VÝ dơ: Ph¶n øng t¸ch lo¹i HBr tõ ethylbromid d−íi t¸c dơng cđa C 2 H 5 O − lµ mét base m¹nh ®Ĩ t¹o thµnh ethylen cã c¬ chÕ nh− sau: δ − Trạng thái chuyển tiếp + Br - δ − + + C 2 H 5 OH C 2 H 5 O C 2 H 5 O - H C CH 3 H C H H C H CH 3 H H C Br H C H CH 3 H H C Br §iỊu kiƯn vỊ hãa lËp thĨ cho c¬ chÕ E 2 x¶y ra khi 4 trung t©m ph¶n øng (H – C – C − Br) ë trªn mét mỈt ph¼ng. H vµ Br ë vÞ trÝ trans víi nhau (vÞ trÝ anti). Minh häa c¬ chÕ theo c¸ch biĨu diƠn h×nh chiÕu Newman: + C 2 H 5 O - C C H CH 3 H H + C 2 H 5 O - - C 2 H 5 OH - Br - CH 3 H H Br H H CH 3 H H Br H H 2.5.2. C¬ chÕ t¸ch lo¹i E 1 Ph¶n øng x¶y ra theo 2 giai ®o¹n. − ChÊt ph¶n øng t¹o carbocation R + lµ giai ®o¹n chËm . − T¸ch H + vµ t¹o nèi ®«i lµ giai ®o¹n nhanh. Tỉng qu¸t: Chất phản ứng Sản phẩm + X - CC HC C HC C X + HC C ++ H + Carbocation Chậm Nhanh Carbocation VÝ dơ: T¸ch HBr khái 2-Brom-2,3-dimethylbutan . CC HC C Br + - H + Carbocation CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 HC C CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 - Br - C¸c ph¶n øng cã sù c¹nh tranh lÉn nhau. Khi tiÕn hµnh ph¶n øng thÕ th−êng kÌm theo ph¶n øng t¸ch lo¹i. C¸c ®iỊu kiƯn nh− dung m«i, nång ®é, nhiƯt ®é cã ¶nh h−ëng ®¸ng kĨ ®Õn c¬ chÕ ph¶n øng. 66 Chơng 6 CáC PHơNG PHáP HóA HọC Và VậT Lý XáC ĐịNH CấU TạO CHấT HữU Cơ Mục tiêu học tập 1. Hiểu và biết cách sử dụng các phơng pháp hóa học và vật lý để xác định cấu trúc của phân tử 2. ứng dụng của quang phổ tử ngoại, hồng ngoại và cộng hởng từ hạt nhân trong việc xác định cấu trúc phân tử. Nội dung Một chất hữu cơ đợc ứng dụng trong thực tế phải bảo đảm độ tinh khiết, phải thỏa mãn về thành phần các nguyên tố hóa học và công thức cấu tạo. Xác định công thức cấu tạo của một chất hữu cơ tách/chiết đợc từ nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp đợc là công việc rất cần thiết và quan trọng trong hóa hữu cơ. Có thể xác định cấu tạo chất hữu cơ bằng phơng pháp hóa học hay vật lý. 1. Phơng pháp hóa học ứ ng dụng phơng pháp pháp hóa học để xác định công thức phân tử và nhóm chức hóa học bằng các phản ứng đặc trng. 1.1. Định tính và định lợng nguyên tố Định tính và định lợng các chất hữu cơ là xác định sự hiện diện các nguyên tố và thành phần định lợng của các nguyên tố trong một chất hữu cơ. 1.1.1. Định tính các nguyên tố và nhóm chức Để xác định sự có mặt các nguyên tố có trong chất hữu cơ, thờng tiến hành vô cơ hóa, nghĩa là chuyển các nguyên tố về dạng ion và dùng các phản ứng định tính để xác định các ion đó. Ví dụ: Vô cơ hóa hợp chất hữu cơ thì carbon sẽ chuyển thành CO 2 hoặc CO 3 2- , nguyên tử halogen (X ) chuyển thành X - , nguyên tử N chuyển thành CN - Dùng các phản ứng định tính đặc trng để xác định các ion CO 3 2- , ion X - , ion CN - . Định tính các nhóm chức bằng các phản ứng đặc trng. Ví dụ: Chức OH alcol tác dụng với natri có hydro thoát ra. Chức aldehyd cho phản ứng tráng gơng với thuốc thử Tollens Ngày nay có các phơng pháp vật lý để xác định các nhóm chức một cách nhanh chóng và chính xác. 67 1.1.2. Định lợng các nguyên tố Xác định thành phần phần trăm về khối lợng các nguyên tố trong chất hữu cơ theo 2 phơng pháp chủ yếu sau: Phơng pháp Dumas Định lợng các nguyên tố C, H, N, S và halogen có trong các chất hữu cơ. Nguyên tắc: Đốt cháy chất hữu cơ bằng một luồng khí oxy. Các nguyên tố chuyển thành CO 2 , H 2 O, N 2 , SO 2 , X 2 . Hấp thu các khí sinh ra vào các chất thích hợp. Xác định khối lợng các khí đó và suy ra thành phần phần trăm các nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ. Ngày nay có các máy móc tinh vi để định lợng chính xác các nguyên tố. Phơng pháp Kjendall ứ ng dụng phơng pháp Kjendall để định lợng nguyên tố nitơ có trong các chất hữu cơ. Phơng pháp này rất phổ biến để xác định nitơ trong các chất amin và acid amin. Nguyên tắc của phơng pháp Kjendall là chuyển nitơ về dạng NH 3 hay NH 4 + sau đó dùng phơng pháp chuẩn độ xác định hàm lợng NH 3 hay NH 4 + và suy ra thành phần phần trăm của nitơ có trong chất hữu cơ. 2. Phơng pháp vật lý ứ ng dụng các phơng pháp vật lý để xác định các tiêu chuẩn về độ tinh khiết và xác định các nhóm chức, các liên kết có trong hợp chất hữu cơ. 2.1. Các tiêu chuẩn vật lý 2.1.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi Nhiệt độ nóng chảy Các chất hữu cơ dạng rắn tinh khiết có nhiệt độ nóng chảy xác định. Nhiệt độ nóng chảy của một chất là nhiệt độ mà tớng rắn và tớng lỏng nóng chảy của chất đó ở trạng thái cân bằng với nhau. Nhiệt độ mà tất cả các tinh thể đều nóng chảy đợc coi là điểm kết thúc của khoảng nhiệt độ nóng chảy. Nhiệt độ sôi Chất hữu cơ lỏng tinh khiết đợc đặc trng bằng nhiệt độ sôi. Nhiệt độ sôi của một chất là nhiệt độ mà tại đó chất lỏng biến thành hơi. Tớng lỏng và tớng hơi ở trạng thái cân bằng. Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất. Chất lỏng tinh khiết luôn có nhiệt độ sôi xác định. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi là những tiêu chuẩn xác định độ tinh khiết của chất rắn hoặc chất lỏng. 2.1.2. Chỉ số khúc xạ Chỉ số khúc xạ là một tiêu chuẩn để đánh giá độ tinh khiết của chất lỏng. Theo định luật Snellius, nếu ánh sáng đơn sắc bị khúc xạ tại bề mặt ranh giới giữa hai môi trờng ta có: 68 sinα sinβ = C 2 C 1 n = α β Môi trường 1 Môi trường 2 C 1 và C 2 là tốc độ áng sáng trong môi trường 1 và 2 Th−êng ng−êi ta lÊy kh«ng khÝ lµm m«i tr−êng so s¸nh. ChØ sè khóc x¹ phơ thc vµo nång ®é, nhiƯt ®é vµ b−íc sãng cđa ¸nh s¸ng. 2.2. C¸c ph−¬ng ph¸p s¾c ký Sư dơng c¸c ph−¬ng ph¸p s¾c ký ®Ĩ t¸ch riªng c¸c chÊt trong hçn hỵp vµ cßn dïng ph−¬ng ph¸p s¾c ký ®Ĩ x¸c ®Þnh ®é tinh khiÕt cđa mét chÊt. S¾c ký lµ mét ph−¬ng ph¸p vËt lý dïng ®Ĩ t¸ch c¸c thµnh phÇn ra khái hçn hỵp b»ng c¸ch ph©n bè chóng thµnh 2 pha: mét pha cã bỊ mỈt réng gäi lµ pha cè ®Þnh vµ pha kia lµ mét chÊt láng hc chÊt khÝ gäi lµ pha di ®éng, di chun ®i qua pha cè ®Þnh. Cã 2 lo¹i s¾c ký: s¾c ký láng vµ s¾c ký khÝ. 2.2.1. S¾c ký láng S¾c ký láng lµ ph−¬ng ph¸p s¾c ký dïng chÊt láng lµm pha di ®éng. Trong s¾c ký láng cã c¸c kü tht: • S¾c ký giÊy: Pha tÜnh (pha cè ®Þnh) lµ giÊy. − S¾c ký líp máng: Pha tÜnh lµ mét líp máng chÊt hÊp phơ ®−ỵc tr¸ng b»ng ph¼ng vµ ®Ịu ®Ỉn trªn mét tÊm kÝnh hc kim lo¹i. − S¾c ký cét: Pha tÜnh lµ chÊt r¾n ®−ỵc nhåi thµnh cét. Trong kü tht s¾c ký cét, tïy theo b¶n chÊt cđa chÊt r¾n lµm cét cßn ®−ỵc chia thµnh: + Cét cỉ ®iĨn: Cét ®¬n gi¶n víi chÊt hÊp phơ th«ng th−êng v« c¬ hc h÷u c¬. Cét trao ®ỉi ion: Cét lµ chÊt trao ®ỉi ion ©m (anion) hc d−¬ng (cation). + Cét gel hc läc gel (gel filtration) : Pha cè ®Þnh lµ mét lo¹i gel tỉng hỵp cã lç xèp x¸c ®Þnh dïng ®Ĩ läc c¸c chÊt cã kÝch th−íc ph©n tư kh¸c nhau. • S¾c ký láng cao ¸p (high pressure liquid chromatography) cßn gäi lµ s¾c ký láng hiƯu n¨ng cao HPLC (high performance liquid chromatography). 2.2.1. S¾c ký khÝ S¾c ký khÝ lµ ph−¬ng ph¸p s¾c ký dïng chÊt khÝ lµm pha di ®éng. Dùa vµo pha cè ®Þnh, cßn chia ra: • S¾c ký khÝ -r¾n: Pha cè ®Þnh lµ chÊt r¾n. • S¾c ký khÝ -láng: Pha cè ®Þnh lµ chÊt láng. 69 2.3. Các phơng pháp phổ Khi một chất hữu cơ hấp thụ năng lợng bức xạ điện từ thì phân tử có thể trải qua nhiều dạng kích thích. Các kích thích có thể là kích thích chuyển dịch điện tử, kích thích quay, kích thích làm thay đổi spin hạt nhân nguyên tử, kích thích làm biến dạng liên kết, nếu năng lợng cao có thể gây ion hóa phân tử. Bảng 6.1: Vùng bức xạ điện từ Vùng phổ điện từ Độ dài sóng Năng lợng kích thích Dạng kích thích Bức xạ gama, tia X Và tia vũ trụ < 100 nm > 286 Kcal - Tia tử ngoại Xa (vùng chân không) Gần (vùng thạch anh) 100-200 nm 200-300 nm 286 - 143 Kcal 143 - 82 Kcal Điện tử Điện tử - Khả kiến 350-800nm 82 - 86 Kcal Điện tử - Hồng ngoại Hồng ngoại gần Hồng ngoại Hồng ngoại xa 0,8-2,0 àm 2-16,0 àm 16,0-300 àm 36 - 14,3 Kcal 14,3 - 1,8 Kcal 1,8 - 0,1 Kcal Biến dạng liên kết -nt- -nt- - Vi