Chuyên đề Hoá hữu cơ
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Chuyên đề Hoá hữu cơ, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương I. Đại cương về hóa học hữu cơ
Đ 1. Thành phần nguyên tố và công thức phân tử
I. Khái niệm - Đặc điểm chung về hợp chất hữu cơ
1) khái niệm về hoá học hữu cơ, hợp chất hữu cơ
- Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu các hợp chất có chứa các bon ( trừ CO2 , CO, muối CO3- ).
- Hợp chất hữu cơ là những hợp chất chứa các bon được ngành hoá học hữu cơ nghiên cứu
2) Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ.
- Thành phần nguyên tố: Nhất thiết phải có Các bon, thường gặp : H, O, N và sau đó là các halozen, P, S.
- Liên kết hoá học: Chủ yếu là liên cộng hoá trị.
- Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, kém bền bởi nhiệt, và dễ cháy
- Các phản ứng hoá học hữu cơ thường xảy ra chậm, và không hoàn toàn.
3) Phân loại: có 2 loại cơ bản
a - Các hợp chất hyđrô - các bon : Có 3 loại chính .
- H-C no: + Hợp chất H - C no mạch hở ( ankan hay Parafin)
+ .......... ................. mạch vòng ( XiCloankan)
- H - C không no : + Hợp chất H - C không no loại có 1 liên kết đôi ( anken hay Ôlêfin)
+ ................................................... 2 ................( Ankađien hay Đi ôlefin )
+ .................................................... 1 .............. ba ( Ankin )
- H -C thơm : là những hợp chất có chứa vòng Ben zen ( hay vòng thơm )
b - Các hợp chất có chứa nhóm chức: Là những hợp chất chứa một nhóm nguyên tử qui định tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất đó
ví dụ: - Nhóm - OH qui định tính chất hoá học của rượu R - OH
- Nhóm - COOH qui định tính chất hoá học của axít hữu cơ R - COOH
R - là gốc hyđrocác bon.
II. Công thức phân tử .
1) Các công thức hoá học của hợp chất hữu cơ .
a - Công thức tổng quát: cho biết thành phần định tính các nguyên tố . Ví dụ: CxHyOz
b - Công thức thực nghiệm: Cho biết tỉ lệ về số lượng các nguyên tố trong phân tử.
Ví dụ ; ( CH2O )n n: nguyên và n ³ 1
c - Công thức đơn giản: tương tự công thức thực nghiệm ( không có n ). Ví dụ: CH2O
d - Công thức phân tử: Cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
Có thể xác định công thức phân tử qua công thức thực nghiệm, khi biết giá trị n
Ví dụ: Từ ( CH2O )n khi n = 2 thì CTPT là C2H4O2.
f - Công thức cấu tạo: + Cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
+ ............. trình tự sắp xếp các nguyên tử trong phân tử.
ví dụ : CTPT C2H4O2 Có các CTCT CH3 COOH , HCOOCH3 , CH2 - CHO
ỗ
OH
2) Xác định khối lượng phân tử ( MA ) : Có các công thức tính MA
- Dựa vào khối lượng riêng ở đktc: MA = 22,4D ( D là khối lượng riêng g/l )
- Dựa vào tỷ khối hơi của khí A so với khí B ( dA/B ) MA = dA/B . MB
- ............ khối lượng và số mol của hợp chất A MA =
3) Cách xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ:
a - Dựa vào thành phần % các nguyên tố: Vì khối lượng mỗi nguyên tố trong phân tử tỉ lệ với thành phần phần trăm => = = = = =
x = , y = , z = , v =
b - Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy:
Ta có PTPƯ: CXHYOZNV + (x + - ) O2 xCO2 + H2O + N2
MA 44x 9y 14v
a mCO2 mH2O mN2
=> x = , y = , v = , z =
Nếu lượng CO2 , N2 ( khí B ) cho theo thể tích thì tính theo công thức mB =
Ví dụ: B là khí CO2 mCO2 =
Bài toán 1: Đốt cháy hoàn toàn 18,6 gam hợp chất hữu cơ A ta thu được 26,88 lít CO2 và 12,6g nước. Bằng một thí nghiệm khác khi phân tích một lượng chất như trên thì thu được 2,24(l) khí N2 (thể tích các khí đều đo ở đktc). Biết khi hoá hơi 13,95g A thì thu được thể tích bằng thể tích của 4,8gOxi (Các thể tích đo trong cùng điều kiện) . Xác định công thức phân tử của A
Giải.
Đặt CTPT của A là: CXHYOZNV .
Vì ở cùng điều kiện t0 và P => nA = nO2 = = 0,15 mol => MA = = 93g hay 94 đvc
áp dụng các công thức : x = = = 6 , y = = = 7
v = = = 1 , z = = = 0
=> CTPT của A là : C6H7N .
