Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Anđehit Xeton

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Anđehit Xeton. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Anđehit Xeton. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Anđehit Xeton. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Anđehit Xeton. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Anđehit Xeton.

Chương 9: ANĐEHIT–XETON-AXITCACBO XYLIC

Bài 44: ANĐEHIT - XETON

A ANĐEHIT NO ĐƠN CHỨC

I- Định nghĩa - phân loại - đồng phân - danh pháp

1 Định nghĩa:

* Kn : Anđehit no đơn chức là HCHC mà phân tử có 1 nhóm CHO liên kết với gốc hiđrocacbon

no hoặc hiđro

* Công thức chung:

CnH2n+1CHO (n ≥ 0) hoặc R - CHO hoặc có dạng phân tử CmH2mO (m ≥ 1)

2 Phân loại :

* Dựa vào gốc hiđrocacbon : no , không no , thơm

* Dựa vàosố lượng nhóm CHO : đơn chức và đa chức

3 Đồng phân

CmH2mO có các loại đồng phân sau :

- An đê hít no đơn chức , mạch hở

- Xêton no đơn chức , mạch hở

- Ancol không no đơn chức , mạch hở

- Ancol no mạch vòng đơn chức

- ete không no đơn chức , mạch hở

- ete no đơn chức mạch vòng

4 Danh pháp :

a) Tên thường : anđehit + tên axit tương ứng

b) Tên thay thế : Tên HC tương ứng + al

Chú ý : Đánh số C từ nhóm chức đánh đi

II - Tính chất vật lí , cấu tạo : ( SGK )

III- Tính chất hoá học: Số o xh của C trong nhóm chức -CHO là +1 ( Trung gian ) nên adh vừa

có tính khử , vừa có tính oxh …

1 - Phản ứng cộng

a) Cộng H 2

R - CHO + H2

0

Ni, t

 → R - CH2 - OH

NX : Trong phản ứng với H2, anđêhit đóng vai trò là chất oxi hoá

b)Cộng với dung dịch natrisunfat bão hoà (Phản ứng xảy ra do nhóm C = O gây ra )

* Dung dịch NaHSO3 bão hoà khi tác dụng với dung dịch anđehit được chất kết tủa trắng

C¬ së lý thuyÕt ho¸ h÷u c¬

||

O

H C H − − + NaHSO3 →

| 3

|

OH

H C SO Na H

− − (A)

|

OH

(Sản phẩm cộng bisunfit) (kết tinh) Lưu ý: Sản phẩm cộng bisunfat là chất không bền, nó có thể tác dụng với dung dịch axit hay dung dịch bazơ đều tái tạo anđehit ban đầu.(Dùng để tách anđehit)

A + HCl → HCHO + SO2↑ + H2O + NaCl

A + NaOH → HCHO + Na2SO3 + H2O

B + HCl → R - CHO + SO2↑ + H2O + NaCl

B + NaOH → R - CHO + Na2SO3 + H2O

2- Phản ứng trùng hợp

* Nhị hợp 2HCHO xt, t , p 0 0→ CH| 2 CHO

OH

−

(2 - hiđroxi etanal)

* Tam hợp: 3HCHO →xt, t ,p 0 CH| 2 CH CHO|

(anđehit glixerin)

* Lục hợp: 6HCHO Ca (OH) 2→ C6H12O6 (glucozơ)

3- Phản ứng trùng ngưng

* Phản ứng với đạm ure (NH2)2CO tạo keo rán ure fomandehit

nH C H||

O

− −

+ n H N C NH2 || 2

O

n

O

+ nH2O

Viết gọn: nHCHO + n(NH2)2CO →xt, t , p 0 ( || 2 )

n

NH C NH CH

O

+ nH2O Keo dán ure fomanđehit

* Tác dụng với phenol tạo nhựa phenol fomanđehit

OH OH OH OH

(n + 2) + + (n + 1)HCHO →H , t+ 0 CH2 CH2 + (n + 1)H2O

n

4 - Phản ứng oxi hoá

a Anđê hit fomic

*Tác dụng với Ag2O trong dung dịch NH3 ( hay AgNO3 trong dung dịch NH3 /t0 )

Phương trình viết gọn: HCHO + Ag2O 0

3

dd NH , t

(axit fomic)

HCHO + 2Ag2O 0

3

NH , t

 →CO2 + H2O + 4Ag↓ (1)

HCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O →t 0 HCOONH4 + 2NH3NO3 + 2Ag↓ (2)

