dxhalogen-ancol-phenol-cho HS (day du)

CHƯƠNG VIII Chương VIII DẪN XUẤT HALOGEN - ANCOL – PHENOL ∗∗∗∗∗∗∗∗ Bài 51 DẪN XUẤT HALOGEN CỦA HROCACBON  I − §Þnh nghÜa, ph©n lo¹i, ®ång ph©n vµ danh ph¸p 1. §Þnh nghÜa 2. Ph©n lo¹i a) DÉn xt halogen gåm cã dÉn xt flo, dÉn xt clo, dÉn xt brom, dÉn xt iot vµ dÉn xt chøa ®ång thêi mét vµi halogen kh¸c nhau. R – H R – Cl R – Br R – I R – F Hydrocacbon dẫn xuất clo dẫn xuất brom dẫn xuất iot dẫn xuất flo - Tùy theo số lượng nguyên tử halogen trong phân tử, ta phân biệt: Dẫn xuất monohalogen (CH 3 Cl ; C 2 H 5 Br…) Dẫn xuất dihalogen (CH 2 Br – CH 2 Br…) Dẫn xuất trihalogen (CHCl 3 …)… b) Dùa theo cÊu t¹o cđa gèc hi®rocacbon, ngêi ta ph©n thµnh c¸c lo¹i sau : DÉn xt halogen no DÉn xt halogen kh«ng no DÉn xt halogen th¬m Đi từ hrocacbon no như ankan; xicloankan. Đi từ hrocacbon không no như Anken; ankien; ankin, …… Đi từ hrocacbon thơm như Benzen và đồng đẳng của benzen; stren; … CH 2 FCl ; CH 2 Cl−CH 2 Cl ; CH 3 −CHBr−CH 3 ; (CH 3 ) 3 C−I CF 2 = CF 2 ; CH 2 = CH – Cl ; CH 2 = CH−CH 2 –Br C 6 H 5 F ; C 6 H 5 CH 2 –Cl ; p-CH 3 C 6 H 4 Br ; C 6 H 5 I c) Một số dẫn xuất halogen xét trong bài học: Ankyl halogenua Anlyl halogenua Phenyl halogenua Vinyl halogenua Benzyl halogenua RX RCH=CHCH 2 X X ; RC 6 H 4 X; …… CH 2 = CHX RC 6 H 4 CH 2 X; …. CH 3 Cl C 2 H 5 Cl CH 3 CH 2 CH 2 Br 2 CH 3 CHCH 3 Cl CH 2 CHCl CH 2 CHCH 2 Cl Cl Cl CH 3 CH 2 = CHCl C 6 H 5 CH 2 Cl CH 3 C 6 H 4 CH 2 Cl 3/ Bậc của dẫn xuất halogen bằng bậc của nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử halogen. 4. Danh ph¸p Tªn th«ng thêng Tªn gèc − chøc Tªn thay thÕ Cã mét sè Ýt tªn gèc hi®rocacbon + halogenua coi c¸c nguyªn tư halogen lµ nh÷ng nhãm thÕ ®Ýnh vµo m¹ch chÝnh cđa hi®rocacbon Lớp 11 (2009 – 2010) 1 CHƯƠNG VIII - Chọn mạch cacbon chính có chứa halogen; dài nhất. - Đánh số cho nguyên tử halogen là nhỏ nhất. (nhưng nếu có liên kết bội thì ưu tiên nhỏ nhất cho liên kết bội trước halogen) - Gọi tên cũng theo mẫu tự a,b,c, …  Gọi tên các chất sau: Công thức Tªn gèc − chøc (Và Tªn th«ng thêng nếu có) Tªn thay thÕ CHCl 3 CHBr 3 CHI 3 CH 2 Cl 2 CH 3 CH 2 Cl BrCH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 Cl CH 3 CHCH 3 Cl CH 3 CH Cl Cl CH 2 CH 2 Br Br CHCH Br Br Br Br CH 3 CHCH 2 CH 3 Br CH 3 CH 2 CCH 2 CH 3 Br CH 3 