Đ 2. Cấu tạo phân tử hợp chất hưũ cơ
I. Thuyết cấu tạo hoá học ( BútLêRốp):
1) Trong phân tử hợp chất hữu cơ các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hoá trị và theo thứ tự nhất định, gọi là cấu tạo hoá học. Nếu thay đổi sự liên kết đó sẽ tạo nên chất mới
Ví dụ: CH3 - CH2 - OH C2H6O CH3 - O - CH3
Rượu ( etilíc) Ete (Đimêtyl ete)
2) Trong phân tử hợp chất hữu cơ các bon luôn có hoá trị 4. Nguyên tử C không những liên kết với nguyên tử nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau tạo thành mạch các bon khác nhau: Mạch thẳng, mạch nhánh, mạch vòng :
CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 , CH3 - CH2 - CH - CH3
mạch thẳng mạch nhánh mạch vòng
CH3
3) Tính chất các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng nguyên tử) và cấu tạo hoá học (thứ tự liên kết các nguyên tử trong phân tử)
Ví dụ : Tính chất các chất phụ thuộc vào:
- Bản chất nguyên tử + CH4 : khí, cháy - Số lượng nguyên tử + C4H10 : Khí
+ CCl4 : lỏng, không cháy + C5H12 : lỏng
- Liên kết của các nguyên tử trong phân tử: + CH3 - CH2 - OH : lỏng, tác dụng với Na
+ CH3 - O - CH3 : Khí, không tác dụng với Na
ý nghiã của thuyết cấu tạo hoá học: - Mỗi hợp chất hữu cơ chỉ có một CTCT duy nhất.
- Từ tính chất hoá học có thể suy ra CTCT của một chất và ngược lại từ CTCT có thể suy ra tính chất của chất đó.
II. Đồng đẳng - Đồng phân - Liên kết Cộng hoá trị
1) đồng đẳng: Là những chất có tính chất hoá học tương tự nhau, có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm metylen ( -CH2-). Những chất đồng đẳng hợp thành dãy gọi là dãy đồng đẳng.
Ví dụ: CH4 , C2H6 , C3H8 , C4H10 , .... CnH2n + 2 : Dãy đồng dẳng của mê tan.
2) Đồng phân: Là những chất có thành phân tử như nhau, nhưng có cấu tạo hoá học khác nhau nên có những tính chất khác nhau.
Ví dụ: C2H6O + CH3 - CH2 - OH : lỏng, tác dụng với Na
+ CH3 - O - CH3 : Khí, không tác dụng với Na H H
3) Liên kết CHT : d
a/ Liên kết đơn - liên kết xic ma ( d ) bền H - C - C - H
- liên kết bằng 1 cặp e dùng chung C2H6 :
Л H H
b/ liên kết đôi: liên kết bằng 2 cặp e dùng chung H - C C - H
Trong đó có 1 liên kết d và 1 liên kết Л kém bền C2H4: d
H H
c/ Liên kết ba: Bằng 3 cặp e chung: trong đó có 1 liên kết d bền và 2 liên kết Л kém bền
C2H2 : H C C H
z y z y
Py - Py Px - Px Pz - Pz
Liên kết Л Liên kết d Liên kết Л
Chương II . HyĐrô - Các bon
- n là số nguyên tử C
Công thức của các hợp chất Hyđrô- Các bon : CnH2n + 2 - 2a . - a là số liên kết Л hay mạch vòng
Đ 1. HyĐrô - Các bon no:
- Khi a = 0 đ Công thức chung của H - C no mạch hở : CnH2n + 2 => n ³ 1
- Khi a = 1(Có1 mạch vòng) đ Công thức H - C no mạch vòng là: CnH2n => n ³ 3
- Đặc điểm cấu tạo: Trong phân tử các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết d (Liên kết đơn) bền vững.
I. Hyđrô - Các bon no mạch hở
Có tên An kan hay Parafin CnH2n + 2 => n ³ 1
1) Danh pháp - Đồng phân
a/ Danh pháp: Đọc tên theo số nguyên tử C trong phân tử + đuôi an
Ví dụ: CH4 : Mêtan , C2H6 : etan , C3H8 : Propan , C4H10 : Butan ...........
- Với những Ankan có mạch các bon dài và phân nhánh thì:
+ Chọn mạch Các bon dài nhất làm mạch chính, đánh số thứ tự C trong mạch chính , bắt đầu từ phía có nhóm thế (nhánh) gần nhất
+ Đọc: Vị trí nhóm thế + số nhóm thế + tên nhóm thế ( Theo vần a, b, c, ) + tên mạch chính + đuôi an.
