại mà khơng ảnh hưởng 
đến các sinh vật cĩ ích khác. 
6.2.2.3. Một số hợp chất trừ sâu cơ phốtpho 
a) Vophatoc [o,o – đimetyl – o-(4-nitrophenyl) photphothioat] 
 Đây là chất rắn cĩ nhiệt độ nĩng chảy 420C, diệt nhiều loại cơn trùng gây hại, bảo vệ cây 
trồng như lúa, ngơ, mía, cafe, bơng, rau, ... 
NO2
S
CH3O
CH3O
P OCTCT:
Vophatoc (metyl parathion) 
 Đặc tính: rất độc, được xếp vào nhĩm hố chất bảo vệ thực vật chỉ được dùng hạn chế. 
Thời gian ngừng phun thuốc trước khi thu hoạch 20 ngày. 
 Thuốc giải độc Vophatoc: atropin, PAM, ... 
b) Parathion [o,o – đietyl – o-(4-nitrophenyl) photphothioat] 
 Đây là chất rắn cĩ nhiệt độ chớp cháy 1740C, diệt nhiều loại cơn trùng gây hại, tác dụng 
mạnh hơn vophatoc. 
NO2
S
C2H5O
C2H5O
P OCTCT:
Parathion (thiophot) 
 Đặc tính: Parathion thuộc loại chất rất độc nguy hiểm, chỉ được dùng hạn chế. 
 Thuốc giải độc Parathion: atropin, PAM, ... 
c) Đipterex 
 Là chất rắn, nhiệt độ nĩng chảy khoảng 81 – 820C, diệt nhiều loại cơn trùng gây hại, bảo vệ 
cây trồng như lúa, ngơ, mía, các loại quả dễ rụng, đặc biệt chống cơn trùng 2 cánh như bướn, ruồi, 
gián, bọ chét, rệp giường, .... 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 89
O
CH3O
CH3O
P CH CCl3CTCT:
Dipterex Clorophot)
OH
 Đặc tính: Đipterex thuộc loại chất độc. 
c) Tuban, Sarin, Soman 
 Đây là những loại chất độc mà Đức quốc xã đã sản xuất dùng trong chiến tranh thế giới 
thứ hai, nhưng âm mưu của chúng chưa kịp thực hiện thì chúng đã bị đồng minh đánh bại. 
F
O
(CH3)2N
N C
PCTCT:
OC2H5
Tabun
OCH3
P
OCH(CH3)2
Sarin
F
OCH3
P
O CH C CH3
Soman CH3 CH3
CH3
 Đặc tính: gây hại thần kinh. 
BÀI TẬP 
6.5: Xuất phát từ n – propyl magie bromua và những hố chất cần thiết khác, hãy điều ché các hợp 
chất sau đây bằng phản ứng Grignard (Victor Grignard, 1900: R – X + Mg ⎯⎯⎯ →⎯ khan,ete R – MgX) 
 a) 2-metyl pentanol – 2 
 b) 4-metyl pentanol – 1 
 c) Rượu n-butylic 
6.6: Đi từ các dẫn xuất hal cĩ số nguyên tử C ít hơn hay bằng ba và những hố chất cần thiết 
khác, hãy điều chế các hợp chất dưới đây: 
C2H5
a) CH3 CH CH2OH
CH3 OH
c) CH3 CH2 C CH2 CH3
b) CH3 CH2 C CH3
CH3
OH
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 90
6.3. Ancol và phenol 
6.3.1. Khái niệm chung 
 Khi thay thế nguyên tử H trong phân tử H – C bằng nhĩm hiđroxyl (hay hiđroxi) OH ta được 
những dẫn xuất hiđroxyl, gọi là ancol (rượu) hoặc phenol tuỳ theo bản chất của gốc H – C nối với 
nhĩm hiđroxi. 
 Phenol khác với ancol ở chỗ trong phân tử phenol nhĩm OH liên kết trực tiếp với vịng 
thơm, cịn trong phân tử ancol nhĩm OH cĩ thể liên kết với một gốc no, gốc khơng no hay ở mạch 
nhánh của vịng thơm. Thí dụ: 
H
CH2 CH CH2OH
OH
OH
 Ancol no
(Xiclo hexanol)
Ancol no
(R. alylic)
Ancol thom
R. benzylic
CH2OH
 Dựa vào số nhĩm hiđroxi cĩ trong phân tử, cĩ thể phân biệt monophenol, điphenol, ... 