CH 3 C Cl CH 3 CH 3 CH 2 CHCH 2 Cl CH 2 CHCl CH 3 C CH Cl CH 3 BrCH 2 CH CHCHCH 3 CH 3 CH 3 CH CHCH 2 CH 2 Br Lớp 11 (2009 – 2010) 2 CHÖÔNG VIII F C 2 H 5 CH 2 Cl Cl CH 3 CH 3 Br C 2 H 5 CH 3 Br CH 3 CHCH 3 I Br Br CCl 4 CFCl 3 CF 2 Cl 2 C 2 H 5 MgBr  Xaùc ñònh caùc loaïi halogenua: Loaïi ankyl halogenua Loaïi anlyl halogenua Loaïi phenyl halogenua Loaïi vinyl hay benzyl halogenua CH 3 CH 2 Cl CH 3 CH 2 CHCH 3 Br CH 2 CHCH 2 Cl CH 3 CH CHCH 2 Cl C 6 H 5 Cl CH 3 Cl CH 2 Br C 2 H 5 Cl CH 2 = CHCl Lôùp 11 (2009 – 2010) 3 CHƯƠNG VIII C 6 H 5 CH 2 Cl 4. §ång ph©n - DÉn xt halogen cã ®ång ph©n m¹ch cacbon nh ë hi®rocacbon, ®ång thêi cã ®ång ph©n vÞ trÝ nhãm chøc. ThÝ dơ 1: Viết ctct các đồng phân ứng với C 4 H 9 F. FCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CHFCH 2 CH 3 2 3 | 3 FCH CH CH CH 3 3 | 3 CH CFCH CH 1-flobutan 2-flobutan 1-flo-2-metylpropan 2-flo-2-metylpropan Thí dụ 2: Viết ctct các đồng phân ứng với: a) C 4 H 9 Cl: b) C 3 H 5 Br 3 : II − TÝnh chÊt vËt lÝ a ) Trạng thái: ë ®iỊu kiƯn thêng b) Tính tan: c) NhiỊu dÉn xt halogen cã ho¹t tÝnh sinh häc cao, d) Nhiệt độ sôi, nóng chảy: - So với hydrocacbon tương ứng, dẫn xuất halogen có phân tử khối lớn hơn, độ phân cực cũng lớn hơn, nên các dẫn xuất halogen có nhiệt độ sôi cao hơn hydrocacbon tương ứng. - Các dẫn xuất halogen có cùng số cacbon, thì nhiệt độ sôi tăng dần từ dẫn xuất flo đến dẫn xuất iot. - Các dẫn xuất halogen có cùng số cacbon, chứa cùng một halogen thì nhiệt độ sôi giảm dần từ bậc I đến bậc III (do lực hút vandessvan giảm) III − TÝnh chÊt ho¸ häc: 1. Ph¶n øng thÕ nguyªn tư halogen b»ng nhãm –OH: R X + OH - R OH + X - Lớp 11 (2009 – 2010) 4 CHƯƠNG VIII Ngêi ta tiÕn hµnh thÝ nghiƯm song song víi 3 chÊt láng ®¹i diƯn cho ankyl halogenua, anlyl halogenua vµ phenyl halogenua. C¸ch tiÕn hµnh vµ kÕt qu¶ ®ỵc tr×nh bµy nh ë b¶ng 8.1. B¶ng 8.1. ThÝ nghiƯm thÕ Cl b»ng OH DÉn xt halogen ®· rưa s¹ch Cl − L¾c víi níc, g¹n lÊy líp níc, axit ho¸ b»ng HNO 3 , nhá vµo ®ã dd AgNO 3 §un s«i víi níc, g¹n lÊy líp níc, axit ho¸ b»ng HNO 3 , nhá vµo ®ã dd AgNO 3 §un víi dd NaOH, g¹n lÊy líp níc, axit ho¸ b»ng HNO 3 , nhá vµo ®ã dd AgNO 3 CH 3 CH 2 CH 2 Cl (Propyl clorua) Kh«ng cã kÕt tđa Kh«ng cã kÕt tđa Cã AgCl kÕt tđa CH 2 =CHCH 2 Cl (Anlyl clorua) Kh«ng cã kÕt tđa Cã AgCl