Cl CH3
1 2 3 4 5 6 7
Ví dụ: CH3 - CH - CH - C - CH2 - CH2 - CH3 : 3 - Clo, 2, 4, 4 - Tri metyl Heptan.
CH3 CH3
b/ Đồng phân: Chỉ có loại đồng phân mạch các bon.
Ví dụ: CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 n - Pen tan
C5H12 CH3 - CH2 - CH - CH3
CH3
CH3 Iso - Pentan (2 - Metỵl butan)
CH3 - C - CH3 neo - Pentan ( 2, 2 - Đi metyl propan)
CH3
2) Tính chất vật lí: Hợp chất có số nguyên tử từ C1 đ C4: khí ; C5 đ C16: lỏng; C17 trở lên: rắn
3) Tính chất hoá học :
a/ Phản ứng thế : dưới tác dụng của ánh sáng khuếch tán các An kan tác dụng được với Cl2 và Br2 khan .
Đây là phản ứng đặc trưng của Ankan nói riêng và của H - C no nói chung.
CnH2n + 2 + X2 CnH2n + 1X + HX
CnH2n + 1X + X2 CnH2nX2 + HX
.............................................................................
Với an kan có 3 nguyên tử C trở lên thì QT thế theo tỉ lệ số mol 1 : 1 có thể ở bất kỳ C nào
Ví dụ: CH3 - CH2 - CH2Cl
CH3 - CH2 - CH3 + Cl2 + HCl
CH3 - CHCl - CH3
b/ Phản ứng tác dụng bởi nhiệt :
- Phản ứng phân huỷ:
-
- Phản ứng Crăcking ( phản ứng bẻ gẫy mạch) đ Ankan và anken có khối lượng nhỏ hơn
( x + y = n)
Ví dụ: đ CH4 + C3H6
C4H10
đ C2H6 + C2H4
c/ Phản ứng cháy - PƯ oxyhoá hoàn toàn.
CnH2n + 2 + O2 nCO2 + (n+1) H2O
nH2O > nCO2 => nAnKan = nH2O - nCO2
4) Điều chế Ankan:
a/ Phương pháp chung: R - COONa + NaOH R - H + Na2CO3
- Có thể dùng phương pháp nối mạch
đ R - R
R - X + 2Na + R/ - X đ R - R/ + 2NaX
đ R/ - R/
Ví dụ : đ C2H5 - C2H5
C2H5I + 2Na + CH3I đ C2H5 - CH3 + 2NaI
đ CH3 - CH3
b/ Phương pháp điều chế CH4: Al4C3 + 12H2O 3CH4ư + 4Al(OH)3¯
Hoặc Al4C3 + 12HCl 3CH4ư + 4AlCl3
- Có thể thu từ khí thiên nhiên ( Trong khí thiên nhiên chứa 95% CH4 )
II. HyĐro - Các bon mạch vòng
Có tên : XicloAnkan. Công thức chung: CnH2n => n ³ 3
1) Đặc điểm Cấu tạo và danh pháp:
- Các nguyên tử C liên kết với nhau bằng liên kết đơn tạo mạch vòng khép kín
- Đọc: XiClo + tên các ankan tương ứng
XiCloPropan XicloPentan XiCloHecxan
2) Tính chất hoá học:
Tương tự như các Ankan: Tham gia các phản ứng thế và phản ứng cháy ...
Với các XicloAnkan có KLPT nhỏ như : XiCloPropan, XiCloButan khi tác dụng với Cl2 hay
B2 khan nóng thì phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng hợp và vòng sẽ bị phá vỡ
Br Br
XiCloPropan 1, 3 - Đi Brôm Propan
Đ 2. HyĐro - Các bon không no
Công thức chung: Cn H2n + 2 - 2a trong đó : - n : số nguyên tử C
- a : số liên kết Л
I. Đặc điểm cấu tạo - Phân loại - Danh pháp - Đồng phân.
1) Đặc điểm cấu tạo :
Trong phân tử có các liên kết bội giữa các nguyên tử các bon hay có các liên kết Л kém bền.
2) Phân loại : Có 3 loại cơ bản.
a/ HyĐro - Các bon không no có 1 liên kết đôi : Anken hay Olefin
Nghĩa là : a = 1 => Ta có công thức của các anken là: CnH2n n ³ 2
b/ HyĐro - Các bon không no có 2 liên kết đôi : Ankađien hay Đi olefin
Nghĩa là: a = 2 => Công thức của Ankađien là : CnH2n - 2 với: n ³ 3
c/ HyĐro - Các bon không no có 1 liên kết ba: Ankin.
Nghĩa là: a = 2 => Công thức của Ankin là : CnH2n - 2 với: n ³ 2
3) Danh pháp:
a/ Anken: Đọc tên các ankan tương ứng nhưng đổi đuôi an thành đuôi ylen ( hoặc đuôi en) + vị trí của nối đôi
Ví dụ: C2H4 : CH2 = CH2 Etylen (eten) ; C3H6 : CH2 = CH - CH3 Propylen (ProPen)
C4H8 CH2 = CH - CH2 - CH3 Butylen - 1 (Buten - 1)
CH3 - CH = CH - CH3 Butylen - 2 (Buten - 2)
CH2 = C - CH3 2 - Metyl Propylen
ù
CH3
b/ Ankađien: Đọc tên các ankan tương ứng nhưng đổi phụ âm n thành đuôi đien + vị trí các nối đôi.
Ví dụ: CH2 = C = CH2 Propađien ; CH2 = CH - CH = CH2 Butađien - 1, 3
CH2 = C = CH - CH3 Butađien - 1, 2
CH2 = C - CH = CH2 2 - metyl butađien -1, 3 ( iso - Pren )
ù
CH3
c/ ankin : Đọc tên các ankan tương ứng nhưng đổi đuôi an thành đuôi in + vị trí của liên kết 3
Ví dụ : C2H2 : CH º CH Ankin (axetilen) C3H4 : CH º C - CH3 Propin
C4H6 : CH º C - CH2 - CH3 Butin - 1 CH3 - C º C - CH3 Butin - 2
4) Đồng phân: - Đồng phân mạch các bon
Có 2 loại đồng phân - Đồng phân vị trí liên kết đôi ( hoặc liên kết 3)
Ví dụ : C4H8 đồng phân mạch C: CH2 = CH - CH2 - CH3 và CH2 = C - CH3
ù
CH3
Đồng phân vị trí nối đôi : CH2 = CH - CH2 - CH3 và CH3 - CH = CH - CH3
Với các anken : Một số anken có khả năng tạo đồng phân không gian(Cis - Trans)
Đó là những anken mà: - Mỗi nguyên tử các bon ở liên kết đôi phải có 2 nhóm thế khác nhau
a c
C = C a b và c ạ d
b d
Ví dụ : CH3 - CH = CH - CH3 có khả năng tạo đồng phân CiS - TranS
CH3 CH3 CH3 H
C = C C = C
H H H CH3
Cis - Buten - 2 ( Đồng phân cùng phía) Trans - Buten - 2 (Đồng phân khác phía)
II. Tính chất hoá học:
Nhận xét: Do trong phân tử có các liên kết Л kém bền , dễ bị gẫy => tạo điều kiện cho các nguyên tử C có liên kết Л kết hợp với các nguyên tử nguyên tố khác (Phản ứng cộng hợp) hoặc chúng tự liên kết với nhau ( phản ứng trùng hợp) hay dễ bị các chất Oxyhoá tác dụng.
1) Phản ứng cộng hợp: Đây là phản ứng đặc trưng của các hợp chất H - C không no.
Các hợp chất H - C không no có khả năng cộng hợp với: H2 , X2 , axít , H2O
a/ An ken : CnH2n + H2 đ CnH2n + 2 ; CnH2n + X2 đ CnH2nX2
CnH2n + HX đ CnH2n + 1X ; CnH2n + H2O CnH2n + 1 OH
b/ Ankađien: Các phản ứng cộng hợp đều xảy ra qua 2 giai đoạn
Từ hợp chất có 2 nối đôi đ hợp chất có 1 nối đôi đ hợp chất chỉ còn liên kết đơn
Ví dụ: C4H6 C4H8 C4H10
Các Ankađien khi cộng hợp theo tỉ lệ số mol 1 : 1 thì sẽ tạo thành hỗn hợp các sản phẩm là
đồng phân của nhau CH3 - CH2 - CH = CH2
Ví dụ: CH2 = CH - CH = CH2 + H2
CH3 - CH = CH - CH3
CH3 - CHBr - CH = CH2
CH2 = CH - CH = CH2 + HBr
CH3 - CH = CH - CH2Br
c/ Ankin: Các phản ứng cộng hợp đều xảy ra qua 2 giai đoạn
Từ hợp chất có 2 nối đôi đ hợp chất có 1 nối đôi đ hợp chất chỉ còn liên kết đơn
CnH2n - 2 CnH2n CnH2n + 2
Nếu ankin tác dụng với H2 có pd, t0 thì PƯ tạo hợp chất Anken CnH2n - 2 + H2 CnH2n
Ankin tác dụng với axít: CH º CH + HCl CH2 = CHCl VinylClorua
CH2 = CHCl + HCl CH3 - CHCl2
Tác dụng với axít hữu cơ:
R - COOH + C º CH R - COO - C = CH 2
ờ ờ
R' R'
Ví dụ : CH3COOH + CH º CH CH3COO - CH = CH2 Vinylaxetat
** Lưu ý : khi các hợp chất H - C không no tác dụng với các hợp chất phân cực ( Như : axit HCl , nước HOH phải tuân theo qui tắc Mắc cốp nhi cốp
Ví dụ : đ CH3 - CH - CH3 (SP chính)
CH3 - CH = CH2 + H OH ỗ
OH
đ CH3 - CH2 - CH2 - OH (sp phụ)
2) Phản ứng trùng hợp:
- Phản ứng trùng hợp là QT nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự kết hợp với nhau để tạo thành một hợp chất có KLPT lớn (Pôlyme)
Các hợp chất H - C không no đều có khả năng Kết hợp với nhau để tạo thành hợp chất pôlyme.
