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

1 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 2 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 3 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: CH 3 -NH 2 : amin bậc 1 CH 3 -NH-CH 3 : amin bậc 2 4 2. Điều chế các hợp chất Hợp chất Andehit-xeton axit amin Phương pháp điều chế -pư ozon phân -oxi hóa ancol -hidrat hóa ankin -thủy phân dx dihalogen -oxi hóa andehit -oxi hóa ancol -thủy phân este -thủy phân dx trihalogen -pư thế của dx halogen với NH 3 -khử hợp chất nitro Bài tập 1: với mỗi phương pháp điều chế, cho một phản ứng minh họa. 5 Điều chế andehit -pư ozon phân anken kiểu RCH=CHR’ hoặc RCH=CR 1 R 2 CH 2 =CH-CH 3 -oxi hóa ancol bậc 1 CH 3 OH + CuO → -hidrat hóa axetylen CH≡CH + H 2 O → -thủy phân dx dihalogen đầu mạch R-CHX 2 CH 3 -CHCl 2 + 2 NaOH → 1, + O 3 2, + H 2 O 6 Điều chế andehit -pư ozon phân anken kiểu RCH=CHR’ hoặc RCH=CR 1 R 2 CH 2 =CH-CH 3 HCHO + CH 3 CHO -oxi hóa ancol bậc 1 CH 3 OH + CuO → HCH=O -hidrat hóa axetylen CH≡CH + H 2 O → CH 3 -CH=O -thủy phân dx dihalogen đầu mạch R-CHX 2 CH 3 -CHCl 2 + 2 NaOH → CH 3 -CH=O + 2 NaCl 1, + O 3 2, + H 2 O 7 Điều chế xeton -pư ozon phân anken kiểu R 1 R 2 C=CRR’ hoặc RCH=CR 1 R 2 -oxi hóa ancol bậc 2 -hidrat hóa ankin (trừ axetylen) CH 3 -C≡CH + H 2 O → -thủy phân dx dihalogen kiểu R-CHX 2 R’ CH 3 -CHCl 2 -CH 2 -CH 3 + NaOH → CH 3 -C=CH-CH 2 -CH 3 CH 3 1. + O 3 2. + H 2 O/Zn CH 3 -CH-CH 3 OH + CuO 8 Điều chế xeton -pư ozon phân anken kiểu R 1 R 2 C=CRR’ hoặc RCH=CR 1 R 2 -oxi hóa ancol bậc 2 -hidrat hóa ankin (trừ axetylen) CH 3 -C≡CH + H 2 O → CH 3 -CO-CH 3 -thủy phân dx dihalogen kiểu R-CHX 2 R’ CH 3 -CHCl 2 -CH 2 -CH 3 + NaOH → CH 3 COCH 2 CH 3 + 2 NaCl + H 2 O CH 3 -C=CH-CH 2 -CH 3 CH 3 1. + O 3 2. + H 2 O/Zn CH 3 -C-CH 3 + CH 3 CH 2 CHO O CH 3 -CH-CH 3 OH + CuO CH 3 -C-CH 3 O + Cu + H 2 O 9 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, HNO 3 , KMnO 4 -oxi hóa ancol bằng KMnO 4 / môi trường axit. CH 3 CH 2 OH + KMnO 4 + H 2 SO 4 → CH 3 COOH + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O -thủy phân este RCOOR’ + H 2 O → RCOOH + R’OH -thủy phân dx trihalogen kiểu RCX 3 : R-CCl 3 + 3NaOH → RCOOH + 3NaCl VD: HCCl 3 + 4NaOH → HCOONa + 3NaCl + H 2 O clorofom natri focmiat 10 Điều chế amin -pư thế của dx halogen với NH 3 CH 3 Cl + NH 3 → CH 3 NH 2 + HCl CH 3 Cl + CH 3 NH 2 → CH 3 NHCH 3 + HCl -khử hợp chất nitro C 6 H 5 NO 2 + 6[H] → C 6 H 5 NH 2 + 2 H 2 O [...]