(amoni fomiat) HCHO + AgNO3 + 6NH3 + 2H2O →t 0 (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag↓ (2)

Nhận xét về phản ứng tráng gương:

- Trong phản ứng trang gương thì anđehit HCHO là chất khử

- Anđehit fomic có 2 lần tráng gương

- Phản ứng tráng gương được dùng để phân biệt anđehit, phản ứng xảy ra khi đung nóng, ở nhiệt

độ thường không xảy ra

- Hệ quả tìm thấy từ phản ứng tráng gương:

+ Với phản ứng luôn có: HCHO

Ag

n ↓ = 2 + Đặc điểm tìm thấy: sau phản ứng thu được kết tủa bạc và axit hay muối axit hữu cơ tương ứng luôn có: HCHO

Ag

n ↓ = 4

* Tác dụng với Cu(OH)2 , t0

HCHO + 2Cu(OH)2

0

t

→HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O (xanh lam) (đỏ gạch)

Do HCOOH vẫn còn chức CHO nên tiếp tục cho phản ứng:

HCOOH + 2Cu(OH)2

0

t

→ CO2↑ + Cu2O↓ + 3H2O (2)

→ Phản ứng gộp: HCHO + 4Cu(OH)2 dư →t 0 CO2 + 2Cu2O↓ + 5H2O (*)

* Lưu ý: Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm nên viết đầy đủ như sau:

HCHO + Cu(OH)2

0

OH , t− +

HCHO + 2Cu(OH)2 + OH- →t 0 HCOO- + Cu2O↓ + 3H2O (1*)

(NaOH) (HCOONa) HCHO + 4Cu(OH)2 + 2OH- → CO32- + 2Cu2O ↓ + 6H2O (2*)

(NaOH) (Na2CO3 )

*.Tác dụng với oxi

Vd 1: HCHO + O2

0

xt, t

 → HCOOH

Vd 2: HCHO + O2

0

t

→ CO2 + H2O

b Đồng đẳng của an đê hit fomic

* Phản ứng tráng gương

3

NH , t

→RCOOH + Ag↓

Hay RCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O →t 0 R COONH 4 + 2NH 4 NO 3 + 2Ag↓

C¬ së lý thuyÕt ho¸ h÷u c¬

RCHO

Ag

* Phản ứng tạo kết tủa đỏ gạch

RCHO + 2Cu(OH)2

0

t

→RCOOH + Cu2O ↓ + 2H2O RCHO + 2Cu(OH)2 + NaOH →t 0 RCOONa + Cu2O ↓ + 3H2O

* Oxi hoá bởi oxi

RCHO + 1

2O2

2 0

xt:Mn , t+

c Phản ứng làm mất màu nước brom

HCHO + Br2 + H2O → HCOOH + 2HBr

R - CHO + Br2 + H2O → R - COOH + 2HBr

5 - Phản ứng thế H ở C anpha

6 - Phản ứng đốt cháy

CnH2n+1CHO + 3n 2

2

+

O2

0

t

→ (1 + n)CO2 + (n + 1)H2O Hay CmH2mO 3n 2

2

+

O2

0

t

→ mCO2 + mH2O Luôn có: nCO2 = nH O2

* Hệ quả:

- Khi đốt cháy bất kỳ anđehit nào mà có kết quả nCO2 = nH O2 thì anđehit đem đốt là no, đơn chức

có dạng CnH2n+1CHO hay CmH2mO

- Đã biết nhóm -CHO có 1 liên kết π do vậy nếu nói đến anđehit A có một liên kết π trong phân

tử → A là anđehit no, đơn chức

IV- điều chế

1 - Oxihóa ancol bậc 1 : RCH2OH + 1

2O2

0

t ,Cu

 → RCHO

* Chú ý

+ anđehit fomic : CH4 + O2

0

600 C,NO

+ + anđehit axetic : C2H2 + H2OHgSO4,80 C 0 → CH3CHO

C2H4 + 1

2O2

0

CuCl2,PdCl2,500 C

B ANĐEHIT KHÔNG NO ĐƠN CHỨC ( THÊM )

I- Khái niệm

*Kn : Là hợp chất hữu cơ mà phân tử có 1 nhóm CHO liên kết với gốc HC không no

* Công thức chung

C¬ së lý thuyÕt ho¸ h÷u c¬

CnH2n+1-2kCHO (n ≥ 2, k ≥ 1) có dạng R - CHO

* Công thức chung của anđehit không no, đơn chức có 2 liên kết π trong phân tử: CnH

2n-1CHO dạng phân tử CmH2m-2O (m ≥ 3)

Một số anđehit không no, tiêu biểu, quan trọng cần nhớ.

