bài giảng hóa học đại cương chương ii hidrocarbon- ths. nguyễn vinh lan

- Đánh số mạch chính sao cho carbon mang nhánh có số nhỏ- Gọi tên: Tên nhánh có kèm theo số chỉ vị trí nhánh + tên - Nhẹ hơn nước.. - Nhiệt độ sôi, nóng chảy thấp.. Số C tăng, nhiệt độ

- Đánh số mạch chính sao cho carbon mang nhánh có số nhỏ

- Gọi tên: Tên nhánh ( có kèm theo số chỉ vị trí nhánh ) + tên

- Nhẹ hơn nước.

- Nhiệt độ sôi, nóng chảy thấp Số C tăng, nhiệt độ sôi, nóng chảy tăng.

- Cùng số C, đồng phân có nhiều dây nhánh hơn sẽ

có nhiệt độ sôi, nóng chảy thấp hơn.

C1-C4 : khí

C5-C17 : lỏng

C : rắn

II Tính chất vật lý :

4 Phản ứng khử carbonyl (Clemensen) :

5 Khử CO2 của muối RCOONa :

RCOONa + NaOH CaO R-H + Na2CO3

- So sánh giữa các ankan > anken > ankin > aren.

- Trong trườ ng hợ p đốt cháy những hydrocarbon

có khả năng cháy kém hoặc đốt cháy trong điều

kiện thiếu oxy thì quá trình đốt cháy cho nhiều khói,

R CH 2 CH 2 R' to

CHƯƠNG II- HIDROCARBON

- Điề kiệ : H2SO4 đđ (170oC) hoặc Al2O3 (400-800oC)

- Khả n ng phả ứng : ancol III > ancol II > ancol IĐịnh hư ng phả ứng : tuâ theo quy ắc ZaixepR-CH2-CHOH-CH3 R-CH=CH-CH3 + H2O

�Ngoài ra các anken cò có các phả ứng oxi h a, phảứng thế Hα

P.ứng c ng

P.ứng oxi h a P.ứng c a anken

IV.1- Phả ứng cộng :

1 Phả ứng c ng H 2 : Xúc ác Ni, Pt Cơ chế h p phụ

R-CH=CH2 + H2 R-CH2-CH3

2 Phả ứng c ng ion:

� Cơ chế phả ứng : Phả ứng cộng ái điệ ử

( thâ điệ ử, electrophil )

�T c nhâ ái điệ ử: là 1 cation ( H+, Br+,…) hoặc phâ ử phâ

-� Giai đ ạ 1 : T c nhâ ái điệ ử ấ công và C tch

điệ âm củ liê kếtđ ii tạ carbocation ( bư c chậm )

� Giai đ ạ 2 : Anion tấ công và carbocation C+ đ hình

� Trư ng hợp đ c biệt: Phả ứng với HBr có mặtmộtperoxit

( ROOR ), sả phẩm chính tuâ theo qui tắc Kharash: H cộng

và C mang hidro hơn:

HBr

CH 2 CH CH 3

Peroxit

CH2 CH2 CH3Br

(sả phẩm chính)

Lưu ý : Peroxit chỉ có ảnh hư ng với HBr, không có ác d ng

với các ác nhâ b tđ i xứng khác như HCl, HI, H2SO4, H2O

BH2H

1 Phả ứng oxi h a với KMnO4 :

a V i dung dịch KMnO4 lỗng, nhiệtđ thấ :

CH CH2 + 2KMnO4 + 4H2O

OH

CH2 + 2MnO2 + 2KOH OH

Ozonid

H2O,Znhoặc H3O+ +

R4O

(1)

Phản ứng ơzon giải cho sản phẩm là andehit hoặc xêton tù thuộc cấu tạo anken:

C H

V VÍÍÍÍ D D DỤ Ụ Ụ 1: 1:

2- H2O/Zn

R

R ' C

+

CTCT X là:

7 Phả ứng thế Hα :

o C

C - ANKIN

� Tùy cấu trúc ankin mà người ta chia ankin làm 2 loại

là ankin cuối dây và ankin giữa dây :

� Axetilen là ankin cuối dây duy nhất có cấu trúc đối

xứng.

I Gọi tên :

2 Tên quốc tế :

1 Tên thông thường : xem như dẫn xuất của axetilen

- Nếu hợp chất vừa có nối đôi và nối ba thì phải đánh số ưu tiên nối đôi có STT nhỏ hơn

H

H

X H HX KOH

- Phản ứng này thường được dùng để điều chế ankin cuối dây Nhưng vì ankin cuối dây có tính axit nên người ta

th ư ờ ng d ù ng d ư NaNH2 (3:1) v à s ẽ thu đ ư ợ c mu ố i axetilua natri thay vì ankin Sau cùng phải thêm vào dung dịch axit để chuyển hóa muối natri thành akin tương ứng

R CH CH 2

X X

X X

H H

X C X

X + Zn to C C + 2ZnX2

R'δ+> X

IV Tính chất hóa học :

Phả ứng cộng

Phả ứng oxi h a (KMnO 4 ) Phả ứng củ ankin

X

X R' X

X

gem

- Đối với ankin giữa dây đối xứng hoặc axetilen :

gem

(sản phẩm chính)

CH2 CH X

H3C CH X X

c/vị H2C CH HO

C CH3 R

H 2 O HgSO 4

5 Phản ứng cộng HCN và CH3COOH :

- HCN và CH3COOH chỉ cộng một lần

CN HCN

OCOCH3

CH 3 COOH

* Phản ứng oxi hóa :

