Bài giảng hóa hữu cơ hydrocacbon chưa no, có hai liên kết đôi ankadien

HYDROCACBON CHƯA NO, CĨ LIÊN KẾT ĐƠI: ANKADIEN Khái niệm chung Điều chế Tính chất Hóa học KHÁI NIỆM CHUNG Ankadien hợp chất hydrocacbon chưa no (không no) mạch hở mà phân tử chứa liên kết đôi C=C + Công thức phân tử chung ankadien CnH2n-2 với n  ❖ Căn vào vị trí liên kết đơi mà chia thành loại: + Các Ankadien với liên kết đơi liền nhau: C=C=C bền có khả phản ứng lớn + Các ankadien với liên kết đơi cách (2 lk đơn trở lên): có tính chất không khác biệt nhiều với anken + Các ankadien với hệ liên hợp: có số tính chất đặc biệt so với hai loại CH2 = CH – CH = CH2 1,3-butadien ❖Cách gọi tên quốc tế IUPAC: Tên quốc tế ankadien tương tự anken đổi đuôi en thành dien - Gọi tên: STT nhóm + Tên nhóm + vị trí liên kết đôi CH3−CH=CH−CH2−CH=CH−CH3 CH2=CH−CH=CH2 + tên HC mạch (đi dien 2,5-heptadien 1,3-butadien hay divinyl 2-metyl 1,3-butadien hay isopren ❖Đồng phân + Đồng phân cấu tạo: đồng phân mạch, vị trí liên kết ba, kiểu liên kết, + Đồng phân lập thể: có đồng phân hình học cis-, trans- tương tự anken ❖ Tính chất vật lý: Ở nhiệt độ thường butadien chất khí, isopren dimetyl butadien chất lỏng PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ❖ Điều chế từ n-butan n-buten: dehydro hóa 1,3-butadien Xúc tác thường dùng: Al2O3 + Cr2O3 to = 650oC ❖ Từ axetylen Cách 1: Cu2Cl2, NH4Cl 450oC 1,3-butadien PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ❖ Từ axetylen: Cách 2: OH- Cách 3: Reppe 1945 ❖ Từ C2H5OH: pp Lêbêde 1,3-butadien PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ❖ Điều chế isopren: Cách 1: đề hydro hóa Xt, to , p CH3-CH-CH2-CH3 ⎯⎯→ CH2= CH-CH=CH2 CH3 CH3 isopentan isopren Cách 2: từ axetylen NaNH2 CH  CH + CH3 – CO - CH3 ⎯⎯→ axeton CH2= CH-CH=CH2 CH3 isopren TÍNH CHẤT HĨA HỌC NHẬN XÉT CHUNG: Xét phân tử CH2=CH−CH=CH2 Phân tử 1,3-butadien có ngun tử Cở trạng thái lai hố sp2 Chúng liên kết với với nguyên tử hydro liên kết  Các liên kết  tạo thành xen phủ orbital lai hoá sp2 cacbon (liên kết C−C), xen phủ orbital lai hoá với orbital s hydro (liên kết C−H) TÍNH CHẤT HĨA HỌC NHẬN XÉT CHUNG: Xét phân tử CH2=CH−CH=CH2 Tất nguyên tử cacbon hydro nằm mặt phẳng, orbital p nguyên tử C xen phủ lẫn tạo liên kết  electron  giải toả toàn phân tử thành hệ e  liên hợp làm liên kết dôi dài ra, liên kết đơn ngắn lại Ảnh hưởng liên hợp thể rõ khả phản ứng cộng tăng lên đặc biệt cho phản ứng cộng 1,4 Ngoài ra, ankadien có nối đơi liên hợp cịn dễ tham gia phản ứng trùng hợp thành polyme dùng chế tạo cao su nhân tạo Từ cấu trúc suy hướng phản ứng hợp chất Ankadien: + Phản ứng cộng AE vào hệ liên hợp: sản phẩm cộng 1,2 hay 1,4 + Phản ứng cộng đóng vịng + Phản ứng trùng hợp 3.1 Phản ứng cộng ❖ Cộng HCl: AE Cơ chế: Sản phẩm cộng 1,2 78% Sản phẩm cộng 1,4 22% 3.1 Phản ứng cộng ❖ Cộng HBr, Br2: AE Sản phẩm cộng 1,4 Sản phẩm cộng 1,2 Tỷ lệ sản phẩm cộng 1,2 cộng 1,4 phụ thuộc vào điều kiện phản ứng, to, dung môi phân cực hay không phân cực, thời gian phản ứng… 3.1 Phản ứng cộng ❖ Cộng HBr, Br2: AE Sản phẩm cộng 1,2 Sản phẩm cộng 1,4 3.1 Phản ứng cộng ❖ Cộng HBr, Br2: AE 3.1 Phản ứng cộng ❖ Cộng HBr, Br2: AE +) Trong mơi trường phân cực: → Ở to thấp sản phẩm 1,2 chủ yếu mặt động học, sản phẩm 1,2 tạo thành nhanh lượng hoạt hóa sp 1,2 thấp 1,4 → Ở to cao hơn, tỷ lệ sản phẩm 1,4 tăng mặt nhiệt động sản phẩm 1,4 bền sản phẩm 1,2 → Sản phẩm 1,2 tạo thành chuyển dần sang sản phẩm 1,4 +) Trong môi trường phân cực hay không phân cực : môi trường không tạo khả tách dị ly mà dạng Br+-Br- phản ứng với butadien-1,3 cộng hợp 1,2 chủ yếu 3.2 Phản ứng cộng 1,4 đóng vịng: Diels-Alder dien dienophil Sản phẩm cộng 1,4 đóng vịng 3.3 Phản ứng trùng hợp +) Xảy theo chế gốc hay chế ion Hợp chất kim, R-li+→ chế ion – anion, sp 1,4 Na, perooxit → chế gốc → sp hỗn hợp 1,2 1,4 Na, 8at 3.3 Phản ứng trùng hợp q trình trùng hợp 1,4 xảy hai khả trùng hợp cis- trans- Butadien có khả đồng trùng hợp với nhiều monome khác stryren (C6H5−CH=CH2), acronitril (CH2=CH−CN) Na, 8at X = C6H5−, −CN 3.3 Phản ứng trùng hợp Butadien có khả đồng trùng hợp với nhiều monome khác stryren (C6H5−CH=CH2), acronitril (CH2=CH−CN) Na, 8at