Bài giảng hóa hữu cơ hợp chất cơ magie

Hợp chất magie KHÁI NIỆM ĐIỀU CHẾ HĨA TÍNH KHÁI NIỆM Hợp chất CƠ KIM loại hợp chất hữu có chứa liên kết cacbon - kim loại Các kim loại kiềm (Li, Na, K); kim loại kiềm thổ (Mg, Ca); kim loại chuyển tiếp (Zn, Cd) có khả tạo dẫn xuất kim bền vững Các gốc hữu liên kết với kim loại ankyl, ankenyl aryl ❖ Hợp chất magie thuộc loại hợp chất kim chứa kim loại magie (Mg) Ví dụ: R-MgCl(Br): Ar-MgBr: C2H5MgCl CH3MgBr C6H5MgBr Hợp chất Magie hợp chất kim thường gặp (dạng RMgX) có nhiều ứng dụng ❖Phân loại: Hợp chất kim phân thành hai loại + Loại đơn giản CH3CH2Na (C2H5)2Zn (CH3)2Ca etyl natri dietyl kẽm dimetyl canxi + Loại hỗn tạp CH3CdCl metyl cadmi clorua C6H5MgBr phenyl magie bromua PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ❖Tác dụng kim loại với dẫn xuất halogen Phản ứng thực môi trường ete khan khí nitơ argon để tránh ẩm, tránh có mặt oxy CO2 chất phản ứng với hợp chất kim Ete khan CH3Br + 2Li CH3Li + LiBr Ete khan CnH2n+1X + Mg CH3CH2Br + Mg metyl liti CnH2n+1MgX CH3CH2MgBr etyl magie bromua PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ❖ Tác dụng hợp chất kim muối kim loại khác Ví dụ, điều chế thuỷ ngân từ magie CH3CH2MgCl + HgCl2 −MgCl2 CH3CH2HgCl etyl thuỷ ngân clorua Điều chế hợp chất kẽm từ hợp chất thuỷ ngân: (CH3CH2)2Hg + Zn ⎯→ (CH3CH2)2Zn + Hg HĨA TÍNH NHẬN XÉT CHUNG: + Các nguyên tố C, Mg, X phân tử RMgX khác nhiều độ âm điện, liên kết R−Mg+ Mg+→X− phân cực mạnh khả hoạt động hoá học hợp chất magie cao + Trong phản ứng hoá học, phân tử RMgX bị phân cắt dị ly tạo cacbanion R− theo sơ đồ sau: − + R − MgX ⎯→ − R + + MgX ❖ R− tham gia chủ yếu vào hai loại phản ứng chính: - Phản ứng với hợp chất có hydro linh động anion R− đóng vai trị bazơ mạnh + − - Phản ứng cộng nucleophil vào trung tâm C=O, -CN SN2 vào hợp chất R'X R− đóng vai trị tác nhân nucleophil 3.1 Phản ứng với hợp chất có hydro linh động (H−A) RMgX + HA - ❖ Phản ứng chung: RH + Mg - - Phản ứng với nước: R−−Mg+X + HO−H A X ⎯→ RH + HO−Mg−X - Phản ứng với axit vô HX: R−−Mg+X + X−H ⎯→ RH + X−Mg−X - Phản ứng với ancol: R−−Mg+X + RO−H ⎯→ RH + RO−Mg−X - Phản ứng với phenol: R−−Mg+X + ArO−H ⎯→ RH + ArO−Mg−X 3.1 Phản ứng với hợp chất có hydro linh động (H−A) - Phản ứng với axit cacboxylic: R−−Mg+X + RCOO−H ⎯→ RH + RCOO−MgX - Với ankin-1: R−−Mg+X + R−CCH ⎯→ RH + R−CC−MgX - Phản ứng với amoniac: R−−Mg+X + NH2−H ' ⎯→ RH + NH2−Mg−X - Phản ứng với amin bậc 1: R−−Mg+X + R−NH−H ⎯→ RH + R−NH−Mg−X Đây phương pháp xác định hàm lượng hydro linh động hợp chất hữu (sử dụng hợp chất magie CH3MgI đo thể tích khí CH4 sinh để tính toán) 3.2 Các phản ứng cộng AN Hợp chất magie dễ dàng tham gia phản ứng cộng với hợp chất có chứa nhóm C=O, −CN với vai trị tác nhân Nu ❖Cộng hợp vào andehit, xeton ete khan Hợp chất ancolat magie dễ dàng bị thuỷ phân tạo ancol: ❖ Cộng hợp vào andehit, xeton Phản ứng xảy theo hai giai đoạn viết gọn theo sơ đồ: Tùy nhóm cacbonyl mà thu rượu có bậc khác nhau: - Nếu phản ứng với andehit formic tạo thành ancol bậc - Từ andehit R'CHO tạo ancol bậc 2: - Từ xeton R’−CO−R” tạo thành ancol bậc 3: andehyd formic r-ợu bậc Cho phép điều chế RCHO r-ợu bậc r-ợu có số nguyên tử C = , R-C-R O r-ợu bậc nhiều dẫn xuất ban đầu ❖Cộng hợp vào este Hợp chất magie RMgX cộng hợp vào nhóm cacbonyl C=O este tạo xeton ete khan xeton tạo phản ứng với RMgX, thủy phân tạo ancol bậc ancol bËc ❖Cộng hợp vào hợp chất clorua axit Phản ứng hợp chất RMgX với clorua axit RCOCl xảy tương tự phản ứng với este tạo xeton sản phẩm cuối sau thủy phân ancol bậc ete khan Nếu nhiệt độ phản ứng thấp (-60oC) phản ứng tạo xeton, điều kiện hợp chất magie RMgX không phản ứng với xeton ❖Cộng hợp vào hợp chất nitryl R’CN Phản ứng cộng hợp vào liên kết -CN xảy tương tự phản ứng cộng hợp vào hợp chất cacbonyl C=O Hợp chất imin dễ dàng bị thuỷ phân tạo xeton: ❖Cộng hợp vào hợp chất ete vòng (epoxit) Phản ứng cộng hợp vào liên kết -CN xảy tương tự phản ứng cộng hợp vào hợp chất cacbonyl C=O ete khan - Với vịng khơng đối xứng, tác nhân nucleophil R công vào nguyên tử cacbon bậc thấp ❖Cộng hợp vào cacbondioxit O=C=O Phản ứng cộng nucleophil R với hai liên kết O=C=O phân tử CO2, tạo muối axit cacboxylic, thuỷ phân muối tạo axit cacboxylic ete khan thuỷ phân tạo axit cacboxylic tăng C: 3.3 Phản ứng với oxy điều chế rượu bậc Sau thuỷ phân tạo ancol bậc 1: Con đường tổng hợp magie Hợp chất liên kết bội C=O, CN, O2, Sản phẩm: , ete khan ancol, xeton, axit 3.4 Phản ứng Thế SN2 Hợp chất magie tham gia phản ứng SN2 với dẫn xuất halogen RX, cacbonion R−Mg+X đóng vai trị tác nhân nucleophil, phản ứng cần có CoCl2 xúc tác Phản ứng thực với RX có khả phản ứng SN2 cao allylclorua Phản ứng dùng để tổng hợp hydrocacbon NỘI DUNG CẦN NHỚ VỀ HỢP CHẤT CƠ MAGIE Khái niệm Phương pháp Điều chế Tính chất hóa học - Phản ứng với hợp chất có H linh động - Phản ứng cộng tác nhân Nu - Phản ứng với O2 điều chế rượu - Phản ứng -