sóng cm 10 -4 Kcal Quay - Tần số radio mét 10 -6 Kcal Thay đổi spin hạt nhân Mỗi dạng kích thích đều cần đến một năng lợng nhất định và sự hấp thụ tơng ứng với mỗi mức năng lợng sẽ xảy ra ở mỗi vùng khác nhau trên phổ điện tử . Bảng 6-1 liệt kê vùng phổ electron, độ dài sóng, năng lợng kích thích và dạng kích thích khi chiếu bức xạ vào chất hữu cơ. Nếu chúng ta vẽ đồ thị phụ thuộc của năng lợng bức xạ đợc truyền qua với tần số ( ), số sóng (), bớc sóng (),chúng ta nhận đợc một phổ hấp thụ. Các phân tử hữu cơ có cấu tạo khác nhau thì có phổ hấp thụ khác nhau. Vì vậy quang phổ hấp thụ là phơng pháp xác định cấu trúc phân tử rất chính xác và hiệu quả. Ghi những phổ hấp thụ đợc tiến hành bằng những thiết bị (máy quang phổ) gồm có những bộ phận chủ yếu là nguồn bức xạ A, một cuvet đo B để đựng chất khảo sát, một máy đơn sắc C (cách tử hay lăng kính) và một thiết bị phát hiện bức xạ D với máy ghi các tín hiệu đã đợc phóng đại E. AB CD E Hình 6.1: Sơ đồ một quang phổ kế Tùy thuộc vào vị trí tần số hấp thụ trong dải tần số của bức xạ điện từ mà ta gọi chúng là quang phổ Rơnghen, quang phổ electron, quang phổ hồng ngoại hay quang phổ vi sóng. Ngày nay quang phổ tử ngoại (UV), quang phổ hồng ngoại (IR), quang phổ cộng hởng từ hạt nhân (NMR) và khối phổ là những phơng tiện quan trọng và chính xác để xác định cấu tạo các chất hữu cơ. 70 2.3.1. Quang phổ tử ngoại (UV) Sự hấp thụ trong vùng tử ngoại và khả kiến phụ thuộc vào cấu trúc điện tử của phân tử. Sự hấp thụ ấy gây ra sự chuyển dịch các điện tử từ orbital cơ bản lên orbital có năng lợng cao hơn ở trạng thái kích thích. Phổ tử ngoại chỉ áp dụng để xác định cấu trúc của phân tử có hệ thống liên kết - và p -. Trên phổ tử ngoại các vị trí băng (hay còn gọi là dải) hấp thụ đợc đo bằng độ dài sóng (lam- đa). Đơn vị độ dài sóng trong vùng tử ngoại thờng đợc biểu thị bằng nanomet (1nm = 10 -7 cm). Cờng độ hấp thụ đợc biểu thị bằng độ hấp thụ phân tử max hoặc log max . Sự hấp thụ có nhiều ứng dụng trong quang phổ tử ngoại là trong vùng từ 200 - 380 nm, gọi là vùng tử ngoại gần. Năng lợng của một phân tử là tổng các năng lợng electron, năng lợng dao động và năng lợng quay của chúng. Độ lớn các năng lợng này giảm theo thứ tự: Năng lợng điện tử > Năng lợng dao động > Năng lợng quay Năng lợng hấp thụ trong vùng tử ngoại gây ra sự biến đổi năng lợng electron, do sự chuyển dịch điện tử hóa trị trong phân tử từ orbital trong trạng thái cơ bản (thờng là orbital p không liên kết hoặc orbital liên kết) lên orbital có năng lợng cao hơn (orbital phản liên kết * hoặc *). Bảng 6.2: Trình bày cấu trúc