... CH2=CH-COOH; (4) C3H7-COOH; (5) C6H5OH; (6) C6H5-CH2-OH Bi 6: So sỏnh tớnh baz ca cỏc amin sau? Sp xp theo th t tng dn tớnh baz? (1) CH3-NH2; (2) CH3CH2-NH2; (3) CH2=CH-NH2; (4) C3H7-NH2; (5) C6H5NH2; (6) C6H5-CH2-NH2 33 KIM TRA CHUYấN 4 Bi 1: So sỏnh tớnh axit ca cỏc sau: axit propanoic (1), axit butanoic (2), axit 2-clobutanoic (3), axit 3-clobutanoic (4) Bi 2: Hon thnh cỏc phn ng sau: CH3-CH2-COOH... + H2/Ni ancol bc 2 CH3COCH3 + H2/Ni CH3-CHOH-CH3 Phn ng to hidrocacbon + Vi tỏc nhõn kh mnh l Hidro mi sinh (H nguyờn t) nhúm cacbonyl b kh thnh hidrocacbon R-CHO + 4[H] R-CH3 + H2O 23 Bi tp 4: vit phn ng ca butanal, butanon ln lt vi hidro + Butanal: CH3CH2CH2CHO + H2/Ni CH3-CH2-CH2-CH2-OH Butanol + Butanon: CH3COCH2CH3 + H2/Ni CH3-CH(OH)-CH2-CH3 Butan-2-ol 24 5 Tớnh axit ca axit cacboxylic ... Axetandehit + + CH3-CH OH OH a CH3CH=O + HOH + b CH3CH=O + C2H5O-H CH3-CH OC2H5 OH Nhúm OH smiaxetan c CH3CH=O + NaHSO3 + CH3-CH SO3Na OH Trng 13 Phn ng AN ca Axetandehit + + d CH3CH=O + HCN e + CH3CH=O + H2NNHC6H5 + CH3-CH CN OH CH3-CH NHNHC6H5 OH CH3-CH= N-NHC6H5 + H2O + Kt ta mu vng Hp cht Hidrazon + f CH3CH=O + CH3MgCl CH3-CH CH3 OMgCl 14 Phn ng AN ca Axeton a b c + CH3 C + O + H-OH + C CH3... 2-clobutanoic (3), axit 3-clobutanoic (4) Bi 2: Hon thnh cỏc phn ng sau: CH3-CH2-COOH + o-CH3C6H5OH + C6H5-NH2 CaCO3 HCOOH + HCl CH3-CH2-NH2 + H2SO4 CH3COCH3 + NH2-NH-C6H5 HCHO + [Ag(NH3)2]OH C6H5-NH2 + FeCl3 + H2O C6H5CH2OH + NaOH 34 a 1 Trỡnh by cỏc c ch pu ca cỏc pu sau: Toluen + Br2/CCl4 SR b Cumen + Br2/H2O SE p-BrC6H4C3H7-i c C6H5CH2Cl + NaOH C6H5CH2OH + d Axetandehit + HCN AN e Glucozo + NH2NHC6H5... 2R-CH=O + O2 2RCOOH thng dựng xỳc tỏc l dd mui Mn2+ + KMnO4, HNO3 l cỏc tỏc nhõn oxi húa mnh, khụng ch oxi húa nhúm -CHO m cú th oxi húa c nhúm ancol bc 1 -CH2OH thnh nhúm COOH Phn ng vi dung dch nc brom R-CHO + Br2 + H2O R-COOH + 2HBr Cỏc andehit khụng no khi phn ng vi dung dch nc brom va tham gia phn ng cng, va tham gia phn ng oxi húa to ra cỏc axit cacboxylic no 19 CH2=CH-CH=O + 2 Br2 CH2Br-CHBr-COOH... CH COOH + C H OH 27 6 Tớnh baz ca amin Tớnh baz, so sỏnh tớnh baz Tỏc dng vi axit Tỏc dng vi mui ca baz khụng tan Bi tp 7: So sỏnh tớnh baz ca cỏc amin (1) CH3-NH2; (2) CH3-NH-CH3; (3) CH2=CH-NH2; (4) C3H7-NH2; (5) C6H5NH2; (6) C6H5-CH2-NH2; (7) (CH3)3N Nguyờn tc: + Amin no bc 2 cú tớnh baz mnh nht, sau ú n amin bc 3 v bc 1 l yu nht + Amin no cú tớnh baz mnh hn amin khụng no v amin thm ỏp ỏn 28...3 Phn ng cng ỏi nhõn ca hp cht cacbonyl (AN) + C + O +X Y OX C Y HY là H-OH, H-OR, H-SO3Na, HCN, H2NNHC6H5 XY là R-MgX, CHCNa, C ch AN: 2 giai on: + Giai on 1: tỏc nhõn Y- (hoc Y hoc Y cú ụi electron t do) tn cụng vo nguyờn t C mang phn in tớch dng + O C O + Y C anion Y + Giai on 2: anion kt hp vi X+ - C O Y + X + C OX Y 11 Bi tp 2: Vit phn ng v c ch phn ng chi tit ca axetandehit v axeton... ca Axeton a b c + CH3 C + O + H-OH + C CH3 CH3 CH3 + C C OH CH3 CH3 CH3 CH3 + O + C2H5O-H O + NaHSO3 OH CH3 C2H5 C CH3 CH3 CH3 C OH SO3Na OH Trng 15 Phn ng AN ca Axeton d e + CH3 C + CH3 O + H-CN CH3 CH3 + C CH3 CH3 CH3 + O + H2N-NHC6H5 C CH3 f CH3 + C + O + CH3MgCl C CH3 CH3 CH3 C CN OH NH-NHC6H5 OH N-NHC6H5 + H2O Kt ta mu vng Hp cht Hidrazon CH3 CH3 C CH3 OMgCl 16 4 Phn ng oxihoa andehit... dng vi baz v oxit baz Tỏc dng vi mui ca axit yu hn Phn ng este húa Bi tp 5: so sỏnh tớnh axit ca cỏc axit hu c: R-COOH sau õy: HCOOH, CH3COOH, ClCH2COOH, FCH2COOH, t-C4H9COOH ỏp ỏn 25 Nguyờn tc: + Khi gc R y electron (hiu ng +I, +C): lm gim tớnh axit + Khi gc R hỳt electron (hiu ng -I, -C): lm tng tớnh axit 26 5 Tớnh axit ca axit cacboxylic Tớnh axit, so sỏnh tớnh axit Tỏc dng vi kim loi Tỏc dng... H2O HCHO + Cu2+.K.Na.tactrat + 2HO- HCOOH + Cu2O + K.Na.tactrat 21 Bi tp 3: vit phn ng ca HCHO, CH3CHO vi ln lt cỏc tỏc nhõn: tt Tollens, tt Felling, O2/MnSO4, KMnO4/H2SO4 a Cỏc phn ng ca CH3CHO CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O CH3CHO + O2 CH3COOH (xỳc tỏc MnSO4) CH3CHO + KMnO4 + H2SO4 CH3COOH + K2SO4 + MnSO4 + H2O CH3CHO + Cu2+.K.Na.tactrat + 2HO- CH3COOH + Cu2O + K.Na.tactrat . 1 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 2 CHUYÊN ĐỀ 4: HỢP CHẤT ANDEHIT-XETON-AXIT-AMIN Nội dung 1 điều chế -pư ozon phân -oxi hóa ancol -hidrat hóa ankin -thủy phân dx dihalogen -oxi hóa andehit -oxi hóa ancol -thủy phân este -thủy phân dx trihalogen -pư thế của dx halogen với NH 3 -khử hợp. 2 -hidrat hóa ankin (trừ axetylen) CH 3 -C≡CH + H 2 O → CH 3 -CO-CH 3 -thủy phân dx dihalogen kiểu R-CHX 2 R’ CH 3 -CHCl 2 -CH 2 -CH 3 + NaOH → CH 3 COCH 2 CH 3 + 2 NaCl + H 2 O CH 3 -C=CH-CH 2 -CH 3 CH 3 1.