Chuong 9 hydrocarbon thom

CHƯƠNG 9: HYDROCARBON THƠM TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương BENZEN VÀ NHÂN THƠM  Là HC mạch vịng chưa no có tính chất đặc trưng gọi tính thơm - Benzen đồng đẳng TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương BENZEN VÀ NHÂN THƠM  Các dạng công thức cổ điển  Không giải thích đầy đủ tính chất hóa học đặc trưng benzen  Theo Kekule benzen dễ tham gia phản ứng cộng hợp phản ứng không bền với tác nhân oxy hóa, khác với thực tế  CT: Closs, Ladenburg, Amstrong, Dewar Thiele chưa đầy đủ tính chất hóa lý benzen TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương BENZEN VÀ NHÂN THƠM  Khái niệm đại cấu tạo benzen  Có cấu tạo vịng phẳng, vịng benzen hồn tồn đối xứng  Độ dài C-C = 1,398 Ao  Góc liên kết: C-C-C = C-C-H = 120° TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương BENZEN VÀ NHÂN THƠM  Benzen trở nên bền vững, khó tham gia phản ứng cộng hợp, khó bị oxy hóa dễ tham gia phản ứng Tính chất đặc trưng benzen gọi "tính thơm"  Vậy: "Tính thơm" khả hợp chất: Dễ cho phản ứngthế, khó cho phản ứng cộng hợp phản ứng oxy hóa  Cấu trúc benzen: TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương DANH PHÁP VÀ ĐỒNG PHÂN TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương DANH PHÁP VÀ ĐỒNG PHÂN  Danh pháp gốc:  Gốc thiếu nguyên tử hydro  Gốc thiếu hai nguyên tử hydro TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương DANH PHÁP VÀ ĐỒNG PHÂN  Theo danh pháp IUPAC: hydrocarbon thơm đơn giản thường gọi theo tên thông thường đánh số theo quy tắc định TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ  Phương pháp dehydro hóa cycloalkan  Phương pháp trimer hóa TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngơ Hạnh Thương PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ  Phương pháp trimer hóa TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngơ Hạnh Thương 10 TÍNH CHẤT HĨA HỌC  Phản ứng oxy hóa  Các đồng đẳng benzen bị oxy hóa mạch nhánh  acid, aldehyd ceton TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 31 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Ảnh hưởng nhóm  Mật độ electron nhân thơm tăng, khả phản ứng điện tử dễ dàng  Mật độ electron giảm khả phản ứng điện tử ngược lại - Nhóm đẩy electron (+I), (+C) (+H) làm tăng mật độ electron nhân thơm (nhóm loại I) TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 32 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Ảnh hưởng nhóm  Nhóm làm giảm mật độ electron nhân thơm nhóm hút electron có hiệu ứng - I , - C (nhóm loại II) TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 33 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Quy tắc định hướng - Quy tắc Holleman  Nếu có nhóm loại I  định hướng vào vị trí ortho para vịng benzen: TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 34 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Quy tắc định hướng - Quy tắc Holleman  Nếu có nhóm loại II  định hướng vào vị trí meta vịng benzen: TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngơ Hạnh Thương 35 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Lý thuyết định hướng  Mật độ electron từ nhóm chuyển phía benzen  hệ liên hợp  mật độ electron vị trí ortho para cao vị trí khác TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 36 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Nếu vịng benzen có nhóm loại I mật độ electron tăng lên Phản ứng ưu tiên vào vị trí ortho, para có mật độ electron cao TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 37 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Thế vào vị trí meta  Khi vịng benzen có nhóm loại II Mật độ electron nhân thơm giảm Các công thức giới hạn chứng tỏ giảm nhiều vị trí ortho para TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 38 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Khi tác nhân Y+ tác dụng vào nitrobenzen  phức σ có cấu trúc trung gian Trong phức σ, nhóm nitro làm giảm mật độ electron vị trí ortho para TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 39 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Trạng thái lượng phức σ vịtrí meta thấp trạng thái ortho para  Sự định hướng vào hợp chất nhiều nhóm  Hợp chất có nhóm thế: - Những nhóm tăng hoạt định hướng ortho, para có ảnh hưởng mạnh nhóm hạ hoạt định hướng meta TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 40 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Hợp chất có nhóm thế: - Nếu có hai nhóm tăng hoạt nhóm tăng hoạt mạnh đóng vai trị - Các nhóm đẩy electron tăng dần theo thứ tự: (CH3)2CHCHO>COOR>COR> CONH2>CCl3>NH3>NR2 TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 41 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ - Ví dụ: TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 42 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Thế điện tử vào nhân thơm thường thu hỗn hợp sản phẩm TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 43 SỰ ĐỊNH HƯỚNG PHẢN ỨNG THẾ  Ví dụ: TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngơ Hạnh Thương 44 MỘT SỐ CHẤT ĐIỂN HÌNH - Benzen: chất lỏng không màu, dùng làm dung môi nguyên liệu tổng hợp hữu - Naphthalen: dễ thăng hoa, có mùi đặc biệt nên dùng để đuổi gián, rệp (băng phiến) Một số HC thơm khác crizen, piren … có khả gây ung thư TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 45 ... niệm đại cấu tạo benzen  Có cấu tạo vịng phẳng, vịng benzen hồn tồn đối xứng  Độ dài C-C = 1, 398 Ao  Góc liên kết: C-C-C = C-C-H = 120° TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương BENZEN VÀ NHÂN... tử hydro TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương DANH PHÁP VÀ ĐỒNG PHÂN  Theo danh pháp IUPAC: hydrocarbon thơm đơn giản thường gọi theo tên thông thường đánh số theo quy tắc định TS Nguyễn Tiến... hình thành tác nhân tương tác acid nitric acid sulfuric TS Nguyễn Tiến Dũng-TS Ngô Hạnh Thương 19 TÍNH CHẤT HĨA HỌC  Phản ứng sulfonichóa: Là phản ứng gắn nhóm sulfonic -SO3H vào phân tử TS Nguyễn