kÕt tđa Cã AgCl kÕt tđa C 6 H 5 Cl (Clobenzen) Kh«ng cã kÕt tđa Kh«ng cã kÕt tđa Kh«ng cã kÕt tđa CH 2 = CHCl Vinyl clorua Kh«ng cã kÕt tđa Kh«ng cã kÕt tđa Kh«ng cã kÕt tđa C 6 H 5 CH 2 Cl Benzyl clorua Kh«ng cã kÕt tđa Cã AgCl kÕt tđa Cã AgCl kÕt tđa a) DÉn xt lo¹i ankyl halogenua: b) D Én xt lo¹i anlyl halogenua: c) DÉn xt lo¹i phenyl halogenua (halogen ®Ýnh trùc tiÕp víi vßng benzen):  Lưu ý còn hai loại là benzyl halogenua và vinyl halogenua: α ) Benzyl clorua : giống anlyl halogenua , phản ứng thế dễ . - BÞ thủ ph©n ngay khi ®un s«i víi níc : Lớp 11 (2009 – 2010) 5 CHƯƠNG VIII CH 2 Cl CH 2 OH benzyl clorua ancol benzylic H 2 O t 0 Lưu ý: Do phân tử C 6 H 5 –CH 2 –Cl ; CH 2 =CH–CH 2 –Cl phân cực mạnh, nên khi tác dụng dd AgNO 3 tạo kết tủa trắng. CH 2 =CH–CH 2 –Cl → ¬  − + + 2 2 CH =CH-CH Cl ; Ag + + Cl − → AgCl ↓ C 6 H 5 –CH 2 –Cl → ¬  + − 6 5 2 C H CH + Cl − ; Ag + + Cl − → AgCl ↓ β ) DÉn xt lo¹i vinyl halogenua : - Kh«ng ph¶n øng víi dung dÞch kiỊm ë nhiƯt ®é thêng còng nh khi ®un s«i. - Chóng chØ ph¶n øng ë nhiƯt ®é vµ ¸p st cao, (phản ứng thế khó) : 300 CH 2 CHCl NaOH 0 C 200 atm CH 2 CHOH CH 3 CHO vinyl clorua ancol vinylic andehit axetic khong ben ( )  Vậy: Mức độ phản ứng thủy phân của dẫn xuất halogenua trong môi trường kiềm là: Môi trường Ankyl halogenua Anlyl halogenua Phenyl halogenua H 2 O , t 0 C Không Bò thuỷ phân Không OH − , t 0 C (hay H 2 O / OH − , t 0 C) Bò thuỷ phân Bò thuỷ phân Không OH − , t 0 cao và P cao. Bò thuỷ phân Bò thuỷ phân Bò thuỷ phân  S¬ lỵc vỊ c¬ chÕ ph¶n øng thÕ nguyªn tư halogen - §é ©m ®iƯn cđa halogen nãi chung ®Ịu lín h¬n cđa cacbon. V× thÕ liªn kÕt cacbon halogen lµ liªn kÕt ph©n cùc, halogen mang mét phÇn ®iƯn tÝch ©m cßn cacbon mang mét phÇn ®iƯn tÝch d¬ng. - T thc vµo b¶n chÊt cđa dÉn xt halogen vµ ®iỊu kiƯn tiÕn hµnh ph¶n øng, sù thÕ nguyªn tư halogen cã thĨ x¶y ra theo nh÷ng c¬ chÕ kh¸c nhau. ThÝ dơ: DÉn xt hal no bËc III díi t¸c dơng cđa dung m«i ph©n cùc bÞ ph©n c¾t dÞ li ë møc ®é kh«ng ®¸ng kĨ: H C-C-CH 3 3 3 CH Br H C-C-CH 3 3 3 CH + + Br (1) Cacbocation sinh ra kÕt hỵp ngay víi OH - t¹o thµnh ancol: H C-C-CH 3 3 3 CH + + OH H C-C-CH 3 3 3 CH OH (2) Giai ®o¹n (2) x¶y ra nhanh vµ kh«ng thn nghÞch, v× thÕ nã lµm cho c©n b»ng (1) chun dÞch vỊ phÝa ph¶i, dÉn tíi sù thÕ hoµn toµn Br