CH2 = CH - CHO: anđehit acrylic

3

CH

= −

: anđehit metacrylic

II- Tính chất hoá học

*Có đầy đủ tính chất hoá học của anđehit đơn chức do nhóm chức CHO gây ra Ngoài ra còn có tính chất của hđrocacbon không no do gốc gây ra

* Anđehit không no khi tác dụng với dung dịch Br2 thì phản ứng cộng ở gốc trước sau đó mới xảy ra phản ứng oxi hoá khử ở nhóm CHO

* Cộng HCl , H2O thì sản phẩm chính trái với qui tắc Maccopnhicop

VD : CH2 = CH - CHO + HCl → CH2Cl- CH2 - CHO

III- Điều chế

* CH2 = CH - CHO theo phương pháp chung: oxi hoá ancol bậc 1 tương ứng:

CH2 = CH - CH2 - OH ( Ancol anylic)

Lập sơ đồ và viết phương trình điều chế CH2 = CH - CHO từ propan

CH3 - CH2 - CH3

0

xt:Fe, Ni, t

→CH2 = CH - CH3

0 2

Cl , 500 C +

→CH2 = CH - CH2Cl 0

NaOH, t

+

→CH2 = CH - CH2OH + CuO, t 0→CH2 = CH - CHO

C ANĐEHIT THƠM ĐƠN CHỨC

I- Khái niệm

*Kn : là hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có 1 nhóm CHO liên kết với gốc HC thơm

* Công thức chung: CnH2n-7CHO ( n ≥ 6)

Chất tiêu biểu là C6H5CHO

CHO

Anđehit benzoic

II- Tính chất hóa học

* Có đủ tính chất của anđehit đơn chức do nhóm CHO gây ra

* Ngoài ra còn có tính chất của HC thơm do gốc gây ra (phản ứng thế vào vòng benzen) song

phản ứng thế vào vòng xảy ra rất khó khăn do nhóm CHO gây ra hiệu ứng hút e (coi không có

phản ứng thế)

III- Điều chế điều chế anđehit benzoic từ ancol benzylic

Từ benzen lâp sơ đồ, viết phương trình điều chế anđehit benzoic

CH3 CH2 - Cl CH2 - OH CHO 3

0 3

CH Cl AlCl khan, t

+

→ →+ Cl , as 2 →+ NaOH, t 0 + CuO, t 0→

D ANĐEHIT NO ĐA CHỨC.

I- Khái niệm:

* Kn :Anđehit no đa chức là hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhiều nhóm CHO liên kết với gốc

HC no hay chính nhóm CHO

* Công thức chung: CnH2n+2-x(CHO)x có dạng R (CHO)x đk: n ≥ 0, x ≥ 2

* Anđehit no nhị chức có dạng CnH2n(CHO)2 [ R - (CHO)2 ]

Một số anđehit nhị chức quan trọng cần nắm:

|

CHO

CHO : axit oxalic

2 2

|

CHO

−

: anđehit succinic

2

|

CHO

−

: anđehit maloic (CH )| 2 3 CHO

CHO

−

: anđehit glutamic

2 4

|

CHO

−

: anđehit ađipic

II- Tính chất hoá học Có đầy đủ tính chất của anđehit do nhóm CHO gây ra song tỷ lệ phản ứng

tuỳ theo số lượng nhóm chức

1- Phản ứng cộng hiđro :

TQ: R (CHO)x + xH2→ R(CH2OH)x

a a.x a (mol)

Hệ quả:

*Phản ứng dùng để xác định số nhóm chức x theo số mol của anđehit và số mol của H2 phản ứng

*Trong phản ứng với H2 thì anđehit đóng vai trò là chất oxi hoá

2- Phản ứng oxi hoá

a Phản ứng tráng gương

Tổng quát: R(CHO)x + xAg2O NH 3

t

 →R - (COOH)x + 2xAg↓

C¬ së lý thuyÕt ho¸ h÷u c¬

R (CHO)x + 2xAgNO3 + 3xNH3 + xH2O →t 0 R (COONH4)x + 2xNH4NO3 + 2xAg↓

a(mol) 2ax(mol)

* Hệ quả: Dữa vào nanđehit phản ứng và nAg ↓ta xác định được số nhóm chức x của anđehit

b Phản ứng tạo kết tủa đỏ gạch.

