ðịnh nghĩa - Anñehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm –CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử C hoặc nguyên tử H R-CH=O.. VD: - Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có n
Trang 1LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ANðEHIT-XETON
TÀI LIỆU BÀI GIẢNG
I KHÁI NIỆM CHUNG
1 ðịnh nghĩa
- Anñehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm –CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử C hoặc nguyên tử
H (R-CH=O)
VD:
- Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm >C=O liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử C (RCOR’)
VD:
2 Danh pháp
- Anñehit:
+ Tên thay thế:
Tên Anñehit = Tên hiñrocacbon tương ứng theo mạch chính + al
+ Tên thông thường:
Tên Anñehit = Tên axit tương ứng + ñuôi “anñehit” thay cho “ic”
VD:
- Xeton:
+ Tên thay thế:
Tên Xeton = Tên hiñrocacbon tương ứng theo mạch chính + số chỉ vị trí + on
+ Tên gốc – chức:
Tên Xeton = Tên 2 gốc hiñrocacbon gắn với nhóm >C=O + xeton
VD:
+ Tên thông thường: axeton, axetophenon
3 Tính chất vật lý
Añehit và xeton không có liên kết H nên nhiệt ñộ nóng chảy và nhiệt ñộ sôi thấp hơn ancol tương ứng nhưng do liên kết –CO- tạo ra sự phân cực nên vẫn cao hơn hiñrocacbon có cùng C
II ðỒNG ðẲNG ðỒNG PHÂN
1 ðồng ñẳng
Tùy theo cấu tạo của anñehit và xeton (mạch C, số nhóm chức, ) mà ta có các dãy ñồng ñẳng khác nhau Trong chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy ñồng ñẳng anñehit/xeton no, ñơn chức, mạch hở, có các ñặc ñiểm sau:
- Công thức dãy ñồng ñẳng: CnH2nO
- Khi ñốt cháy:
H O CO
Ngoài ra, cũng cần chú ý ñến các dãy có công thức dạng CnH2n-2Ox (no, mạch hở, 2 chức hoặc không no, một nối ñôi, mạch hở, ñơn chức) khi ñốt cháy:
H O CO
n < n và
an®ehit/xeton CO H O
2 ðồng phân
Ngoài ñồng phân về mạch C, anñehit và xeton còn là ñồng phân loại nhóm chức của nhau
VD 1 : X là một anñehit thơm có CTPT C8H8O Số chất thoả mãn ñiều kiện của X là:
VD2: Số anñehit mạch hở có công thức ñơn giản nhất C2H3O là:
III TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1 Phản ứng cộng
- Phản ứng cộng H2 (phản ứng khử):
Tổng quát:
2
o
Ni, t
RCOR' + H → RCH(OH)R'
+ Nếu R’ là H:
+ Nếu R’ là gốc hiñrocacbon:
- Phản ứng cộng H2O, cộng HCN:
Sản phẩm cộng nước có 2 nhóm –OH gắn vào cùng 1C nên không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch
Sản phẩm cộng HCN có nhiều ứng dụng quan trọng trong các bài tập ñiều chế - chuỗi phản ứng:
C
R'
R
R'
CN
Do khả năng thủy phân của hợp chất nitril tạo thành axit hữu cơ:
Trang 2C R'
CO O H
C
R'
CN
Nên phản ứng này có thể dùng ñể ñiều chế hiñroxy axit và axit không no (VD chuỗi phản ứng ñiều chế thủy tinh hữu cơ PMM)
Chú ý:
+ Nếu R’ là H (anñehit) → ñiều chế axit không phân nhánh (VD: a acrylic)
+ Nếu R’ là gốc hiñrocacbon (xeton) → ñiều chế axit có nhánh (VD: a metacrylic)
2 Phản ứng oxh
Nguyên tử C trong nhóm chức –CHO của anñehit vẫn còn H nên vẫn còn tính khử và có thể tham gia các phản ứng oxh không hoàn toàn, xeton không có tính chất này
- Phản ứng với dung dịch Br2 hoặc KMnO4 tạo axit cacboxylic
Tổng quát:
2 2
màu dung dịch Br2/CCl4
Ứng dụng: Nhận biết anñehit, phân biệt anñehit no và không no
- Phản ứng với phức bạc hoặc ñồng:
RCHO + 2Ag[(NH ) ]OH RCOONH + 2Ag + 3NH + H O
RCHO + 2Cu(OH) + NaOH RCOONa + Cu O + 3H O
Chú ý: Trong các bài tập, ta chỉ quan tâm tới các tỷ lệ phản ứng, do ñó, có thể viết gọn là
3
-NH
OH
Ứng dụng: Nhận biết anñehit, tráng gương, tráng ruột phích (thực tế trong công nghiệp người ta dùng glucozơ)
3 Phản ứng ở gốc hiñrocacbon
Do nhóm chức –CHO của anñehit dễ bị oxh nên thực tế, ta chỉ xét ñến phản ứng thế halogen (cũng là tác nhân oxh) của xeton, trong ñó, ưu tiên vào vị trí của nguyên tử H ở Cα so với nhóm >C=O
3
CH COOH
VD5: Ba chất hữu cơ mạch hở X, Y, Z có cùng công thức phân tử C3H6O và có các tính chất : X, Z ñều phản ứng với nước brom; X, Y, Z ñều phản ứng với H2 nhưng chỉ có Z không bị thay ñổi nhóm chức; chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH3COOH Các chất X, Y, Z lần lượt là
(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối B – 2008)
Nếu biện luận một cách ñầy ñủ và tuần tự thì:
→ X, Y, Z lần lượt là : C2H5CHO, (CH3)2CO, CH2=CH-CH2OH
Tuy nhiên, cũng có một cách biện luận rất thông minh như sau:
ðây sẽ là một câu hỏi khó nếu cứ biện luận tuần tự và ñầy ñủ như cách làm thứ nhất, trong ñó có ñiều kiện xảy ra phản ứng thế Brom của xeton là ñiều mà rất ít thí sinh quan tâm
Nhưng nếu biện luận như cách làm thứ 2, thì ta thấy bài toán trở nên rất ñơn giản và dễ dàng chọn ñược ñáp án ñúng
mà không cần quan tâm ñến các dữ kiện khác (^^ nếu quan tâm thì cũng có thể thử lại dễ dàng và cho kết quả ok)
IV ðIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG
1 ðiều chế
a Phương pháp chung
Oxh ancol bậc I và bậc II tương ứng
b Phương pháp riêng
- Với fomanñehit:
2
o
o
xt, t
2
xt, t
2CH OH + O 2HCH=O + 2H O
CH + O HCH=O + H O
→
→
- Với axetandehit:
Trang 32 2 2 3
PdCl , CuCl
- Với axeton:
ðiều chế cùng với phenol bằng cách oxh cumen
VD: Dãy gồm các chất ñều ñiều chế trực tiếp (bằng một phản ứng) tạo ra anñehit axetic là:
(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối A – 2009)
PdCl , CuCl
1
2
→ nên loại ñã loại trừ ñáp án C Trong câu hỏi này, ñáp án B và D
(este) bị loại trừ khá dễ dàng
2 Ứng dụng
Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc