bài giảng hóa hữu cơ chương 6 dẫn xuất oxi của hyđro cacbon

Bài giảng: Hoá Hữu Cơ CHƯƠNG VI: DẪN XUẤT OXY CỦA HRO CACBON A.RƯU (ANCOL) -Đònh nghóa: Rượu là sản phẩm thu được khi thay một hay nhiều nguyên tử H của hro cacon bằng nhóm OH (hroxyl) (trừ trường hợp -OH kết hợp trực tiếp với nhân thơm) VD: CH 3 -OH; CH 3 -CH 2 -OH ; CH 2 -CH 2 (CH 3 ) 3 C-OH ; OH OH -Phân loại: +Dựa vào gốc R: .Rượu no (CH 3 -OH) .Rượu không no (CH 2 =CH-CH 2 -OH ) .Rượu thơm (C 6 H 5 -CH 2 -OH ) +Dựa và số nhóm OH: .Mono ancol .Poly ancol +Dựa vào bậc rượu: nhóm OH kết hợp vào nguyên tử C bậc nào thì ta có rượu tương ứng bậc đó ( bậc 1,2,3) VD:CH 3 -OH rượu bậc 1 CH 3 -CH-CH 3 rượu bậc 2 OH (CH 3 ) 3 C-OHrượu bâc 3 I/RƯU NO ĐƠN CHỨC: 1-Khái niêm chung : a.Đònh nghóa : -Là sản phẩm thu được khi thay một nguyên tử H trong hợp chất hro cacbon no bằng một nhóm OH Công thức chung: C n H 2n+1 OH (n ≥ 1) (R-OH) b.Đồng phân: -Đồng phân mạch C -Đồng phân vò trí của nhóm -OH -Đồng phân cấu tạo (đồng phân ete) c.Tên gọi: -Tên gọi thông thường: Rượu + tên gốc hro cacbon + ic VD: CH 3 -OH rượu metylic C 2 H 5 -OH rượu etylic Hay tên hro cacbon no tương ứng bỏ an thêm ylic -Tên quốc tế: Tên ankan + ol VD: CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH propanol Trang 1 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ CH 3 -CH-CH 2 -CH 2 -OH 3-metyl butanol-1 CH 3 +Đánh số trong mạch gần nhóm OH và mạch chính là dài nhất có chứa nhóm OH *Cách gọi tên: Gọi tên mạch nhánh cùng số chỉ vò trí mạch nhánh + tên mạch chính +ol +cùng số chỉ vò trí nhóm OH 2-Điều chế: có rất nhiều phương pháp điều chế +Đi từ anken (hrat hóa anken): cộng nước C n H 2n + H 2 O  → 0 42 ,tSOH C n H 2n+1 OH VD: CH 2 =CH 2 + H 2 O  → 0 42 ,tSOH CH 3 -CH 2 -OH CH 3 -CH=CH 2 + H 2 O  → 0 42 ,tSOH CH 3 -CH-CH 3 OH +Đi từ dẫn xuất mono halogen no và este (phản ứng thủy phân ) C n H 2n+1 X + H 2 O  → NaOH C n H 2n+1 OH + HX VD: CH 3 -CHCl-CH 3 + H 2 O  → NaOH CH 3 -CH-OH + HCl CH 3 R-COOR ' + H 2 O  → NaOH R-COOH + R ' -OH +Đi từ hợp chất cơ kim: R 1 -Mg-X + R 2 -CHO → R 1 -CH-O-MgX  → + OH 2 R 1 -CH-OH +HO-Mg-X R 2 R 2 R R Rượu bậc hai R-Mg-X + R ' -C=O → R ' -C-O-Mg-X → R ' -C-OH + HO-Mg-X R '' R '' R '' Rượu bậc ba +Đi từ hợp chất anđehit no tương ứng: C n H 2n+1 CHO + H 2  → CtNi 0 , C n H 2n+1 CH 2 OH VD: CH 3 -CHO + H 2  → CtNi 0 , CH 3 -CH 2 -OH +Rượu etylic còn điều chế bằng phương pháp lên men tinh bột (C 6 H 10 O 5 ) n + n H 2 O  → Menamilaza n C 6 H 10 O 6 C s H 12 O 6  → Menamilaza 2 C 2 H 5 OH +2 CO 2 3-Tính chất: a.Lý tính: - Ở điều kiên thường từ C 1 -C 10 : chất lỏng, bắt đầu từ C 11 trở lên là chất rắn. Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tăng dần theo số nguyên tử C Trang 2 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ - Những ancol có số nguyên tử C thấp tan tốt ở trong nước, độ tan giảm dần theo mạch C. Các ancol từ C 7 trở lên hầu như không tan trong nước chỉ tan trong dung môi hữu cơ - Ở dạng lỏng giữa các phân tử ancol có liên kết hro cho nên rượu có nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất hữu cơ có hro cacbon tương ứng VD: Ct OHHsC 00 3,78 52 = Ct HsC 00 89 62 −= Rượu C 2 H 5 OH, CH 3 OH độc hại đối với cơ thể, có tác dụng làm tê liệt thần kinh b.Hóa tính: C n H 2n+1 OH (R-OH) -Rượu có tính axit vô cùng yếu, nó phụ thuộc vào bản chất của gốc R ROH R-O - + H + Trong từng trường hợp nhất đònh thì tính axit khác nhau phụ thuộc vào độ phân nhánh trong gốc R Có phản ứng thể hiện tính axit tác dụng với natri kim loại, phản ứng xảy ra do sự đứt mối liên kết giữa O và H Mặt khác còn liên kết giữa C và O : C - O - cũng là liên kết đồng hóa trò có cực và có thể bò phá vỡ Sự phân cực của C-O cũng phụ thuộc vào gốc R O-H Liên kết C-O càng phân cực thì liên kết O-H càng bền và ngược lại C-O Trung tâm phản ứng thứ hai là phản ứng xảy ra do sự đứt liên kết C-O Ngoài ra rượu còn tham gia phản ứng oxi hóa, phản ứng phụ thuộc vào bậc của rượu +Tác dụng với kim loại kiềm ( phản ứng mang tính axit) C n H 2n+1 OH + Na C n H 2n+1 ONa + 1/2 H 2 Ancolat natri VD: CH 3 -CH 2 -OH + Na CH 3 -CH 2 -ONa + 1/2 H 2 Etylat natri CH 3 -CH 2 -ONa + H 2 O CH 3 -CH 2 -OH + NaOH +Phản ứng tạo ete: 2 C n H 2n+1 OH  → 0 42 ,tSOH C n H 2n+1 -O-C n H 2n+1 + H 2 O VD: 2 C 2 H 5 -OH  → 0 42 140,SOH C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 O +Phản ứng tạo este: R 1 -COOH + HO-R 2 R 1 -COO-R 2 + H 2 O VD: CH 3 - CH - CH 2 - CH 2 - OH + HOOC - CH 3 CH 3 (CH 3 ) 2 -CH-CH 2 -CH 2 -OOC-CH 3 +2 H 2 O ( Izoamyl axetat) (dầu chuối) +Phản ứng loại nước: C n H 2n+1 OH  → 0 42 ,tSOH C n H 2n + H 2 O (hoặc dùng xúc tác Al 2 O 3 ,nhiệt độ cao) Trang 3 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ VD: CH 3 -CH 2 -OH  → CSOH 0 42 180, CH 2 =CH 2 + H 2 O Dễ xảy ra với những C bậc cao trong phân tử của rượu đó CH 3 VD: CH 3 -C-CH-CH 3  → CtOAl 0 32 , (CH 3 ) 2 C=CH-CH 3 +H 2 O H OH 2-metyl buten-2 +Tác dụng với HX: C n H 2n+1 OH + HX C n H 2n+1 X + H 2 O VD: CH 3 -CH 2 -OH + HBr CH 3 -CH 2 -Br + H 2 O +Phản ứng oxi hóa: thường dùng các