TQ: R(CHO)x + 2xCu(OH)2

0

t

→ R(COOH)x + xCu2O + 2xH2O Cần nắm: do phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm:

TQ: R(CHO)x + 2xCu(OH)2 + xNaOH →t 0 R (COONa)x + xCu2O + 3xH2O

Nhận xét: 2 loại phản ứng trên đặc trưng cho anđehit do nhóm CHO gây ra

c Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn bởi O 2 tạo oxit tương ứng

TQ: R (CHO)x + x

2 O2

0

xt, t

 → R(COOH)x

III- Điều chế: Nguyên tắc chung: oxi hoá ancol bậc 1

Ví dụ: Điều chế anđehit oxalic từ etylenglicol

−

+ 2CuO →t 0 CHO|

CHO + 2Cu↓ + 2H2O

* Vận dụng: Từ metan hãy lập sơ đồ và viết phương trình phản ứng điều chế anđehit oxlic

- Sơ đồ:

CH4

0

1500 C (1)

lµm l¹nh nhanh→ CH ≡ CH H 2 (2)

xt:Pd +

 →CH2 = CH2

4

(3) KMnO +

 → CH| 2 CH| 2

−

(1) 2CH4

0

1500 C

lµm l¹nh nhanh→ CH ≡ CH + 3H2

(2) CH ≡ CH + H2 xt: Pd, t0→CH2 = CH2

(3) 3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH| 2 CH| 2

−

+ 2MnO2↓ + 2KOH

E XETON

I- Khái niệm.

* Xeton là hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm C = O liên kết với các gốc hiđrocacbon

* Công thức.

Dạng R C R '||

O

− −

Chất tiêu biểu: CH3 C CH|| 3

O

− −

(axeton)

II- Tính chất hoá học

* Nhận xét: Xeton khác với anđehit về tính chất hoá học là: Không có phản ứng tráng gương, phản ứng tạo kết tủa đỏ gạch, phản ứng oxi hoá tạo axit tương ứng, phản ứng làm mất màu nước brom

* Tính chất hoá học của xeton do nhóm chức − = C O| gây ra gồm:

1-Phản ứng cộng

a- Tác dụng với H 2 tạo rượu bậc 2:

Ví dụ:

0

Ni, t

TQ:

0

Ni, t 2

b- Tác dụng với dung dịch NaHSO 3 bão hoà:

3

| 3

SO Na

Sản phẩm cộng bisunfit là hợp chất không bền, khi tác dụng với dung dịch axit hay dung dịch kiềm đều tái tạo xêton ban đầu

A + NaOH →R C R '||

O

− −

+ Na2SO3 + H2O (*)

A + HCl → R C R '||

O

− −

+ SO2↑ + H2O + NaCl

Chú ý : 1- Đùng phản ứng (*) để tái tạo xeton

2- pư này xảy ra khi R hay R, là nhóm CH 3

-2- Phản ứng thế H ở C anpha

3

CH COOH

CH − CO CH − + Br → CH − CO CH2Br HBr − +

3- Phản ứng thế oxi

Cl

R CO R ' − − + PCl 5 → |

|

R C R ' − − + POCl 3

Cl

dung dịch AgNO 3 / NH 3 nhưng lại pư với dung dịch KMnO 4 / H + và dung dịch K 2 Cr 2 O 7 / H +

CH3− CO CH CH − 2 3 →KMnO ,H 4 + CO 2 + H 2 O + CH 3 CH 2 COOH

Hay CH3 − CO CH CH − 2 3 →KMnO ,H 4 + CH 3 COOH + CH 3 COOH

III- Điều chế:

1- oxi hoá ancol bậc 2

C¬ së lý thuyÕt ho¸ h÷u c¬

Ví dụ:

0

t

(Propanol - 2) (axeton)

*Vận dụng: Từ anđehit propionic hãy lập sơ đồ và viết phương trình phản ứng điều chế axeton

CH3 - CH2 - CHOH 2

0

H xt: Ni, t +

 →CH3 - CH2 - CH2OH H SO d 2 4

170 C

 →CH3 - CH = CH2

2

OH +

O

CH − − C CH

R - C ≡ CH + H 2 O  → R - CO- CH 3

R- C ≡ C- R '+ H 2 O  → R - CO- CH 2 - R '

4- Nhiệt phân muối canxi của axit cacbioxylic

(CH3COO)2Ca →t 0 CH 3 – CO - CH 3 + CaCO 3

Chú ý: Riêng xêton thơm được đ/c từ benzen

||

R C Cl

O

− −

+ C 6 H 6  → R C C H|| 6 5

O

− −

+ HCl