poliphenol hoặc monoamcol (monol), điol, ... và poliol. Thí dụ: 
CH3
Monophenol
 (m-Crezol)
OH
 Diphenol
(Hidrquinol)
OH
OH
 Triphenol
(Phlorogluxinol)
OH
OHHO
CH3 OH
OH OHOHMonoancol (metanol)
CH2 CH2
 Diol
(Etylenglicol)
OH OH
CH2 CH CH2
 Triol
(Propatriol - 1,2,3) 
 Đối với ancol người ta cịn phân biệt ancol bậc 1, bậc 2 và ancol bậc 3 tuỳ theo nhĩm OH 
liên kết với C bậc 1 hay 2 hay 3. Thí dụ: 
CH3
C2H5 OH
OHAncol b-1
 (etanol)
CH3 CH CH3
 Ancol b-2
 (Propanol-2)
OH
CH3 C CH3
 Ancol b-3
 (2-metyl Propanol-2) 
6.3.2. Tính chất vật lý 
 Khi so sánh tính chất vật lý của ancol và phenol với các H – C và nhiều dẫn xuất khác cĩ 
khối lượng phân tử tương đương, ta thấy cĩ nhiều điểm khác biệt, nhất là ở các chất đầu dãy đồng 
đẳng. Chẳng hạn ancol và phenol cĩ nhiệt độ sơi và nhiệt độ nĩng chảy cao hơn rất nhiều: 
Hợp chất C2H5OH CH3 – O – CH3 CH3 – CH2 – CH3 
M 46 46 44 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 91
ts(oC) 78 -25 -42 
tnc(oC) 114 -140 -189 
 Sở dĩ cĩ sự khác biệt như trên là do các phân tử ancol và phenol kết hợp với nhau bằng 
những liên kết hiđro (biểu diễn bằng đường chấm): 
R
O : . . . H O : . . . H
 . . . H O : . . . H
R
R
O : 
R 
 Ancol và phenol cũng cĩ thể tạo liên kết với H với nước: 
O : . . . . . . H
O : . . . H
R
R
 Đĩ là nguyên nhân chủ yếu làm cho ancol dễ tan trong nước (CH3OH, C2H5OH, C3H7OH 
tan vơ hạn trong nước). Khi số nguyên tử C trong phân tử tăng lên, độ tan trong nước giảm rất 
nhanh vì phần gốc H – C kị nước tăng lên. 
 Liên kết O – H ở phenol phân cực mạnh hơn ở ancol. Do đĩ, phênol tạo liên kết hiđro 
mạnh hơn ancol, thể hiện ở chỗ phenol cĩ nhiệt độ sơi cao hơn và độ tan trong nước lớn hơn. 
 Phenol khác với ancol cao là tan tốt trong dd kiềm, cĩ khả năng tách ra khỏi dd kiềm khi tác 
dụng với CO2. 
6.3.3. Tính chất hố học 
 Trong phân tử ancol và phenol, nhĩm chức đặc trưng cĩ vai trị quyết định đến tính chất 
của phân tử là nhĩm OH. Vì oxi cĩ độ âm điện lớn hơn C và H, các liên kết C – O và O – H phân 
cực mạnh về phía oxi. 
 Tuỳ theo đặc điểm cấu tạo của gốc H – C, sự phân cực của liên kết C – O cĩ thể tăng hoặc 
giảm, khi đĩ độ phân cực của liên kết O – H cũng biến đổi theo nhưng hướng ngược lại. Nĩi cách 
khác C – O càng ít phân cực thì O – H càng phân cực mạnh và ngược lại. 
 Thí dụ: Trong phenol, nhĩm OH nối với Csp2 của nhân thơm, cặp ep trên Oxi liên hợp với eπ 
của nhân, khiến proton của nhĩm OH dễ tách ra và các phenol cĩ tính axit. 
 Mặt khác, do cĩ hiệu ứng liên hợp p - π này mà mật độ e của nhân thơm được 
tăng thêm và phenol dễ tiếp nhận phản ứng thế electrophin hơn so với benzen. 
