hợp chất cơ nguyên tố

Điều chế hợp chất cơ Liti Hợp chất cơ kim của Liti và kim loại nhóm I nói chung được tạo thành từ phản ứng giữa dẫn xuất halogen với kim loại tương ứng Các ankyl halogenua có thể là bậc

Trang 1

I Các khái niệm chung

Trang 2

CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ

II Điều chế hợp chất cơ kim

1 Điều chế hợp chất cơ Liti

Hợp chất cơ kim của Liti và kim loại nhóm I nói chung được tạo thành từ phản ứng giữa dẫn xuất halogen với kim loại tương ứng

Các ankyl halogenua có thể là bậc 1, 2 hoặc bậc 3 Trong đó hoạt tính: RI > RBr > RCl

Dẫn xuất của Flo không có hoạt tính

Trang 3

Tạo hợp chất cơ Liti không đòi hỏi Hal phải liên kết trực tiếp với Csp3 Hal-Csp2 như vinyl hay aryl halogenua phản ứng xảy ra tương tự như trên, trong một số trường hợp phản ứng có thể xảy ra chậm hơn

Phản ứng điều chế có thể thực hiện trong dung môi khan như pentan, hexan… Tuy nhiên dung môi thông dụng nhất là đietylete

Trang 4

Cơ chế

Phản ứng xảy ra trên bề mặt của kim loại, kim loại chuyển 1 electron sang ankyl halogenua để tạo thành anion gốc

Tiếp theo, anion gốc bị phân hủy tạo thành gốc tự do ankyl và anion halogenua

Cuối cùng gốc tự do kết hợp với kim loại tạo thành hợp chất cơ kim

Trang 5

2 Điều chế hợp chất cơ magiê

Cơ magie còn được gọi là hợp chất Gignard (Gignard: Nobel 1912) được tạo thành từ

phản ứng giữa dẫn xuất Hal với Mg

R có thể là bậc 1, 2 hoặc bậc 3; có thể no, không no hoặc mạch vòng

Trang 6

Dung môi thường sử dụng là Et2O, THF;

Hoạt tính: RI > RBr > RCl > RF Trường hợp F-Csp2 nhân thơm không có hoạt tính

Ankyl halogenua có hoạt tính mạnh hơn so với aryl và vinyl halogenua Hơn nữa, cơ magie của aryl, vinyl halogenua không thể tạo thành trong dung môi ete mà phải sử dụng THF

Cơ chế: Tương tự như cơ Liti

Trang 7

III Tính chất hóa học

1 Tính bazơ

Cơ Liti và cơ Magiê là các hợp chất bền trong dung môi thích hợp (ete, THF) Các hợp chất này là các bazơ Bronsted mạnh, chúng phản ứng dễ dàng với các hợp chất chứa H linh động như H2O, ROH tạo thành hiđrocacbon tương ứng

Trang 8

Trang 9

a) Cơ Magiê

Một trong những tính chất quan trọng của hợp chất cơ kim là phản ứng với hợp chất cacbonyl tạo thành ancol tương ứng

Trang 10

 Phản ứng với Fomađehit

Trang 12

 Phản ứng với xeton

Trang 13

Phản ứng giữa cơ magie với este

Phản ứng giữa cơ magiê với este tạo thành sản phẩm trung gian là xeton, tuy nhiên xeton này không thể phân lập được mà phản ứng ngay để tạo thành rượu bậc 3

Trang 14

Trang 15

Phản ứng giữa cơ Liti với hợp chất cacbonyl xảy ra hoàn toàn tương tự như trường hợp cơ Magiê, trong một số trường hợp hoạt tính của cơ Liti có thể mạnh hơn

Trang 16

CHƯƠNG V: HỢP CHẤT CƠ NGUYÊN TỐ c) Cơ Natri

Hợp chất cơ Natri dạng RC Ξ CNa có thể được điều chế từ ankin-1 với NaNH2 trong amoniac lỏng