điện tử và sự chuyển dịch của chúng trong một số hợp chất hữu cơ. Cấu trúc electron Hợp chất Chuyển dịch electron max (nm) max Băng hấp thụ Etan * 135 - - n H 2 O Methanol n * n * 167 183 7.000 500 - - Ethylen Acetylen * * 165 173 10.000 6.000 - - và n Aceton * n * n * 150 188 279 - 1.860 15 - - R - 1,3-Butadien * 217 21.000 K và n Acrolein * 210 11.500 K thơm Benzen * thơm * thơm * thơm 180 200 255 60.000 8.000 215 E 1 E 2 B - Toluen * thơm * thơm 208 262 2.460 174 E 2 B -n thơm Phenol * thơm * thơm 210 270 6.200 1.450 E 2 B 71 Một số thuật ngữ thờng dùng trong quang phổ tử ngoại: Nhóm mang màu (Chromophore): là những nhóm không no gây ra hấp thụ điện tử. Các nhóm nhóm mang màu có: C=C, C=O, NO 2 . Nhóm tăng màu (Auxochrome): là những nhóm chức no hoặc có điện tử p không liên kết. Các nhóm chức này có tác dụng kéo dài hệ thống liên hợp. Khi gắn các nhóm này với nhóm mang màu thì ảnh hởng đến độ dài sóng hấp thụ và cờng độ hấp thụ. Các nhóm tăng màu thờng gặp: -OH, -NH 2 , - Cl Hypecromic (Hypechromic): là sự tăng cờng độ hấp thụ. Hypocromic (Hypochromic): là sự giảm cờng độ hấp thụ. Chuyển vị hớng hồng hay chuyển vị bathocromic (Bathocromic shift): là sự chuyển dịch băng hấp thụ sang bớc sóng dài hơn do có các nhóm thế hoặc ảnh hởng của dung môi. Chuyển vị hớng lam hay chuyển vị hypsocromic (Hypsochromic shift): là sự chuyển dịch băng hấp thụ sang bớc sóng ngắn hơn do các nhóm thế hoặc dung môi. Có thể trình bày sự chuyển dịch điện tử trong một số hợp chất nh sau: + Sự chuyển dịch điện tử của phân tử butadien và hexatrien đợc mô tả theo mô hình dới đây: 1 2 3 4 h Traùng thaựi cụ baỷn cuỷa butadien Traùng thaựi kớch thớch cuỷa butadien 1 2 3 4 h 5 6 217 nm 258 nm Traùng thaựi cụ baỷn cuỷa hexatrien Traùng thaựi kớch thớch cuỷa hexatrien + Sự chuyển dịch điện tử của phân tử aceton và methylvinylceton: 1 n h n h (n- ) h 1 2 3 4 Aceton Methyl vinyl ceton 72 Hấp thụ đặc trng của một số nhóm chức hữu cơ. + Các hợp chất no chỉ có liên kết hoặc electron không liên kết (n hoặc p) không cho các băng hấp thụ trong vòng tử ngoại gần. Vì vậy alcol thờng đợc dùng làm dung môi trong việc đo quang phổ tử ngoại. + Các hợp chất hữu cơ chứa nhóm chức có liên kết (C=C, C=N-, C=O, N=O, S=O) thờng có các băng hấp thụ đặc trng trên phổ tử ngoại. Các nhóm chức này gọi là nhóm mang màu. Bảng 6.3: Độ dài sóng và chuyển dịch điện tử các nhóm mang màu Nhóm mang màu Cấu tạo Ví dụ max (nm) max Chuyển dịch electron Ethylenic RCH=CHR CH 2 =CH 2 165 193 15.00 10.00 - * - * Acethylenic RC CR CHCH 173 6.000 - * Carbonyl RR 1 C=O RCH=O CH 3 COCH 3 CH 3 CHO 188 