Ví dụ: n CH = CH2 ( - CH - CH2 - )n ờ ờ
CH3 Propilen CH3 Poly Propilen ( PP )
Các ankađien khi tham gia phản ứng trùng hợp sẽ xảy ra theo 2cơ chế (1, 2 ) và (1, 4)
Ví dụ: ( - CH2 - CH = CH - CH2 - )n
n CH2 = CH - CH = CH2 Poly Butađien - 1,4
( - CH2 - CH - )n Poly Butađien - 1,2
ờ
CH = CH2
Ngoài 2 sản phẩm là Pôlyme phản ứng còn tạo ra một số sản phẩm phụ khác, trong đó có hợp chất VinylxiClohecxen - 3
Các Ankin khó tham gia phản ứng trùng hợp hơn Anken và ankađien . Chỉ có ankin có KLPT nhỏ như C2H2 hoặc C3H4 mới tham gia phản ứng và hệ số trùng hợp cũng rất nhỏ.
Benzen
hay 2 CH º CH CH º C - CH = CH2 Vinyl axetilen
3) Phản ứng Oxyhoá :
a/ Phản ứng Oxyhoá không hoàn toàn: Các hợp chất H - C không no có thể bị một số chất Oxyhoá tác dụng.
Ví dụ : Các hợp chất H - C không no có thể làm mất màu d2 KMnO4
- Anken bị d2 thuốc tím Oxhoá thành rượu no 2 chức
3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
- Ankađien bị d2 thuốc tím Oxhoá thành rượu no 4 chức
3CnH2n - 2 + 4KMnO4 + 8H2O 3CnH2n - 2(OH)4 + 4MnO2 + 4KOH
3C4H6 + 4KMnO4 + 8H2O 3C4H6(OH)4 + 4MnO2 + 4KOH
- Axetilen bị d2 thuốc tím Oxhoá thành axít Oxalic
3CH º CH + 8KMnO4 + 4H2O 3HOOC - COOH + 8MnO2 + 8KOH
Axít Oxalíc
Cần lưu ý: Anken và Ankađien tác dụng với KMnO4 đặc, nóng thì các liên kết đôi bị gãy tạo thành hợp chất Xeton, axít hoặc CO2
Ví dụ: 3CH3 - CH = CH2 + 10KMnO4 + 2H2O 3CH3 - COOH + CO2ư + 10MnO2 + 10KOH CH3 - CH = C - CH3 + 2KMnO4 + H2O CH3 - COOH + CH3 - C = O + 2MnO2 + 2KOH
ỗ ỗ
CH3 CH3
Có thể viết tắt các PTPƯ như sau:
CH3 - CH = CH2 + 4{O] CH3 - COOH + CO2ư
CH3 - C = C - CH3 + 3{O} CH3 - COOH + CH3 - C = O
ỗ ỗ
CH3 CH3
Ngoài ra các Anken còn có thể bị oxxyhoá nhẹ bởi O2 hoặc O3
Ví dụ: 2 CH2 = CH2 + O2 2CH3CHO
b/ Phản ứng Oxyhoá hoàn toàn : CO2 và H2O
CnH2n + O2 nCO2 + nH2O => nCO2 = nH2O
CnH2n - 2 + O2 nCO2 + (n - 1)H2O => nCO2 > nH2O
4) Phản ứng thế kim loại:
Các Ankin có liên kết 3 đầu mạch ngoài tính chất của một H - C không no chúng còn có khả năng tham gia các phản ứng thế kim loại các hợp chất cơ kim
Ví dụ: CH º CH + Ag2O Ag - C º C - Ag ¯ + H2O
vàng
Hay : CH º CH + 2AgNO3 + 2NH3 Ag - C º C - Ag ¯ + 2NH4NO3
CH º CH + 2CuCl Cu - C º C - Cu ¯ + 2HCl
Nâu đỏ
Hay : CH º CH + 2CuCl + 2NH3 Cu - C º C - Cu ¯ + 2NH4Cl
Các kết tủa trên có thể tác dụng với axít để tạo thành các Ankin ban đầu.