:O H
6.3.3.1. Đối với ancol 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 92
a) Phản ứng ở liên kết O – H 
♦ Sự tạo thành ancolat 
 Do sự phân cực của liên kết O – H (O ← H), các ancol cĩ thể tách proton tạo thành ion 
ancolat. Nĩi chung, các ancol là những axit yếu (yếu hơn nước). Thí dụ: 
 pKa (CH3OH) = 16 
 Tính axit phụ thuộc vào cấu tạo R, tính axit tăng khi gốc R hút địên tử (hiệu ứng –I), giảm 
khi R đẩy điện tử (+I). So sánh tính linh động của H trong nhĩm OH giữa ancol các bậc ta cĩ: 
 Ancol bậc I > Ancol bậc II > Ancol bậc III 
 Ancol cĩ thể phản ứng với kim loại kiềm (Na, K, ...) kém mãnh liệt hơn so với nước, giải 
phĩng ra H2 và tạo thành ancolat kim loại: 
2R OH + 2Na 2R ONa + H2
Natri ancolat 
 Các ancolat là những chất rắn dễ tan trong etanol tạo ra dung dịch ancolat trong etanol cĩ 
tính bazơ mạnh. Vì ancol là những axit yếu nên các ancolat nhất là ancolat kim loại kiềm rất dễ bị 
thuỷ phân: 
R ONa + H2O R OH + NaOH
Natri ancolat Ancolat 
♦ Sự tạo thành este: ancol cĩ thể tác dụng với axit cacboxylic, cĩ mặt chất xúc tác axit tạo 
thành este: 
H2SO4
toC
R1COOH + R2OH R1COOR2 + H2O 
 Cơ chế phản ứng: 
OH
O
R2OH
-H2O
R1 C + H+ 
OH
OH
R1 C 
+
OH
R2 O H
R1 C OH
+
OH
OR2
R1 C 
+
O
OR2
R1 C 
 Thí dụ: 
H2SO4
toC
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
Etyl axetat (90%) 
 Phản ứng nàu cĩ tính thuận nghịch. Hằng số cân bằng: 
 [ ] [ ][ ] [ ] 4523 2523 =×
×=
OHHCCOOHCH
OHHCOOCCHKCB 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 93
 Hiệu suất phản ứng đạt khoảng 66% tạo thành este. 
 Ancol cũng tác dụng với axit vơ cơ tạo thành este vơ cơ: 
ROH + H2SO4 ROSO2OH O2S
 OR
 OR
ROH
-H2O-H2O
Metyl sunfat
CH3OH + H2SO4 CH3OSO2OH O2S
 OCH3
 OCH3
CH3OH
-H2O-H2O
Dimetyl sunfat 
b) Phản ứng ở liên kết C – O 
♦ Sự tạo thành halogenua ankyl: 
 Khi rượu tác dụng với HX ta thu được RX: 
R OH + H X R X + H2O
 Phản ứng tạo thành R – X từ HX và rượu là phản ứng thuận nghịch xảy ra với tốc độ lớn 
khi cĩ mặt của của axit vơ cơ hoặc khi dùng thừa HX. 
 Khả năng phản ứng: HI > HBr > HCl > HF 
 Ancol bậc I > bậc II > bậc III 
 Cĩ thể dùng halogenua photpho (PX5, PX3) để tạo thành R – X: 
OH Cl
R1 CH R2 + PCl5 R1 CH R2 + POCl3 + HCl
R OH + PCl5 R Cl + POCl3 + HCl
R2
R1 C OH + PCl5 R1 C Cl + POCl3 + HCl
R3
R2
R3
♦ Đehyđrat hố ancol: 
 Phản ứng loại nước từ ancol xảy ra khi đun nĩng ancol cĩ H2SO4 đặc làm xúc tác. Cĩ hai 
trường hợp: 
 - Loại nước giữa hai phân tử ancol tạo ete: khi đun nĩng ancol ở 1400C và cĩ mặt 
H2SO4 đặc, ancol cĩ thể phản ứng với nhau tạo thành ete. Thí dụ: 
2C2H5OH C2H5OC2H5 + H2O
Ete
Dietyl ete (80%)
H2SO4
140oC
2R OH R O R + H2O
H2SO4
140oC
 - Loại nước nội phân tử tạo thành olefin: khi đun nĩng ancol ở 1700C và cĩ mặt H2SO4 
Chương 6: Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức  
Trang 94
đặc thì ancol sẽ tách nước (tuân theo quy tắc Maccopnhicop) tạo thành olefin: 
H2SO4
170oC
OH
R1 CH CH R2 R1 CH CH R2 + H2O
H
 Phản ứng loại nước ancol tạo thành anken cĩ thể xảy ra khi cho hơi ancol đi qua xúc tác 
Al2O3 ở 3750C: 
Al2O3
37

File đính kèm:

  • pdfChuong 6-Hop chat HC don chuc va da chuc.pdf
Đề thi liên quan