Bài giảng chuyên đề hóa hữu cơ - chuyên đề ANDEHIT-XETON-AXIT-AMIN

 Andehit: là những hợp chất hữu cơ có nhóm chức –CH=O  Xeton: hợp chất hữu cơ có nhóm chức C=O liên kết với hai gốc hidrocacbon  Axit cacboxylic: hợp chất hữu cơ có nhóm chức COOH  A

BÀI GIẢNG CHUYÊN ĐỀ

HÓA HỮU CƠ

Dùng cho các lớp học hè

Giảng viên: Nguyễn Thị Hiển

Bộ môn Hóa học, khoa Môi trường

CHUYÊN ĐỀ 4: HỢP CHẤT ANDEHIT-XETON-AXIT-AMIN

Nội dung

1 Các khái niệm

2 Điều chế các hợp chất

3 Phản ứng cộng hợp ái nhân của hợp chất cacbonyl (A N )

4 Phản ứng oxi hóa andehit

5 Phản ứng khử hợp chất cacbonyl

6 Tính axit của axit cacboxylic

7 Tính bazơ của các amin

1 Các khái niệm

 Hợp chất cacbonyl: là những hợp chất hữu cơ có nhóm

chức C=O trong phân tử

 Andehit: là những hợp chất hữu cơ có nhóm chức –CH=O

 Xeton: hợp chất hữu cơ có nhóm chức C=O liên kết với hai gốc hidrocacbon

 Axit cacboxylic: hợp chất hữu cơ có nhóm chức COOH

 Amin: hợp chất hữu cơ có nhóm chức chứa N hóa trị III

 Bậc của amin: là số gốc hidrocacbon liên kết với nhóm

chức N:

VD: CH3-NH2: amin bậc 1

CH3-NH-CH3: amin bậc 2

-oxi hóa andehit -oxi hóa ancol -thủy phân este -thủy phân dx trihalogen

-pư thế của dx halogen với NH3-khử hợp chất nitro

Bài tập 1: với mỗi phương pháp điều chế, cho một phản ứng minh họa.

-thủy phân dx dihalogen đầu mạch R-CHX2

CH3-CHCl2 + 2 NaOH  CH3-CH=O + 2 NaCl

1, + O3

2, + H2O

Điều chế xeton

-pư ozon phân anken kiểu R1R2C=CRR’ hoặc RCH=CR1R2

-oxi hóa ancol bậc 2

-hidrat hóa ankin (trừ axetylen)

Điều chế xeton

-pư ozon phân anken kiểu R1R2C=CRR’ hoặc RCH=CR1R2

-oxi hóa ancol bậc 2

-hidrat hóa ankin (trừ axetylen)

CH3-C≡CH + H2O  CH3-CO-CH3

-thủy phân dx dihalogen kiểu R-CHX2R’

CH3-CHCl2-CH2-CH3 + NaOH  CH3COCH2CH3 + 2 NaCl + H2O

Điều chế axit

-oxi hóa andehit

+ Phản ứng tráng bạc

+ Phản ứng với thuốc thử Feling

+ Phản ứng với nước brom

+ Phản ứng với các chất oxi hóa như oxi, HNO3, KMnO4

-oxi hóa ancol bằng KMnO4/ môi trường axit

CH3CH2OH + KMnO4 + H2SO4  CH3COOH + K2SO4 + MnSO4 + H2O-thủy phân este

RCOOR’ + H2O  RCOOH + R’OH

-thủy phân dx trihalogen kiểu RCX3:

R-CCl3 + 3NaOH  RCOOH + 3NaCl

VD: HCCl3 + 4NaOH  HCOONa + 3NaCl + H2O

clorofom natri focmiat

Cơ chế A N : 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: tác nhân Y- (hoặc Y  hoặc Y có đôi electron tự do) tấn công vào nguyên tử C mang phần điện tích dương.

+ Giai đoạn 2: anion kết hợp với X+

-+ X

anion

Bài tập 2: Viết phản ứng và cơ chế phản ứng chi tiết của

axetandehit và axeton với các tác nhân:

Trắng

4 Phản ứng oxihoa andehit

 Phản ứng tráng bạc (thuốc thử Tollens)

+ TT Tollens: dung dịch : [Ag(NH 3 ) 2 ]OH

+ Điều chế TT Tollens bằng cách cho dung dịch AgNO 3 loãng tác dụng với lượng dư dd NH3.

AgNO3 + NH3 + H2O  AgOH  + NH4NO3

AgOH  + 2NH3  [Ag(NH3)2]OH

+ Đây là tác nhân oxi hóa yếu, do andehit rất dễ bị oxi hóa nên phản ứng với TT Tollens tạo thành axit cacboxylic, riêng HCHO thì tạo

4 Phản ứng oxihoa andehit

 Phản ứng với thuốc thử Felling.

