HÓA HỌC HỮU CƠ -CHƯƠNG 2 HYDROCACBON

b Đối với ankin:-Phản ứng xãy ra tương tự anken về cơ chế, hướng của phản ứng và ảnh hưởng của nhóm thế đến khả năng phản ứng.. - So với anken thì khả năng phản ứng của ankin thấp hơn m

CHƯƠNG II: HYDROCACBON

HÓA HỌC HỮU CƠ

2.1 HYDROCACBON NO ( Ankan và xicloankan)

• Là các hydrocacbon trong phân t ch có nguyên t cacbon spử ỉ ử 3 do đó ch có liên k t đ n ỉ ế ơ

• Phân lo i: có 2 lo iạ ạ

+ m ch h là ankan có công th c chung là Cạ ở ứ nH2n+2 (n≥1)

+ hydrocacbon m ch vòng là xicloankan công th c chung là Cạ ứ nH2n( n≥3)

• Vòng 3, 4 nguyên t C kém b n vì góc hoá tr CCC l ch nhi u so v i 109,5ử ề ị ệ ề ớ 0,

• Vòng 5 và 6 nguyên t C (xiclopentan, xiclohexan) b n và xiclohexan t n t i ch y u d ng gh là d ng b n ử ề ồ ạ ủ ế ở ạ ế ạ ề

nh t c a phân tấ ủ ử

2.1.2 Tính chất vật lý

• Tr ng thái : t Cạ ừ 1 → C4 là ch t khí, Cấ 5 →C19 là ch t l ng, t C=20 tr lên là ch t r n Nói chung khi M tăng thì ấ ỏ ừ ở ấ ắnhi t đ sôi và nóng ch y tăng, càng phân nhánh làm cho nhi t đ sôi gi m đi.ệ ộ ả ệ ộ ả

• Các ankan đ u nh h n nề ẹ ơ ước, kh i lố ượng riêng tăng d n theo m ch C nh ng nói chung d ầ ạ ư ≤ 0,8 (g/ml)

• Các ankan đ u không tan trong nề ước ho c tan không đáng kặ ể trong nước nh ng chúng tan nhi u trong dung môi ư ề

h u c , b n thân chúng c ng là dung môi hoà tan t t các ch t béo và nhi u ch t h u c ữ ơ ả ũ ố ấ ề ấ ữ ơ

+ Nguyên t H cacbon càng cao thì càng d thử ở ễ ế

+ Flo cho ph n ng hu là ch y u, iôt kh năng ph n ng kém, th c t thả ứ ỷ ủ ế ả ả ứ ự ế ường clo hoá ho c brom hoáặ

+ Tính % các s n ph m đ ng phânả ẩ ồ

ri.ni

ai % = 100 ∑.ri.niTrong đó 

d) Phản ứng của xicloankan với halogen và

Brom Xiclobutan

butan

-Brom Xiclohexan

-

-2-brom propan - -

3) Phản ứng oxi hoá

a) Oxi hoá hoàn toàn: Dùng làm nhiên li uệ

CnH2n+2 + (3n+2)/2O2→ nCO2 + (n+1) H2O + Q

b) Oxi hoá không hoàn toàn:

Tu đi u ki n ph n ng cho sp khác nhauỳ ề ệ ả ứ

+ Oxi hoá butan có mu i mangan xúc tác ố

xiclohexanon

O OH

polihexametylenadipamit

2.2 HYĐROCACBON KHÔNG NO

• Là lo i hyđrocacbon ch a liên k t b i cabon-cacbon, phân t có c u trúc m ch h ạ ứ ế ộ ử ấ ạ ở

• Ta phân bi t h p ch t có 1 liên k t đôi (anken, C ệ ợ ấ ế nH2n , n 2), nhi u n i đôi (polien), m t n i ba ≥ ề ố ộ ố (ankin, CnH2n-2, n 2), nhi u liên k t ba (poliin)… ≥ ề ế

2.2.1 Cấu trúc phân tử

1 Anken

• Có Csp2, có 1 liên k t sigma b nế ề và 1 liên k t pi kém b n, các góc hoá tr CCH và HCH kho ng 120 ế ề ị ả 0

• Ví d phân t Cụ ử 2H4

Nguyên tử Csp2 có độ âm điện lớn hơn Csp3, hai nguyên tử

Csp2 liên kết với nhau không thể quay tự do được, do đó có xuất hiện đồng phân hình học nếu mỗi nguyên tử C ở liên kết đôi liên kết với các nhóm thế khác nhau.