Ví dụ : Ag - C º C - Ag ¯ + 2HCl CH º CH + 2AgCl ¯
Ta có thể áp dụng phương pháp này để nhận biết các Ankin có liên kết 3 đầu mạch và tách các Ankin này ra khỏi hỗn hợp.
- Tác dụng với kim loại kiềm: 2CH º CH + 2Na 2CH º CNa + H2ư
III. ứng dụng.
1) Điều chế các chất dẻo: PE, PP, PVC, PVA .....
Chất dẻo P.E : n CH2 = CH2 ( - CH2 - CH2 - )n PolyEtylen
PVC : n CH2 = CH ( - CH2 - CH - )n PolyVinylClo
ờ ờ
Cl Cl
PVA: CH3COO CH3COO
ờ ờ
n CH = CH2 CH - CH2 n PolyVinylAxetat
2) Điều chế cao su tổng hợp
a/ Cao su Butađien ( Bu na): n CH2 = CH - CH = CH2 ( - CH2 - CH = CH - CH2 - )n
b/ Cao su IsoPren: n CH2 = C - CH = CH2 ( - CH2 - C = CH - CH2 - )n
ờ ờ
CH3 CH3
c/ Cao su Buna-S : n CH2 = CH - CH = CH2 + n CH2 = CH
ờ
C6H5
( - CH2 - CH = CH - CH2 - CH2 - CH - )n
ờ
C6H5
d/ Cao su BuNa-N: n CH2 = CH - CH = CH2 + n CH2 = CH
ờ
CN
( - CH2 - CH = CH - CH2 - CH2 - CH - )n
ờ
CN
e/ Cao su CloPren : n CH2 = C - CH = CH2 ( - CH2 - C = CH - CH2 - )n
ờ ờ
Cl Cl
(*) Sơ lược về cao su tự nhiên:
- Có trong mủ cây cao su, ví dụ như cây Hêvêra.
- Thành phần chính trong sao su tự nhiên là sản phẩm trùng hợp của isopren
( - CH2 - C = CH - CH2 - )n
ờ
CH3
- Cao su tự nhiên và cao su tổng hợp thông thường chỉ có tính đàn hồi trong một phạm vi t0 nhất định: ở t0 cao thì dẻo, dính ; ở t0 thấp thì cứng, giòn. Để khắc phục người ta chế hoá một lượng nhỏ lưu huỳnh (3 đ 4% ) ở t0 = 130 đ 1450c vào cao su. Quá trình đó gọi là quá trình lưu hoá cao su. Cao su lưu hoá là những phân tử cao su mạch thẳng liên kết với nhau qua các nguyên tử lưu huỳnh.
IV. Điều chế .
1) Điều chế anken:
- Tách H2 từ các ankan: CnH2n + 2 CnH2n + H2ư
- Crăcking CnH2n + 2 CxH2x + 2 + CyH2y
- Tách nước từ rượu no đơn chức: CnH2n + 1OH CnH2n + H2O
- Tách HX từ CnH2n + 1X: CnH2n + 1X CnH2n + HX
- Cho dẫn xuất đi halozen tác dụng với Zn: CnH2nX2 + Zn CnH2n + ZnX2
2) Điều chế Ankađien:
- Phương pháp chung: Đề Hyđro hoá ankan hoặc anken (Tách H2)
Ví dụ: CH3 - CH2 - CH2 - CH3 CH2 = CH - CH = CH2 + 2H2ư
Hoặc: CH3 - CH = CH - CH3 CH2 = CH - CH = CH2 + H2ư
- Phương pháp điều chế Butađien - 1,3
+ Từ C2H2 : 2 CH º CH CH2 = CH - C º CH
CH2 = CH - C º CH + H2 CH2 = CH - CH = CH2
+ Từ rượu etilic: 2 CnH2n + 1OH CH2 = CH - CH = CH2 + 2H2O + H2ư
+Từ Butanđiol-2,3 CH3 - CH - CH - CH3 CH2 = CH - CH = CH2 + 2H2O
ỗ ỗ
OH OH
3) Điều chế Axetilen ( C2H2 )
- Từ đất đèn ( CaC2 ) : CaC2 + 2H2O C2H2ư + Ca(OH)2
- Từ khí thiên nhiên ( thành phần chính CH4) => 2CH4 C2H2ư 3H2ư
Đ 3. HyĐro - các bon thơm
- H - C thơm là những hợp chất H - C có chứa vòng Benzen ( hay vòng thơm ).