279 290 900 15 16 - * n - * n - * Carboxyl RCOOH CH 3 COOH 204 60 n - * Amid RCONH 2 CH 3 CONH 2 208 - n - * Azometin C=N- (CH 3 ) 2 C=N-OH 190 5.000 - * Nitril -C N CH 3 CN 160 - - * Azo -N=N- CH 2 -N=N 347 4.500 n - * Nitroso -N=O C 4 H 9 -N=O 300 100 Nitrat -ONO 2 C 2 H 5 ONO 2 270 12 n - * Nitrit -ONO C 5 H 11 NO 218 1.120 - * Nitro -NO 2 CH 3 NO 2 271 18.60 n - * Sulfon - SO 2 - (CH 3 ) 2 SO 2 180 - + Nếu trong phân tử có nhóm tăng màu hoặc có hệ thống liên hợp thì bớc sóng sẽ tăng lên. Ví dụ: Bảng 6.4: ảnh hởng các nhóm tăng màu đến bớc sóng Hợp chất 1 2 3 CH 3 COOH 204 - - CH 3 (CH=CH) 2 COOH 254 - - C 6 H 6 204 256 - C 6 H 5 Cl 210 265 - C 6 H 5 OH 210 270 - C 6 H 5 NO 2 252 280 330 73 200 250 300 350 400 0,0 0,5 0,1 0,2 0,3 1,5 1,4 1,3 1.2 1.1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,4 λ (nm) ε H×nh 6.2: Phỉ tư ngo¹i cđa ceton oxyd mesityl (CH 3 ) 2 C=CHCOCH 3 2.3.2. Quang phỉ hång ngo¹i (IR) C¸c chÊt h÷u c¬ hÊp thơ bøc x¹ hång ngo¹i ë nh÷ng tÇn sè trong vïng tõ 10.000 -100cm -1 (1-100µm) vµ biÕn thµnh n¨ng l−ỵng dao ®éng cđa ph©n tư. Trong nh÷ng dao ®éng cđa ph©n tư, c¸c nguyªn tư cã thĨ chun ®éng theo chiỊu cđa liªn kÕt gäi lµ dao ®éng hãa trÞ hc chun ®éng cđa nguyªn tư lµm biÕn d¹ng (quay) liªn kÕt gäi lµ dao ®éng biÕn d¹ng. N¨ng l−ỵng dao ®éng biÕn d¹ng thÊp h¬n n¨ng l−ỵng dao ®éng hãa trÞ. Ph©n tư H 2 O cã c¸c dao ®éng nh− sau: Dao động hóa trò không đối xưng 1595cm - 1 3655cm - 1 3756cm - 1 Dao động hóa trò đối xưng Dao động biến dạng góc lên kết H×nh 6.3: C¸c dao ®éng cđa ph©n tư n−íc TÇn sè hay ®é dµi sãng hÊp thơ cđa mçi chÊt phơ thc vµo khèi l−ỵng t−¬ng ®èi cđa c¸c nguyªn tư, vµo h»ng sè lùc liªn kÕt, vµo cÊu tróc h×nh häc cđa ph©n tư. ν dđ = 1 2 π K µ µ = m 1 .m 2 m 1 +m 2 74 là tần số dao động của liên kết. à là khối lơng rút gọn m 1 và m 2 là khối lợng của 2 nguyên tử liên kết với nhau K là hằng số lực liên kết. Vị trí dải hấp thụ đợc đo bằng độ dài sóng hoặc bằng số sóng . Đơn vị độ dài sóng sử dụng trong vùng hồng ngoại là micromet - àm (àm = 10 -6 m). Đơn vị số sóng đợc dùng là cm -1 . cm -1 = àm 1 10 4 Cờng độ hấp thụ đợc biểu thị bằng độ truyền ánh sáng (Transmittance) viết tắt là T, hoặc bằng độ hấp thụ (Absorbance) viết tắt là A. A = log ( ) 1 T Xuất hiện một số dải hấp thụ nhất định trong phổ hồng ngoại là đặc trng sự có mặt của một số nhóm chức xác định trong phân tử. Vì vậy phổ hồng ngoại có ý nghĩa để phân tích cấu trúc phân tử các chất hữu cơ. Các chất hữu cơ thờng hấp thụ trong vùng hồng ngoại từ 4.000 - 400cm -1 (2,5-25àm). Bảng 6.5: Tần số đặc trng các chức hữu cơ Hợp chất Tần số cm -1 Cờng độ Dao động liên kết Alkan 2850-3000 1450-1470 1370-1380 720 - 725 s s s m C-H dao động hoá trị CH 2 và CH 3 biến dạng Alken RCH=CH 2 3080-3140 1800-1860 1645 990 910 m m m s s =C-H C=C C-H R 2 C=CH 2 3080-3140 1750-1800 1650 890 m m m f =C-H C=C C-H Alkyn RC CH RCCR 3300 2100-2140 600-700 2190-2260 f m f tf C-H C C C-H C C 75 [...]