chất oxi hóa K 2 Cr 2 O 7 , KMnO 4 , những rượu bậc thấp dùng xúc tác như đồng,nhiệt độ 300 0 C trở lên Phản ứng oxi hóa của rượu phụ thuộc vào bậc của rượu Bậc 1 tạo anđehit; bậc hai tạo xeton; bậc ba khó tham gia phản ứng oxi hóa R-CH 2 -OH + [O] → 0 ,txt R-CHO + H 2 O R-C-R ' + [O] → 0 ,txt R-C=O + H 2 O OH R ' VD: CH 3 -CH 2 -OH → 0 ,txt CH 3 -CH 2 -CHO + H 2 O CH 3 -C-CH 3 + [O] → 0 ,txt CH 3 -C=O + H 2 O OH CH 3 II/RƯU NO ĐA CHỨC (POLYANCOL): 1-Ankiol (rượu no hai lần rượu) : a.Khái niệm : -Ankiol là những rượu no mà trong phân tử có hai nhóm OH VD: CH 2 -CH 2 ; CH 3 -CH-CH 2 OH OH OH OH Etylen glycol (etanđiol) ; propylen glycol (propiol-1,2) -Gọi tên: tên quốc tế Tên hro cacbon no tương ứng thay an bằng iol + vò trí các nhóm OH 1 2 3 4 5 VD: (CH 3 ) 2 C-CH 2 -CH-CH 3 2-metyl pentiol-2,4 OH OH b.Tính chất chung: -Lý tính: những ankiol có mạch C ngắn ( C 2 H 4 (OH) 2 ) thì tan tốt trong nước nhưng không tan trong hro cacbon và ete. Số nguyên tử C càng lớn thì tính tan trong nước càng giảm Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tăng theo chiều tăng của số nguyên tử C -Hóa tính: các ankiol đều mang đầy đủ tính chất của rượu no đơn chức (tác dụng: Na, HX, tạo este, tạo ete ) Trang 4 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ + HO-CH 2 -CH 2 -OH + Na → 0 ,txt HO-CH 2 -CH 2 -ONa  → + CNa 0 160, mononatri glycolat NaO-CH 2 -CH 2 -ONa đinatri glycolat + HO-CH 2 -CH 2 -OH +HCl → HO-CH 2 -CH 2 -Cl + H 2 O + Phản ứng oxi hóa: HO-CH 2 -CH 2 -OH + [O] → OHC-CHO +H 2 O OHC-CHO + [O]  → 32 / NHOA g HOOC-COOH axit oxalic +Tác dụng với Cu(OH) 2 (là phản ứng đặc trưng dùng nhận biết rượu đa chức có hai nhóm OH kế cận nhau) CH 2 - OH + Cu(OH) 2 CH 2 - O - Cu - O - CH 2 + H 2 O CH 2 - OH CH 2 - O O -CH 2 H H Đồng (II) glycolat (màu xanh thẩm) c.Điều chế: -Đi từ dẫn xuất halogen: CH 2 - X CH 2 - OH (CH 2 ) n + HOH  → )( 32 CONaNaOH (CH 2 ) n + 2 HX CH 2 - X CH 2 - OH CH 2 - Cl + HOH  → )( 32 CONaNaOH CH 2 - OH + 2 HCl CH 2 - Cl CH 2 - OH -Oxi hóa các anken tương ứng: CH 2 = CH 2 + [O] H 2 C CH 2  → + + HOH , 2 CH 2 - CH 2 O OH OH 2-Ankatriol (rượu ba lần rượu): Glyxerin ( C 3 H 8 O 3 ) (propatriol-1,2,3) CH 2 -OH CH 2 -OH CH 2 -OH a.Lý tính: -Là chất lỏng sánh, không màu, có vò ngọt, t s =290 0 C, t nc =17 0 C Tan nhiều trong nước, cồn và các dung môi hữu cơ, không có tính độc hại đối với cơ thể thường được dùng làm dung môi để pha chế một số hợp chất hữu cơ. b.Hóa tính: Trang 5 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ Glyxerin