b»ng OH. 2. Ph¶n øng t¸ch hi®ro halogenua: a) Thùc nghiƯm : b) Gi¶i thÝch: Lớp 11 (2009 – 2010) 6 CHƯƠNG VIII C 2 H 5 Br KOH/ C 2 H 5 OH dd Br 2 c) Híng cđa ph¶n øng t¸ch HX: Ví dụ 1: Tách HX của 2-brombutan: Quy t¾c Zai-xÐp : Khi t¸ch HX khái dÉn xt halogen, nguyªn tư halogen (X) u tiªn t¸ch ra cïng víi H ë nguyªn tư C bËc cao h¬n bªn c¹nh. Ví dụ 2: Tách HX của 3-metyl-2-clobutan: viết phản ứng tạo sản phẩm chính.  Vậy: Khi cho dẫn xuất halogen tham gia các loại phản ứng sau thì: Phản ứng thế X bằng OH Phản ứng tách HX Tác dụng với H 2 O Dung dòch kiềm OH − trong ancol Dung dòch kiềm OH − Điều kiện Đun nóng Đun nóng Nhiệt độ và áp suất cao Tạo sản phẩm Ancol Hrocacbon không no Tuân theo qui tắc Tùy thuộc loại dẫn xuất nào: ankyl; anlyl; phenyl, …… Zai –xep 3. Ph¶n øng víi magie: Lớp 11 (2009 – 2010) 7 CHƯƠNG VIII IV − øng dơng 1. Lµm dung m«i -Metylen clorua, clorofom, cacbon tetraclorua, 1,2-®icloetan lµ nh÷ng chÊt láng hoµ tan ®ỵc nhiỊu chÊt h÷u c¬ ®ång thêi chóng cßn dƠ bay h¬i, dƠ gi¶i phãng khái dung dÞch, v× thÕ ®ỵc dïng lµm dung m«i ®Ĩ hoµ tan hc ®Ĩ tinh chÕ c¸c chÊt trong phßng thÝ nghiƯm còng nh trong c«ng nghiƯp. 2. Lµm nguyªn liƯu cho tỉng hỵp h÷u c¬ -C¸c dÉn xt halogen cđa etilen, cđa buta®ien ®ỵc dïng lµm monome ®Ĩ tỉng hỵp c¸c polime quan träng. ThÝ dơ CH 2 = CHCl tỉng hỵp ra PVC dïng chÕ t¹o mét sè lo¹i èng dÉn, v¶i gi¶ da,…., CF 2 = CF 2 tỉng hỵp ra teflon, mét polime siªu bỊn dïng lµm nh÷ng vËt liƯu chÞu kiỊm, chÞu axit, chÞu mµi mßn,… Teflon bỊn víi nhiƯt tíi trªn 300 o C nªn ®ỵc dïng lµm líp che phđ chèng b¸m dÝnh cho xoong, ch¶o, thïng chøa. 3. C¸c øng dơng kh¸c - DÉn xt halogen thêng lµ nh÷ng hỵp chÊt cã ho¹t tÝnh sinh häc rÊt ®a d¹ng. ThÝ dơ CHCl 3 , ClBrCH−CF 3 ®ỵc dïng lµm chÊt g©y mª trong phÉu tht. - NhiỊu dÉn xt polihalogen cã t¸c dơng diƯt s©u bä tríc ®©y ®ỵc dïng nhiỊu trong n«ng nghiƯp, nh C 6 H 6 Cl 6 , nhng chóng còng g©y t¸c h¹i l©u dµi ®èi víi m«i trêng nªn ngµy nay ®· kh«ng ®ỵc sư dơng n÷a. - RÊt nhiỊu chÊt phßng trõ dÞch h¹i, diƯt cá, kÝch thÝch sinh trëng thùc vËt cã chøa halogen (thêng lµ clo) hiƯn nay vÉn ®ang ®ỵc sư dơng vµ mang l¹i nh÷ng Ých lỵi trong s¶n xt n«ng nghiƯp. - CFCl 3 vµ CF 2 Cl 2 tríc ®©y ®ỵc dïng phỉ biÕn trong c¸c m¸y l¹nh, hép xÞt ngµy nay ®ang bÞ cÊm sư dơng, do chóng g©y t¸c