+ TT Felling: dd phức của Cu2+ với K.Na.tactrat trong

môi trường kiềm

+ TT Felling chỉ oxi hóa được andehit béo, không oxi

hóa được andehit thơm

+ Sản phẩm khử là oxit đồng (I) Cu2O kết tủa đỏ gạch,

có trường hợp tạo ra kim loại đồng màu đỏ ánh kim

+ Viết tắt TT Feling là: Cu2+.K.Na.tactrat

COONa

CH O CH

COOK

O

H H

t0

4 Phản ứng oxihoa andehit

 Phản ứng với oxi, KMnO 4 , HNO 3

+ Andehit dễ dàng bị oxi hóa bởi O2 không khí:

2R-CH=O + O2  2RCOOH thường dùng xúc tác là dd muối Mn 2+

+ KMnO 4 , HNO 3 là các tác nhân oxi hóa mạnh, không chỉ oxi hóa

nhóm -CHO mà có thể oxi hóa cả nhóm ancol bậc 1 -CH2OH thành nhóm –COOH

 Phản ứng với dung dịch nước brom

R-CHO + Br2 + H2O  R-COOH + 2HBr

Các andehit không no khi phản ứng với dung dịch nước brom vừa

tham gia phản ứng cộng, vừa tham gia phản ứng oxi hóa tạo ra các axit cacboxylic no.

CH 2 =CH-CH=O + 2 Br 2  CH 2 Br-CHBr-COOH + 2 HBr

Bài tập 3: viết phản ứng của HCHO, CH3CHO với lần lượt các tác nhân: tt Tollens, tt Felling, O2/MnSO4, KMnO4/H2SO4

Bài tập 3: viết phản ứng của HCHO, CH3CHO với lần

lượt các tác nhân: tt Tollens, tt Felling, O2/MnSO4,

KMnO4/H2SO4

a Các phản ứng của CH 3 CHO

CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH  CH3COONH4 + 2Ag

+ 3NH3 + H2O

CH3CHO + O2  CH3COOH (xúc tác MnSO4)

CH3CHO + KMnO4 + H2SO4  CH3COOH

+ K2SO4 + MnSO4 + H2O

CH3CHO + Cu 2+ K.Na.tactrat + 2HO -  CH3COOH + Cu2O  + K.Na.tactrat

5 Phản ứng khử andehit, xeton

 Phản ứng với Hidro tạo ancol

+ Andehit + H2/Ni  ancol bậc 1

HCHO + H2/Ni  CH3OH

CH3CH=O + H2/Ni  CH3CH2OH

+ Xeton + H2/Ni  ancol bậc 2

CH3COCH3 + H2/Ni  CH3-CHOH-CH3

 Phản ứng tạo hidrocacbon

+ Với tác nhân khử mạnh là Hidro mới sinh (H nguyên tử) nhóm cacbonyl bị khử thành hidrocacbon

R-CHO + 4[H]  R-CH3 + H2O

5 Tính axit của axit cacboxylic

 Tính axit, so sánh tính axit

 Tác dụng với kim loại

 Tác dụng với bazơ và oxit bazơ

 Tác dụng với muối của axit yếu hơn

 Phản ứng este hóa

Bài tập 5: so sánh tính axit của các axit hữu cơ: R-COOH sau đây:

HCOOH, CH3COOH, ClCH2COOH, FCH2COOH, t-C4H9COOH

Đáp án

Nguyên tắc:

+ Khi gốc R đẩy electron (hiệu ứng +I, +C): làm giảm tính axit

+ Khi gốc R hút electron (hiệu ứng -I, -C): làm tăng tính axit

5 Tính axit của axit cacboxylic

 Tính axit, so sánh tính axit

 Tác dụng với kim loại

 Tác dụng với bazơ và oxit bazơ

 Tác dụng với muối của axit yếu hơn

6 Tính bazơ của amin

 Tính bazơ, so sánh tính bazơ

 Tác dụng với axit

 Tác dụng với muối của bazơ không tan

Bài tập 7: So sánh tính bazơ của các amin.

+ Amin no có tính bazơ mạnh hơn amin không no và amin thơm.

6 Tính bazơ của amin

 Tính bazơ, so sánh tính bazơ

 Tác dụng với axit

 Tác dụng với muối của bazơ không tan

Bài tập 8: Viết ptpư khi cho etyl amin lần lượt pư với các chất sau:

BÀI TẬP CHUYấN ĐỀ 4

B i 1 ài 1 : Viết công thức cấu tạo các đồng phân của các

chất có công thức phân tử sau đây và gọi tên chúng:

C4H8O; C2H4O2 và C3H9N

B i 2 ài 1 : Viết ptpcư khi cho andehit axetic và axeton lần

lượt pư với cỏc chất sau:

BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ 4

B i 3 ài 1 : Viết ptpcư khi cho axit axetic và axit acrylic lần

lượt pư với các chất sau:

BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ 4

B i 5 ài 1 : So sánh tính axit của các hợp chất sau? Sắp xếp

theo thứ tự tăng dần tính axit?

(1) HCOOH; (2) CH3COOH; (3) CH2=CH-COOH;

(4) C3H7-COOH; (5) C6H5OH; (6) C6H5-CH2-OH

B i 6 ài 1 : So sánh tính bazơ của các amin sau? Sắp xếp

theo thứ tự tăng dần tính bazơ?

(1) CH3-NH2; (2) CH3CH2-NH2; (3) CH2=CH-NH2;

(4) C3H7-NH2; (5) C6H5NH2; (6) C6H5-CH2-NH2

KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ 4

Bài 1: So sánh tính axit của các sau: axit propanoic (1),

axit butanoic (2), axit 2-clobutanoic (3), axit 3-clobutanoic (4)

Bài 2: Hoàn thành các phản ứng sau:

C6H5-NH2 + FeCl3 + H2O

C6H5CH2OH + NaOH