Hợp chất cơ Natri và các anion RC Ξ Cѳ nói chung đều là tác nhân nucleophil, phản ứng với hợp chất cacbonyl hoàn toàn tương tự như trường hợp cơ magiê và cơ liti ở trên

Trang 18

3 Retrosynthesis (phân tích tổng hợp hữu cơ)

Để tổng hợp một chất hữu cơ mong muốn (Target molecule= desired product), cần phải lựa chon các chất thích hợp tương ứng Quá trình đó được gọi là phân tích tổng hợp (retrosynthetic analysis)

Các chất đầu có thể là các mảnh phân tử nhỏ (anion, cation, phân tử): Cơ Liti, Gignard tương đương với R-

Trang 20

VD: Rượu bậc 1, có thể coi là sản phẩm của cơ Magiê với fomanđehit

Trang 21

Rượu bậc hai có hai cách kết hợp giữa hợp chất Gingnard với anđehit

Rượu bậc 3 có 3 cách kết hợp giữa hợp chất Gingard với xeton

Trang 22

VD: Điều chế 2-phenyl – 2 – butanol có các cách tương ứng sau

Trang 23

3 Hợp chất cơ Đồng

Hợp chất cơ Đồng sử dụng hiệu quả trong tổng hợp hữu cơ là Cuprate Hợp chất này được điều chế từ cơ Liti và Cu(I) halogenua trong ete hoặc THF

Cơ chế:

Trang 24

Cuprate phản ứng với dẫn xuất halogen tạo thành hiđrocacbon tương ứng

Trang 25

 Thông thường cuprate được tạo từ ankyl bậc 1, các ankyl bậc 2 và 3 có hoạt tính kém hơn do sự án ngữ không gian của các nhóm thế

 Ankyl halogenua khi phản ứng với cuprate có hoạt tính phụ thuộc vào bậc của nhóm ankyl và bản chất của halogen

CH 3 > Ankyl bậc 1 > Ankyl bậc 2 > Ankyl bậc 3

I > Br > Cl >> F

Trang 26

4 Điều chế dẫn xuất xiclopropan bằng hợp chất cơ Kẽm

Cơ Kẽm được điều chế hoàn toàn tương tự như hợp chất cơ Magiê, tuy nhiên cơ Kẽm không có hoạt tính như Gignard với hợp chất cacbonyl

Hợp chất cơ Kẽm sử dụng khá phổ biến là ICH2ZnI, hợp chất này được điều chế từ CH2I2với Zn (được hoạt hóa bề mặt bởi một lượng nhỏ Cu kim loại)

Trang 27

Phản ứng trên được gọi là Simmon - Smith

Ví dụ:

Trang 28

Hóa lập thể của phản ứng Simmon-Smith

Trang 29

5 Hợp chất cơ kim của các kim loại chuyển tiếp

- Liên kết cộng hóa trị phối trí là một dạng đặc biệt của liên kết cộng hóa trị, trong đó các điện tử chia sẻ chỉ đến

từ một nguyên tử duy nhất.

- Các liên kết phối trí cũng có thể tìm thấy trong các phức chất có sự tham gia của các ion kim loại, đặc biệt là các ion kim loại chuyển tiếp Các liên kết này tạo ra các hợp chất gọi là phức chất Trong khi chất cung cấp điện tử gọi là các phối tử (Ligand)

- Các chất có nguyên tử có cặp điện tử độc thân chẳng hạn như O, S, P N, các halogen mà trong dung dịch có thể cung cấp điện tử để trở thành các phối tử Một phối

tử thông thường có thể là Nước, NH3, Cl-, CN-

Khái niệm về Ligand

Trang 30

- Quy tắc 18e: Trong lớp 3 các electron lấp đầy các orbital tạo thành 3s23p63d10

- Phức của kim loại chuyển tiếp tuân theo quy tắc 18 electron

Khái niệm về Ligand

Cách tính số electron của phức organometallic

Trong đó: a là số ligand dạng X

b là số ligand dạng L

c điện tíchCông thức tính Electron count (EAN)

EAN= N + a + 2b –c ( trong đó N là số e của lớp vỏ ngoài cùng của kl)