h¹i cho tÇng ozon. V/ ĐIỀU CHẾ: 1/ Thế halogen vào ankan và xicloankan hoặc cộng vào xicpropan: Điều chế isopropyl clorua Điều chế xiclohexyl clorua Điều chế 1,3 – dibrompropan 2/ Thế hoặc cộng halogen vào hydrocacbon không no, hydrocacbon thơm: Từ etilen điều chế 1,2 – dibrometan Từ etilen điều chế 1,1 – dibrometan ∗∗∗∗∗∗∗∗ BỔ SUNG  BỔ SUNG HP CHẤT CƠ KIM: I/ Là loại hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa liên kết cacbon – kim loại - Ví dụ: hợp chất cơ – magie: R – Mg – X (với X là halogen). - Hợp chất cơ magie hình thành từ dẫn xuất halogen với magie. R – X + Mg ete khan → R – Mg – X (ankyl magie halogenua) II/ Phản ứng tạo hợp chất cơ – magie: 1/ CH 3 Cl + Mg ete khan → 2/ C 2 H 5 Br + Mg ete khan → Lớp 11 (2009 – 2010) 8 CHƯƠNG VIII 3/ CH 3 CH CH 3 Cl + Mg ete khan 4/ CH 3 CH + Mg ete khan CH 2 Br CH 3 . III/ Tính chất của hợp chất cơ – magie: - Tác dụng nhanh với những hợp chất có nguyên tử H linh động như: nước , ancol, … và một số chất có nhóm CO như CO 2 , anđehit, …. RMgX + HA RH + Mg X A ⇒ dùng điều chế hrocacbon Và : RMgX + CO 2 RCOOMgX ; RCOOMgX + HX RCOOH + MgX 2 ⇒ dùng điều chế axit cacboxylic ∗∗∗∗∗∗∗∗ HỌ TÊN: Lớp: Bài 53 ANCOL  I − §Þnh nghÜa, Ph©n lo¹i, ®ång ph©n vµ danh ph¸p 1. §Þnh nghÜa Lớp 11 (2009 – 2010) 9 CHƯƠNG VIII 2. Ph©n lo¹i : - Ancol ®ỵc ph©n lo¹i theo cÊu t¹o gèc hi®rocacbon vµ theo sè lỵng nhãm hi®roxyl trong ph©n tư . Ancol Ph©n lo¹i theo cÊu t¹o gèc hi®rocacbon Ph©n lo¹i theo theo sè lỵng nhãm hi®roxyl C 2 H 5 OH Ancol no, bËc I Ancol ®¬n chøc (monoancol) OH Ancol no, bËc II Ancol ®¬n chøc (monoancol) CH 3 C CH 3 CH 3 OH Ancol no, bËc III Ancol ®¬n chøc (monoancol) CH 2 OH CH 2 OH Ancol no, bËc I Ancol ®a chøc (poliancol) CH 2 CH OH CH 2 OH OH Ancol no, bËc I, II Ancol ®a chøc (poliancol) CH 2 CH CH 2 OH Ancol kh«ng no, bËc I Ancol ®¬n chøc (monoancol) CH 2 OH Ancol th¬m bËc I Ancol ®¬n chøc (monoancol) 3/ Bậc của ancol : 3. Danh ph¸p Tên gốc – chức (tên thông thường) Tên thay thế (IUPAC) Ancol + tªn gèc hi®rocacbon + ic Tªn hi®rocacbon m¹ch chÝnh + vÞ trÝ + ol  Nếu mạch cacbon có nhánh: - Chọn mạch cacbon có chứa nhóm OH− , dài nhất. - Đánh số ưu tiên cho nhóm OH− là nhỏ nhất  GỌI TÊN CÁC CHẤT SAU. Ctpt Công thức Tên gốc – chức (tên thông Tên thay thế (IUPAC) Lớp 11 (2009 – 2010) 10