- Vòng Ben zen là một vòng 6 cạnh, trong đó có các liên kết đơn xen kẻ liên kết đôi
A. Ben zen và các đồng đẳng của ben zen.
- Ben zen : CTPT C6H6 ( Công thức cấu tạo như trên )
=> Công thức chung của các chất trong dãy đồng đẳng ben zen : CnH2n - 6 n ³ 6
- Ta có thể xem các đồng đẳng của ben zen là những dẫn xuất của ben zen khi thay thế 1 hay nhiều nguyên tử Hyđro trên vòng ben zen bằng các gốc H - C no hoá trị 1 ( gốc ankyl )
I. Đồng phân và danh pháp.
1) Đồng phân : Đồng phân vị trí các gốc ankyl trên vòng ben zen
2) Danh pháp : Chọn 1 nhóm thế trên vòng ben zen làm vị trí số 1 rồi đánh số thứ tự C trên vòng ben zen .
- Đọc: số thứ tự của nhóm thế + số nhóm thế + tên nhóm thế + ben zen
Ví dụ: C7H8 CTCT vắn tắt C6H5 - CH3
II. Tính chất vật lí:
- Benzen và một số đồng đẳng của benzen : Chất lỏng, không màu, nhẹ hơn nước, không tan trong nước nhưng tan trong nhiều dung môi hữu cơ.
- Ben zen là dung môi hoà tan nhiều chất như: I2 , S , Cao su , chất béo, ....
III. Tính chất hoá học.
1) Tính chất hoá học của Benzen.
- Vòng Benzen có các liên kết đơn xen kẻ liên kết đôi => Benzen vừa có tính chất của H - C no, vừa có tính chất của H - C không no.
a/ Tính chất của H - C no - Phản ứng thế :
- Thế Halozen: Khi có bột Fe và đun nóng Benzen tác dụng được với Cl2 và Br2 khan
C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr ( Brom Benzen)
- Thế Nitro ( - NO2 ): Khi có H2SO4 đặc, benzen tác dụng với HNO3 đặc đ NiTrobenzen
C6H6 + HNO3 đặc C6H5NO2 + H2O
NiTroBenzen
Benzen dễ tham gia phản ứng thế hơn H - C no mạch hở ( vì thế Nitro dễ dàng).
b/ Tính chất của H - C không no - Phản ứng cộng hợp:
- Phản ứng cộng hợp H2 ( Ni, t0) đ XiCloHecxan : C6H6 + 3H2 C6H12
- Phản ứng cộng hợp Cl2 ( ánh sáng) đ HecxaCloXicloHecxan hay HecxaCloran
C6H6 + Cl2 C6H6Cl6 ( thuốc sâu 666 )
=> Benzen khó tham gia phản ứng cộng hợp hơn H - C không no mạch hở Vì Ben zen không làm mất màu nước Brôm.
2) Tính chất của các đồng đẳng Benzen.
a/ Phản ứng thế nhân ( Thế vòng Benzen)
a1/ Cơ chế thế vòng Benzen:
+ Nếu R là nhóm thế loại một ( đẩy e) thì các nhóm thế mới sẽ được định vị
vào các vị trí Or tho hoặc Para ( 2, 4, 6 ) trên vòng Ben zen.
Nhóm thế loại 1: Gốc ankyl, -NH2 , -OH , X- , ...
+ Nếu R là nhóm thế loai 2 ( hút e) thì các nhóm thế mới sẽ được định vị
vào các vị trí Meta (3, 5) trên vòng Benzen.
Nhóm thế loại 2 gồm: -NO2 , CH2=CH- , - CHO, - COOH, ...
- Các hợp chất có nhóm thế loại 1 dễ tham gia PƯ thế nhân Benzen.
- Các hợp chất có nhóm thế loại 2 khó tham gia PƯ thế nhân
a2/ Phản ứng thế nhân của các đồng đẳng của Benzen
Do gốc ankyl là nhóm thế loại 1 nên các nguyên tử Hyđro ở các vị trí 2, 4, 6 trở nên linh động và dễ lần lượt bị thay thế 1, 2 hoặc cả 3 nguyên tử Hyđro này bằng các nguyên tử nguyên tố khác
Hoặc
- Các đồng đẳng của Benzen dễ tham gia phản ứng thế nhân hơn Benzen.
b/ Phản ứng thế nhánh. ( thế gốc ankyl)
- Khi có ánh sáng khuếch tán, Cl2 và Br2 khan có thể thế các nguyên tử Hyđro ở gốc ankyl của các đồng đẳng Benzen
c/ Phản ứng cộng hợp : Các đồng đẳng của Benzen chỉ có khả năng cộng hợp với H2
3) Phản ứng Oxyhoá:
a/ Phản ứng Oxyhoá không hoàn toàn:
- Benzen không làm mất màu d2 KMnO4
- Tôluen và các đồng đẳng của benzen có thể bị d2 KMnO4 , đun nóng Oxyhoá đ axít Benzoic và các axít mạch hở khác
Bẻ gẫy mạch C* dù mạch nhánh như thế nào ?
b/ Phản ứng Oxyhoá hoàn toàn đ CO2 và H2O
CnH2n - 6 + O2 đ nCO2 + (n - 3)H2O
IV. ứng dụng
- Benzen: dùng để điều chế NiTrobenzen, Anilin, phẩm nhuộm, dược phẩm, thuốc trừ sâu 666, DDT, ....
- Tôluen dùng để điều chế thuốc nổ TNT , ....
V. Điều chế
1) Tách H2 từ các ankan hoặc xicloankan tương ứng:
Ví dụ: C6H14 C6H6 + 4H2ư
Hoặc C6H12 C6H6 + 3H2ư
C7H16 C6H5 - CH3 + 4H2ư
2) Phương pháp nối mạch
C6H5- X + 2Na + X - R C6H5 - R + 2NaX
Hay C6H6 + X - R C6H5 - R + HX
Hoặc C6H6 + CH = CH2 C6H5 - CH - CH3
ỗ ỗ
R R
3) Trùng hợp các ankin
3CH º CH C6H6
hoặc cho C6H5COONa + NaOH C6H6 + Na2CO3
B. HyĐro - Các bon thơm khác.
1) StiRen: C8H8 hay C6H5 - CH = CH2 => còn có tên : VinylBenzen
Trong phân tử đồng thời có 1 vòng Benzen và 1 liên kết đôi tại mạch nhánh =>
a/ Phản ứng thế vòng benzen: gốc vinyl là nhóm thế loại 2 => khả năng thế nhân khó hơn các đồng đẳng của Benzen
b/ Tính chất H - C không no ở nhánh(gốc Vinyl)
C6H5 - CH = CH2 + Br2 C6H5 - CHBr - CH2Br
C6H5 - CH = CH2 + HBr C6H5 - CHBr - CH3
n CH = CH2 ( - CH - CH2 - )n
ờ ờ
C6H5 C6H5 PolyStiren
Chương III. Các hợp chất có chứa nhóm chức
Đ1. Hợp chất có chứa nhóm chức.
I. Nhóm chức :
- Nhóm chức là những nguyên tử hay nhóm nguyên tử qui định những tính chất hoá học đặc trưng của một loại hợp chất
Ví dụ: Nhóm - OH : Nhóm chức của rượu.
Nhóm - CH = O : Nhóm chức của Anđêhít
Nhóm - NH2 : Nhóm chức của amin bậc một
Nhóm - COOH : ...................... Axít Cácboxilíc
.......................................................................................
II. Hợp chất có chứa nhóm chức.
- Là những hợp chất trong phân tử có chứa 1 hay nhiều nhóm chức.
- Hợp chất có chứa 1 nhóm chức : hợp chất đơn chức
- ........................... 2 hay nhiều nhóm chức giống nhau : Hợp chất đa chức
- ................................................................. khác nhau : Hợp chất tạp chức
Ví dụ: + Các hợp chất đơn chức: C2H5OH , CH3CHO , CH3COOH , .....
+ Các hợp chất đa chức: CH2 - OH , CHO , CH2 - CH - CH2 , COOH
ỗ ỗ ỗ ỗ ỗ ỗ
CH2 - OH CHO OH OH OH COOH
+ Các hợp chất tạp chức : CH2 - CHO , CH3 - CH - COOH ........
ỗ ỗ
OH NH2
Có thể xem các hợp chất có chứa nhóm chức là những dẫn xuất của các hợp chất H - C khi thay thế một hay nhiều nguyên tử Hyđro bằng các nhóm chức
- n là số nguyên tử C trong gốc H - C
CnH2n + 2 - 2a - xAx - a là số liên kết л
- x là số nhóm chức
- A là ký hiệu một nhóm chức nào đó
Đ 2. Rượu ( Ancol )
I. Định nghĩa - Đồng phân - Danh pháp
1) Định nghĩa:
- Rượu ( hay Ancol ) là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có chứa một hay nhiều nhóm - OH kết hợp với gốc H - C
- Nhóm chức của rượu là : - OH ( nhóm Hyđroxyl )
- Công thức chung của rượu : CnH2n + 2 - 2a - x(OH)x
+ Nếu a = 0 , xFile đính kèm:
chuyen de huu co.doc
