Hóa hữu cơ Hóa đại cương 3 Chương 5 HYDROCARBON THƠM

Bản trình bày PowerPoint CHƯƠNG 5 HYDROCARBON THƠM TÍNH CHẤT VẬT LÍ Hydrocarbon• thơm rất dễ cháy và luôn luôn cần thao tác cẩn thận Benzene• và đồng đẳng không tan trong nước nhưng tan trong các[.]

CHƯƠNG 5

HYDROCARBON THƠM

Hydrocarbon

• thơm rất dễ cháy và luôn luôn cần thao tác cẩn thận

Benzene

• và đồng đẳng không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ

Nhiệt

• độ sôi của các hydrocarbon thơm hơi cao hơn so với alkane có cùng số carbon.

Ví dụ: hexane C6H14 sôi ở 69 oC trong khi benzene sôi ở 80 oC

Benzene

• có nhiệt độ nóng chảy cao hơn hexane Benzene nóng chảy ở 5,5 oC và hexane nóng chảy ở -95 oC

2

BENZENE

3

• Thế kỷ thứ 15: tên gọi benzene được sử dụng, do bắt nguồn từ “gum benzoin” hay còn gọi là nhựa benzoin, một loại nhựa thơm

• 1825: Benzene lần đầu tiên được cô lập và xác định bởi Michael Faraday từ cặn dầu trong quá trình sản xuất khí đốt và được đặt tên là bicarburet of hydrogen

• 1833: Elihard Mitscgerlich đã sản xuất benzene từ sự chưng cất benzoic acid (từ gum bezoin và vôi sống) và đặt tên là benzin

• 1836: Nhà hóa học người Pháp, Auguste Laurent đặt tên cho benzene là “phène”

• 1845: Charles Mansfied dưới sự hướng dẫn của August Wihelm von Hofmann đã cô lập benzene từ nhựa than 1849: Mansfied là người đầu tiên đưa ra qui trình và bắt đầu sản xuất qui mô công nghiệp dựa trên phương pháp nhựa than

• xuất benzene: trước kia benzene chủ yếu được sản xuất từ dầu thô, từ phân đoạn nhỏ trong sản xuất than Ngày nay, benzene hầu hết được sản xuất từ công nghiệp hóa dầu

• 4 tiến trình đóng góp cho ngành sản xuất benzene: reforming xúc tác (catalytic reforming), khử alkyl của toluene (toluene hydrodealkylation), toluene disproportionation, và steam craking

Mỹ

• : 50% sản xuất từ qui trình catalytic reforming xúc tác và 25% từ steam cracking.

Tây

• Âu: 50% benzene từ steam cracking và 25% từ catalytic reforming.

Tỉ lệ sản xuất benzene toàn

cầu theo quốc gia năm 2012

Tỉ lệ sản xuất benzene toàn cầu theo vùng năm 2012

• dụng quan trọng

nhất của benzene là

tổng hợp ethylbenzene

cho sản xuất nhựa

styrene Những ứng

dụng khác bao gồm sản

xuất phenol, tổng hợp

dodecylbenzene (cho

chất tẩy rửa), và là chất

làm tăng chỉ số octane

trong xăng

Pt - Al 2 O 3

250 o C

ĐỘC TÍNH

9

• Các hydrocarbon thơm: rất độc

• Benzene: hít khí benzene trong thời gian dài làm giảm sản sinh hồng cầu và bạch cầu Là tác nhân gây ung thư

• Benzene và một số hợp chất thơm độc khác được tìm thấy trong khói thuốc lá, trong không khí ô nhiễm và sản phẩm bị dầu phân hủy trong than củi trong quá trình nướng thịt

ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC

Cấu trúc phân tử hương phương có các đặc điểm chung sau đây:

Cơ

• cấu vòng phẳng.

Có

• hệ thống nối liên hợp trải khắp vòng– hệ thống sắp xếp các

nối giữa các nguyên tử của vòng thơm gồm các nối đơn và nối

đôi luân phiên

Có

• (4n + 2) electron , với n = 1, 2 …

1 QUI TẮC HÜCKEL

1,3,5-Hexatriene

Hương

Không

11

PHẢN ỨNG THẾ THÂN ĐIỆN TỬ

▪ Halogen hóa: Cl 2 /FeCl 3 , Cl 2 /AlCl 3 , Br 2 /FeBr 3 , I 2 /CuCl 2

+ Cl 2 AlCl 3

Cl

▪ Nitro hóa: HNO 3 đđ/H2SO 4 đđ

NO 2 HNO 3 , H 2 SO 4

+ H 2 O

▪ Sulfon hóa: H 2 SO 4 bốc khói (H 2 SO 4 & SO 3 )

SO 3 H

+ H 2 O

H 2 SO 4

HÓA

 TÍNH AREN

13

▪ Alkil hóa: -R

+ R-Cl AlCl 3

R

+ HCl

▪ Alcyl hóa:

RCO-+ R-CO-Cl AlCl 3

CO-R

+ HCl

+ (R-CO) 2 O AlCl 3

CO-R

+ RCOOH

SỰ ĐỊNH HƯỚNG CỦA PHẢN ỨNG TRÍ HOÁN THÂN ĐIỆN TỬ TRÊN NHÂN HƯƠNG PHƯƠNG

G (+I, +R) : định hướng orto, para

Me

HNO 3 , H 2 SO 4

Me

NO 2

Me

NO 2

G (-I, -R) : định hướng meta

NO 2

H 2 SO 4

NO 2

SO 3 H

15

OCH 3

Br 2 , FeBr 3

Me

OCH 3

Br

HNO 3 , H 2 SO 4

+

NO 2

NO 2

O 2 N

Me

NO 2 NO

Me

NO 2

NO 2 +

G1 rút điện tử , G2 cho điện tử  Phụ thuộc G2

G halogen (-I, +R) : định hướng orto, para

NO 2 HNO 3 , H 2 SO 4 NO 2

+