... -18 3. 3 - Propan C3H8 42,6 -18 7,7 0,5005 Butan C4H10 - 0,5 - 13 8 ,3 0,5787 C2 H 6 Pentan C5H12 6 ,1 -12 9,8 0,5572 HexanC6H14 68,7 - 95 ,3 0,66 03 Heptan C7H16 98,4 - 90,6 0,6 837 Octan C8H18 12 5,7 - 56,8 0,7026 Nonan C9H20 15 0,8 - 53, 5 0, 717 7 Decan C10H22 17 0,4 - 29,7 0,7299 Undecan C11H24 19 5,8 - 25,6 0,7402 Dodecan C12H26 216 ,3 - 9,6 0,7487 Tridecan C13H28 235 ,4 - 5,5 0,7564 Tetradecan C14H30 2 53, 7 5,9 0,7628... ng÷ ''yl" • C¸c gèc bËc 1 CH3CH2 CH3CH2CH2 ethyl CH3 n-propyl methyl CH3CH2CH2CH2n-butyl CH3CH2CH2CH2CH2n-pentyl CH3CH2CH2CH2CH2CH2n-hexyl CH3 CH CH2 CH3 isobutyl CH3CHCH2CH2CH3 isopentyl CH3CHCH2CH2CH2CH3 isohexyl CH3 CH3CCH2CH3 neopentyl CH3 CH3CCH2CH2CH3 neohexyl • C¸c gèc bËc hai CH3CHCH3 isopropyl CH3 CH3CH2CH- sec-butyl • C¸c gèc bËc ba CH3 CH3CCH3 CH3 tert-butyl CH3CH2CCH3 tert-pentyl 2.2 Danh... octan Chọn mạch chính là mạch dài mhất 3' CH3 CH2 CH3 C CH2 CH3 và đánh số theo quy tắc tổng số nhỏ nhất 2 +3+ 6+7 < 3+ 4+5+7 CH3 CH CH CH CH2 CH CH3 6 4 5 3 7 Mạch nhánh có phân nhánh và đánh số CH 3 CH3 CH CH3 1 2 mạch nhánh tại vò trí gắn vào mạch chính CH3 2 ,3, 6,7-tetramethyl -5- (1' ,1' -dimethylpropyl) nonan CH3 C CH2 CH 3 1' 2' 3' 1' ,1' -dimethylpropyl C¸ch gäi tªn: • Tªn c¸c gèc (m¹ch nh¸nh) vµ ch÷ sè... CH3 CH3 Methylcyclopropan Methylcyclobutan CH3 CH3 1 1 2 3 2 3 CH2CH2CH3 CH2CH3 1- Methyl 3- ethylcyclopentan 1- Methyl, 3- (n-propyl) cyclohexan 1. 2 §ång ph©n Monocycloalkan cã sè ®ång ph©n nhiỊu h¬n sè ®ång ph©n cđa alkan cã sè carbon t−¬ng øng VÝ d : C8H16 cã c¸c ®ång ph©n vßng 3, 4, 6, 7, 8 c¹nh 95 Trªn mçi lo¹i ®ång ph©n vßng cã c¸c m¹ch nh¸nh nªn sè ®ång ph©n t¨ng lªn CH2CH3 CH3 1 2 CH3 CH3 1 CH3 1. .. tÝnh halogen cµng lín th× ®é chän läc cµng nhá vµ ng−ỵc l¹i • Clor hãa: CH3 CH3 C CH2 CH3 H CH3 CH3 hγ + Cl2 CH2Cl C CH2 CH3 + CH C CH CH Cl 3 2 2 H 30 % H 15 % 90 CH3 CH3 + CH3 C CHCl CH3 + CH3 C CH2 CH3 H 33 % Cl 22% • Brom hãa: CH3 CH3 C CH2 CH3 + H CH3 hγ Br2 CH3 C CH2 CH3 + HBr Br Ph¶n øng iod hãa alkan lµ qu¸ tr×nh thn nghÞch: RH + I2 RI + H Trong ®iỊu kiƯn th−êng, ph¶n øng cã khuynh h−íng chun... 1/ 2 2,79267 12 C 6 6 0 13 C 6 7 1/ 2 14 N 7 7 1 0,4 035 7 O 8 8 0 0,00 16 19 0.00 0,70 216 F 9 10 1/ 2 2,6275 31 P 15 16 1/ 2 1, 130 6 32 S 16 