2 Ankadien

Phân t có hai liên k t đôi, 2 liên k t đôi có th li n nhau (nh anlen), ho c xa nhau và n u hai liên k t đôi ử ế ế ể ề ư ặ ở ế ếcách nhau 1 liên k t đ n ta có lo i dien liên h p, khi đóế ơ ạ ợ liên k t đôi ankadien dài h n liên k t đôi c a ế ở ơ ế ủankadien không liên h p, còn liên k t đ n l i ng n h n trong ankanợ ế ơ ạ ắ ơ

3 Ankin:

Phân tử có 2 liên k t pi, do lai hoá đế ường th ng nên axetilen có c u t o th ng, liên k t 3 ng n h n liên k t đôi, ẳ ấ ạ ẳ ế ắ ơ ế

đ âm đi n c a Cộ ệ ủ sp l n h n Cớ ơ sp2

n u xúc tác Pd/PbCOế 3 cho anken, Ni cho ankan

• Ankadien: khi có xt Pd thìcho anken

CH2=CH-CH=CH2 + H2≥ CH2=CH-CH2-CH3 (sp ph )ụ

CH3-CH=CH-CH3(sp ch y u)ủ ế

N u có xt là Ni cho ankanế

Thí dụ

+Br

-● H ướ ng c ng c a ph n ng ộ ủ ả ứ :

theo qui t c Maccôpnhicôp : Trong ph n ng c ng electrophin, h ắ ả ứ ộ ướ ng ph n ng u tiên theo h ả ứ ư ướ ng

t o cacbocation trung gian b n v ng nh t ạ ề ữ ấ

CH 3 -CH=CH 2 + HBr

CH 3 -CH + -CH 3 CH 3 -CHBrCH 3 (sp chinh) cham

nhanh +Br - ben

it ben

CH 3 -CH 2 -CH 2 + CH 3 -CH 2 -CH 2 Br ( sp phu)

-Br

-+Br nhanh

b) Đối với ankin:

-Phản ứng xãy ra tương tự anken về cơ chế,

hướng của phản ứng và ảnh hưởng của nhóm thế đến khả năng phản ứng.

- So với anken thì khả năng phản ứng của ankin thấp hơn một ít

C) Đố ớ i v i ankadien:

• Ph n ng c ng Xả ứ ộ 2, HX t o h n h p 2 s n ph m.ạ ỗ ợ ả ẩ

CH 2 =CH-CH=CH 2 +Br 2

CH 2 Br-CH 2 Br-CH=CH 2 + CH 2 Br-CH=CH-CH 2 Br 80% 20%

CH 2 Br-CH 2 Br-CH=CH 2 + CH 2 Br-CH=CH-CH 2 Br 20% 80%

-80 O C

40 0 C

C 6 H 6

CCl 4 , 0-25 o C

CH 2 =CH 2 500

0 C

CH 2 = CH-Cl + HCl 1,2-dicloetan vinylclorua

Cl-CH 2 -CHCl-CH 3

anlyl clorua

5 Phản ứng thế

b) Ankin

Ankin -1: tham gia ph n ng th H b ng m t s kim lo i ả ứ ế ằ ộ ố ạ

CH=CH

NaNH 2 / NH 3 long Ag(NH 3 ) 2 OH

Cu(NH 3 ) 2 +

Cu-C=C-Cu Ag-C=C-Ag Na-C=C-Na

6 Phản ứng oxi hoá

a) Oxi hoá hoàn toàn- đố t cháy trong không khí

b) Oxi hoá không hoàn tòan anken, ankin

+ KMnO4loãng, ngu i ộ :làm m t màu ddấ KMnO4

CH 2 =CH 2 + KMnO 4 CH 2 OH-CH 2 OH + MnO 2 +KOH

O=CH-CH=O O=CH-COOH

HOOC-COOH

HO-CH 2 -CH=O

+ KMnO4 đặc nóng, hoặc trong môi trường axit:

• T o thành s n ph m là axit, xeton ho c c hai lo i trên tu thu c vào b c c a nguyên t cacbon liên k t đôiạ ả ẩ ặ ả ạ ỳ ộ ậ ủ ử ở ế

R-CH=CH-R' KMnO 4 R-COOH + R'COOH

R-CH=CR 2 KMnO 4 R-COOH + R-CO-R

R 2 C=C R' 2 KMnO 4 R-CO-R + R'-CO-R'

+ Tác dụng với ozon, sau đó khử bằng Zn

(p/ư ozon phân)

• Cho s n ph m là andehit, xeton ho c c hai lo i trên tu thu c vào b c nguyên t C liên k t đôiả ẩ ặ ả ạ ỳ ộ ậ ử ở ế

ĐẶC BIỆT

CH 2 = CH 2 + 1/2O 2 PdCl 2 , CuCl 2 , 100

0 C

CH 3 -CH=O

HƯỚNG TÁCH THEO QUY TẮC ZAIXEP : OH hoặc X tách

cùng với H ở C bậc cao bên cạnh tạo olefin có nhiều

nhóm thế ở liên kết đôi

CH 2 = CH - CH = CH 2 + H 2

CH 2 = CH - CH = CH 2 + 2H 2 O + H 2 ZnO; MgO& Al 2 O 3

● isopren

CH 3 -CH 2 -CH-CH 3 Cr

2 O 3 /Al 2 O 3 , 600-650 0 C CH 2 = CH - C = CH 2 + 2H 2

CH 3

CH 3

R-X -NaX

Ứng dụng: Xem tài liệu

Chất tiêu biểu: Xem tài liệu

2 Cấu trúc của vòng thơm- khái niệm tính thơm

a) C u trúc ấ

• Vòng có c u t o ph ng và có h liên h p vòng kínhấ ạ ẳ ệ ợ

• H liên h p vòng kín đó có s eệ ợ ố π ho c ep c p đôi đ u và tho mãn qui t c Hucken: k=4n+2 (n=0,1,2…)ặ ặ ề ả ắ

• Ví dụ

b) Khái niệm tính thơm:

Tính thơm là tính chất của các hệ liên hợp vòng kín, khi mở vòng năng lượng của hệ tăng lên, dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng và oxi hoá Các nhóm thế trong vòng có ảnh hưởng và đặc trưng đối với tính chất của vòng

c1) Phân loại nhóm thế: Chia thành 3 loại: loại 1,2 và hỗn tạp

+ Loại 1 (nhóm định hướng octo và para) các nhóm có +I, +C, +H Gồm : ankyl, OH, NH2, OR, NHR, các halogen…

+ Loại 2 ( nhóm định hướng meta) có các hiệu ứng –I, -C:

-+NR3; - NO2; -CHO; -NO2 ; -COOH…

+ Hỗn tạp: không ưu tiên định hướng rõ rệt:- NO, - CH2-NO2

Cl

3) Phản ứng oxi hoá

a) Ph n ng cháy: ả ứ to nhi t, nhi u khóiả ệ ề

b) Oxi hoá không hoàn toàn:

benzen không b oxi hoá đi u ki n thị ở ề ệ ường, nh ng nhi t đ cao, xt thì b oxi hoá không hoàn toàn v i ch t oxi ư ở ệ ộ ị ớ ấhoá là oxi

3.3.5 Điều chế- ứng dụng

1) Đi u ch ề ế

• CN: benzen, toluen, naphtalen: ch ng c t t nh a than đáư ấ ừ ự

• Đi u ch benzen và toluen b ng ph n ng đehydro hoá- đóng vòng t n-ankan tề ế ằ ả ứ ừ ương ngứ

• T toluen + Hừ 2 ,nhi t đ chuy n thành benzen và metanệ ộ ể

• Đi u ch các đ ng đ ng c a benzen t benzen b ng ph n ng ankyl hoá Friedel-Craftề ế ồ ẳ ủ ừ ằ ả ứ

2) ng d ng: Xem tài li u Ứ ụ ệ

3.3.6 Ch t tiêu bi u: xem tài li u ấ ể ệ