6 Phản ứng oxi hóa bởi KMnO4 :

* Thể hiện tính axit yếu của ankin cuối dây :

- Tính axit của akin cuối dây được giải thích :

Tuy nhiê về mặthoạtđ h a h c benzen không thể hiệ nh

không no ở mức đ cao như có thể dự đ á cho mộtcấ tr c

xiclohexatrien::

� Độ d i các liê kếttrong benzen đ u b ng nhau và b ng 1,39Ao, d i hơn 1 liê kếtđ i C=C (1,33Ao) nhưng lại ngắ hơn 1 liê kếtđơn C-C (1,54Ao)

H

H H

H H

H

1,39 A o

� Ngày nay ngư i ta biếtrằng các orbital p trong vòng benzen xen phủ liê ục với nhau ạ thành h electron ππ liê hợp kín giải ỏ tr n toà b vòng benzen:

� Vậ ::::

II TÊN GỌI :

1 Tê quốc ế

Etylbenzen n-Propylbenzen t-Butylbenzen Nitrobenzen Brombenzen

- N ế u trên nhân th ơ m chỉ chứ a nhóm thế như :

COOH 1

SO 3 H 1

CHO 1

OH 1

NH 2 1 Acid benzoic Acid benzensulfonic Benzandehit

CH 3 1

2,4,6-Trinitrotoluen 2,6-Dibromphenol

COOH

OH 1

3 4 5 6 7

10

1 2

3

4

5 6 7

8

9 10

Antrancen Phenantren

M e

Me

M e Me

CH CH

- Ngoài cách đánh số đ chỉ vị trí 2 nhóm thế trên nhâ thơm với nhau người ta còn dùng các tiếp đầu ngữ : orto , meta , para vi ết tắt o- , m- , p- (cư

- Trong m ột số trườ ng hợp gọi ên aren gặp khó khă , có thể xem nhâ thơm àm nhóm thế.

�Đ ồng phâ para thường có điểm chảy cao hơ n

và đ tan kém hơn đ ng phâ orto, meta.

Cl

C O

R Zn, Hg/HCl

CH 2 R HCl +

IV Tính chất h a h c :

Phả ứng tr n nhâ thơm Phả ứng thế ái điệ ử

Phả ứng tr n d y nhánh Phả ứng

Thế tr n d y nhánh

Oxi h a Phả ứng cộng củ benzen

� Phả ứng thế ái điệ ử ( thâ điệ ử ):

Cơ chế: 2 bư c

�B ớc chậm: T c nhâ ái điệ ử E+ ấ công (1)

�B ớc nhanh: Loại proton đ hình thành sả phẩm (2)

1 Phả ứng nitrô h a

NO 2 H

NO2N

O O

+ H +

HNO3 + 2H2SO4 NO2 + H3O + 2HSO4

NO 2+ HNO3 H2SO4 + H2O

Ph ả n ứ ng Nitro hóóóóaaa a aaa

2 Phả ứng sulfon h a

SO3H H

SO3H S

O O O H

3 Phản ứng halogen h a : P với halogen xúc ác axit

Lewis: AlCl3 , FeCl3 ( hoặc Fe )

+

R

CH 3 + AlCl 4

�T c nhâ ankyl h a, ngoài ankyl halogenua RX có thể

d ng ancol, anken với xúc ác H2SO4:

+ CH3-CH=CH2 H2SO4

CH

CH3

CH3

�Phả ứng ankyl h a không xẩy ra khi tr n vòng benzen

có các nhóm h t electron mạnh: -NO2, -COOH, -COOR, -CHO, SO3H…

�Tác nhân ái điện ử trong phản ứng ankyl hóa là

carbocation R+ n n đ i khi có chuyể vị ừ b c I sang b c

cao hơn b n hơn d n ới hình thành h n hợp sả phẩm:

+ AlCl3

Sả phẩm chính nh Sản phẩm phụ

�Phả ứng ankyl h a rấtkhó dừng ở đơn ankyl h a vì

nhóm ankyl là nhóm ăng hoạtnhâ thơm làm cho nhâ

thơm có thể nhậ thêm nhiề nhóm ankyl nữa d n đ n sự

đ ankyl h a Để tr nh sự đ ankyl h a người ta thường

sử d ng lư ng thừa benzen

AlCl3, t o (CH3)3CCl

Ph ả n ứ ng Acyl hóóóóaaa a aaa

�Quy ắc định hướng trên nhâ thơm

H

H H

H H

H

Y

orto

meta para

�Khi trong vòng benzen có sẵ 1 nhóm thế, n sẽ ảnh hư ng

đ n các phả ứng tiế theo tr n 2 phư ng diệ :

�Các nhóm h t electron: Nhóm h hoạt, định hướng m- Thuộc

và loại n y g m có: -NO2, COOH, COOR, CHO, COR,

-SO3H

� Riêng các halogen: Hạ hoạt, định hư ng o-, p-

�Khi trong vòng benzen có sẵ 2 nhóm thế, 1 tăng hoạt, 1 hhoạtthìvị trícủ nhóm thứ 3 được quyếtđịnh bởi nhóm ăng hoạt; ò n u 2 nhóm đ u ăng hoạtthì vị trínhóm thứ 3 được quyếtđịnh bởi nhóm ăng hoạtmạnh hơn

�Chiề ăng mức đ phả ứng củ các nhóm thế như sau:

-NO2 -SO3H -COOH -CHO -Br -F -R -OCH3 -NH2

- CN -COCH3 -COOCH3 -I -Cl -H -NHCOCH3 -OH

Cl 2 ás

Cl ás

Hexaclociclohexan