16 0 0,00 NÕu mét h¹t nh©n nh− vËy n»m trong mét tõ tr−êng øng dơng Ho (tõ tr−êng tÜnh, tõ tr−êng cè ®Þnh, tõ tr−êng bªn ngoµi) th× momen tõ µ cđa h¹t nh©n cã hai kh¶ n¨ng ®Þnh h−íng kh¸c nhau Kh¶ n¨ng ®Þnh h−íng cđa µ phơ thc vµo sè l−ỵng tư spin cđa h¹t nh©n §Þnh h−íng... tr×nh cracking CnH2n+2 → CxH2x+2 + CyH2y (n = x +y ) Khi cracking n-pentan, ph¶n øng x¶y ra theo c¬ chÕ gèc CH3CH2CH2CH2CH3 ∆ CH3 + CH3 CH3 + CH3CH2 CH3CH2 + CH3CH2CH2CH2 CH3CH2 92 + CH3CH2CH2 CH3 + CH3CH2CH2CH2 + CH3CH2CH2 CH3CH2 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH3 CH3CH3 + CH3CH=CH2 5.2.2 Oxy hãa vµ ®èt ch¸y ë ®iỊu kiƯn b×nh th−êng, alkan kh«ng t¸c dơng víi oxy kh«ng khÝ vµ c¸c chÊt oxy... Dao ®éng liªn kÕt 10 00 - 13 50 700-850 500-600 200-500 tf f f f C-F C-Cl C-Br C-I 36 00 34 00 10 50 36 00 34 00 11 50 36 00 34 00 12 00 v f f v f f v f f O-H O-H C-O O-H O-H C-O O-H O-H C-O Ether 10 70 -11 50 f C-O Acid R-COOH 2500 -33 00 17 60 v f O-H C=O Aldehyd R - CHO 17 25 2720, 2820 f m C=O C-H Alkyl halogenid R-F R-Cl R-Br R-I Alcol RCH2OH R2CHOH R3COH TÇn sè cm -1 H×nh 6.4 lµ phỉ hång ngoµi IR cđa ph©n tư 2-methylprophanol... 6' 5' 4' 3' 1' 8' 2' CH2CH3 CH3 CH3_ CH2_ CH_ CH2_ CH2_ CH_ CH2_ CH3 CH2CH3 8 7 6 CH3 4 5 3 2 1 CH3_ CH_ CH2_ CH2_ CH2_ CH_ CH_ CH3 4' 1' 2' 3' 5' 6' 7' 8' CH3 CH3 CH3 9 CH3 8 1' 2' Đánh số theo nguyên tắc tổng số nhỏ nhất 3+ 5 < 4'+6' 3- etyl-5-methyl octan Nhóm methyl quyết đònh vò trí đánh số 3- methyl ,6-ethyl octan Đánh số theo nguyên tắc tổng số nhỏ nhất 2 +3+ 7 < 2'+6'+7' 2 ,3, 7-trimethyl octan Chọn... iso- pentan 1. 3 §ång ph©n Alkan cã ®ång ph©n m¹ch th¼ng vµ ph©n nh¸nh Sè ®ång ph©n t¨ng khi sè carbon t¨ng B¶ng 7. 2: Sè ®ång ph©n cđa mét sè alkan Sè carbon Tªn chÊt Sè ®ång ph©n Sè carbon Tªn chÊt Sè ®ång ph©n 1 Metan 1 7 Heptan 9 2 Etan 1 8 Octan 18 3 Propan 1 9 Nonan 35 4 Butan 2 10 Decan 75 5 Pentan 3 20 Eicozan 36 6 31 9 6 Hexan 5 30 Tricozan 4 ,11 .10 9 1. 4 CÊu d¹ng Do tÝnh chÊt ®èi xøng trơc cđa liªn . nơtron Spin Momen từ 1 H 1 0 1/ 2 2,79267 12 C 6 6 0 0.00 13 C 6 7 1/ 2 0,70 216 14 N 7 7 1 0,4 035 7 16 O 8 8 0 0,00 19 F 9 10 1/ 2 2,6275 31 P 15 16 1/ 2 1, 130 6 32 S 16 16 0 0,00 Nếu một hạt. C 6 H 5 Cl 210 265 - C 6 H 5 OH 210 270 - C 6 H 5 NO 2 252 280 33 0 73 200 250 30 0 35 0 400 0,0 0,5 0 ,1 0,2 0 ,3 1, 5 1, 4 1, 3 1. 2 1. 1 1, 0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,4 λ (nm) ε H×nh 6. 2: Phỉ tư ngo¹i cđa ceton. R 3 COH 36 00 34 00 10 50 36 00 34 00 11 50 36 00 34 00 12 00 v f f v f f v f f O-H O-H C-O O-H O-H C-O O-H O-H C-O Ether 10 70 -11 50 f C-O Acid R-COOH 2500 -33 00 17 60 v