Trang 31

Công thức tính Electron count (EAN)

EAN= N + a + 2b –c ( trong đó N là số e của lớp vỏ ngoài cùng của kl)

Trang 32

Công thức tính Electron count (EAN)

NVE= N + a + 2b –c ( trong đó N là số e của lớp vỏ ngoài cùng của kl)

Trang 33

Trang 34

A, [Fe (CO)4]

2-B, [η5-(C5H5 )2Co]+

http://www.ilpi.com/organomet/electroncount.html

Trang 35

Trang 36

Trang 37

6 Hợp chất cơ kim Paladium

Trang 38

Trang 40

Trang 41

Trang 42

Trang 43

Trang 44

Trang 45

Trang 46

Trang 47

Trang 48

B HỢP CHẤT CƠ PHI KIM

HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT CỦA BORON

Trong hóa hữu cơ, hợp chất của Bo thường được sử dụng là NaBH4 và BH3 (Boran) Boran tồn tại ở cả hai dạng BH3 và B2H6 qua cân bằng:

Trang 49

Trong BH3, nguyên tử trung tâm B có trạng thái lai hóa sp2 nên toàn phân tử trên cùng một mặt phẳng, B còn obital trống nên BH3 có vai trò như một bazơ Lewis; nó có thể nhận cặp electron chưa tham gia liên kết hoặc kết hợp với nucleophil tạo thành anion tứ diện (lai hóa sp3)

Trang 50

Hiđrobo hóa

Phản ứng cộng hợp các hợp chất Bo hyđrua vào anken và ankin gọi là HiđroBo hóa

Trang 51

Cơ chế: Tấn công nucleophil vào hợp chất Bo hyđrua

Trang 52

Các ankyl Boran khá không bền, dễ dàng chuyển thành rượu bậc 1 sau khi oxi hóa, rồi thủy phân

Cơ chế

Trang 53

Hóa lập thể của phản ứng HiđroBo hóa: cộng hợp cis

Trang 54

Thông thường, phản ứng Hiđrobo hóa tạo hợp chất trung gian là triankyl boran và cuối cùng tạo thành axit Boric bền

Trang 55

Để tránh hiện tượng tạo thành triankylboran và tăng hiệu quả phản ứng lập thể, thường dùng hợp chất điankylboran: Th2BH và 9-BBN

Trang 56

Trang 57

Phản ứng Swern Oxidation

Cơ chế phản ứng:

Trang 58

HỢP CHẤT CƠ PHOTPHO

Hợp chất cơ photpho được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi là thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, phụ gia dầu nhờn, chất tuyển nổi, phụ gia tạo polime không cháy…

Thuốc bảo vệ thực vật

Trang 59

Thuốc độc

Thuốc chữa bệnh

VD minh họa

Trang 60

Hợp chất cơ photpho chứa liên kết C-P thường có khả năng tạo phức với các kim loại kiềm thổ, đất hiếm Đặc biệt là các amino photpho hữu cơ được dùng làm chất đuổi kim loại ra khỏi cơ thể khi bị ngộ độc vì có khả năng tạo phức bền dễ tan trong nước với các kim loại này

Trang 61

Hợp chất cơ photpho chứa liên kết C-O-P thường được coi là este của axit photphorơ và axit photphoric Các loại hợp chất này được điều chế bằng cách cho rượu tác dụng với PCl3 hoặc POCl3 có mặt xúc tác bazzơ mạnh (ancolat)

Trang 62

Ưu điểm của các hợp chất này là sử dụng làm thuốc trừ sâu chọn lọc không làm nguy hại đến các sinh vật có ích khác và có khả năng phân hủy nhanh không ảnh hưởng đến môi trường

Trang 64

CH3CH2CH2CH2-MgX + CO2 H3O  CH3CH2CH2CH2COOH

Trang 68

Bài 6: Từ etanol hãy viết các phương trình phản ứng điều chế

2-brombutan? Giả thiết các hóa chất vô cơ và các điều kiện cho đầy đủ.

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	2,62 MB