mang đầy đủ tính chất của rượu no đơn chức nhưng có tính axit mạnh hơn (do ảnh hưởng của các nhóm -OH còn lại) Tác dụng với Na, Cu(OH) 2 , tạo este + Na: CH 2 - OH CH 2 - ONa CH - OH + 3 Na CH - ONa + 3/2 H 2 CH 2 - OH CH 2 - ONa + Glyxerin không tác dụng với NaOH, tác dụng được với Cu(OH) 2 tạo hợp chất có màu xanh đặc trưng. CH 2 - OH HO - CH 2 CH - OH + Cu(OH) 2 + HO - CH CH 2 - OH OH - CH 2 CH 2 - O - Cu - O - CH 2 CH - O O - CH + H 2 O CH 2 - OH HO - CH 2 + Tạo este: có thể tạo mono, đi, tri CH 2 - OH CH 2 - ONO 2 CH - OH + 3 HNO 3 CH - ONO 2 + H 2 O CH 2 - OH CH 2 - ONO 2 Trinitrat glyxerin (TNG) + Nếu Oxy nhẹ bằng H 2 O 2 hoặc Fe 3 O 4 sản phẩm tạo thành là anđêhit hoặc xeton CH 2 - OH CH 2 - OH CH 2 - OH CH - OH CH - OH hoặc C = O CH 2 - OH CHO CH 2 - OH Glyxerin anđehit Đihiđroxit axeton c. Điều chế: - Glyxerin được điều chế từ chất béo bằng phương pháp thủy phân CH 2 - O - C - R 1 CH 2 - OH R 1 COONa CH - O - C - R 2 + H 2 O CH - OH + R 2 COONa Trang 6 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ CH 2 - O - C - R 3 CH 2 - OH R 3 COONa - Hiện nay một lượng lớn glyxerin trên thế giới được tổng hợp từ Propylen và clo. CH 2 CH 2 CH 2 - Cl CH 2 - OH CH CH CH - OH CH - OH CH 3 CH 2 Cl CH 2 - Cl CH 2 - OH d. Ứng dụng: Glyxerin được ứng dụng nhiều trong công nghiệp dược phẩm, điều chế sơn, nhựa, làm mềm da, điều chế thuốc nổ, dùng trong công nghiệp thực phẩm III/ RƯU KHÔNG NO: 1- Khái niệm: - Đònh nghóa: là sản phẩm thu được khi thay 1 H của H-C không no bằng nhóm -OH. VD: CH 2 = CH - CH 2 - OH, CH C - CH 2 - CH 2 - OH CH 2 = CH - CH - CH 3 OH - Tên gọi: Tên H-C không no tương ứng + vò trí liên kết đôi + ol + vò trí của OH. VD: CH 2 = CH - CH - CH 3 Buten - 3 - ol - 2 OH 2- Điều chế: Phần lớn đi từ dẫn xuất halogen tương ứng bằng phương pháp thủy ngân. VD: CH 2 = CH - CH 2 - Cl + H 2 O CH 2 = CH - CH 2 - OH + HCl Rượu allylic 3- Tính chất: - Lý tính: Rượu allylic là chất lỏng có mùi xốc, dễ tan trong nước. - Hóa tính: Thể hiện tính chất của nhóm -OH ( phản ứng thế Na, tạ este, tạo ete, OXH ) CH 2 - CH = CH 2 + [O] CH - CH = CH 2 + H 2 O OH + Thể hiện tính chất của liên kết đôi trong mạch C (H 2 , HX, H 2 , OXH, ) CH 2 - CH = CH 2 + [O] CH 2 - CH - CH 2 CH 2 - CH - CH 2 Trang 7 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ OH OH O OH - OH - OH IV/ RƯU THƠM: VD: C 6 H 5 - CH 2 - OH rượu benzylic có trong tinh dầu hoa nhài. - Điều chế: Rượu Benzylic có thể điều chế từ dx hal tương ứng hay anđehit tương ứng + H 2 O + HCl + H 2 - Tính chất: + Lý tính: chất lỏng có mùi thơm (và tham gia các phản ứng) + Hóa tính: tương tự như rượu no, rượu thơm, mang đầy đủ tính chất của rượu no (cộng Na, tạo este, ete, OXH) Ngoài ra còn thể hiện tích chất của nhân thơm - Cộng: X 2 , H 2 - Thế: X 2 , HNO 3 , H 2 SO 4 , B. PHENOL: 1- Khái niệm: - Đònh nghóa: Là loại hợp chất mà trong phân tử có nhóm OH kết hợp trực tiếp vào nhân thơm (benzen) VD: phenol ; - naphtol Hroxy benzen (1- hroxy naphtalen) 1,2 đihroxy benzen + CTC: Ar - OH - Phân loại: + Tùy theo đặc điểm của gốc Ar có thể có fenol chứa 1 nhân hoặc nhiều nhân thơm. + Tùy theo lượng nhóm OH trong phân tử ta có: fenol đơn thức, đa thức (từ 2 nhóm OH trở lên). - Tên gọi: + Quốc tế: Lấy nhân thơm làm gốc, đánh số vò trí của nhóm OH và các gốc khác rồi đọc tên như sau: Vò trí nhóm OH + Số nhóm + Hroxy + tên nhân thơm VD: 1,2,3 - tri hroxy Benzen 2- Phương pháp điều chế: - Đi từ nhựa than đá bằng phương pháp chưng cất ở t 0 = 170 0 c -> 204 0 c thì thu được fenol và đồng đẳng của fenol. - Phương pháp tổng hợp: Từ clorua benzen hay natri sunfo benzen Trang 8 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ + + H 2 O + HCl hoặc ( ) + + NaOH + Na 2 SO 3 - Phương pháp Cumen: + O 2kk + CH 3 - CO - CH 3 izô propyl Benzen Cumen hropeoxit - Đi từ muối điazô: + NaOH + HCl + N 2 Phenyl điazo clorua 3- Tính chất: a. Lý tính: - Phenol tồn tại hầu hết ở dạng rắn. Nhìn chung độ tan trong nước nhỏ hơn rượu, khó tan trong nước. Tất cả các phenol đều độc hại, có tính sát trùng, làm bỏng da, riêng C 6 H 5 OH nóng chảy ở 41 0 c và sôi ở 182 0 c, độ tan trong nước nhỏ: 9,3g trong 100g H 2 O. khi ở dạng tinh thể không màu, để lâu trong không khí dễ chuyển sang màu nâu b. Hóa tính: Đều có nhóm OH, có thể coi fenol là trường hợp đặc biệt của rượu. Hiệu ứng p - Trong vòng thơm có sự biến đổi điện tử nên nhóm thế sẽ vào các vò trí octo hay para. - Xét liên kết O-H trong phenol và rượu thì liên kết O-H trong phenol (linh động) phân cực hơn trong rượu nên H linh động hơn và phenol thể hiện tính axit mạnh hơn rượu (axit fenic tính axit yếu hơn H 2 CO 3 ) + H + anion phenolat - Thể hiện tính chất của nhân thơm: phản ứng cộng X 2 , H 2 , phản ứng thế X 2 , HNO 3 , H 2 SO 4 . Ngoài ra phenol dễ tham gia các phản ứng OXH và một số phản ứng riêng biệt Trang 9 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ khác. * Các phản ứng thể hiện tính axít (của nhóm OH) [+Na, +NaOH, tạo este, ete). + Na + 1/2 H 2 + NaOH + H 2 O + HO - C - CH 3 + HCl este phenyl axetat (hiệu suất thấp) Với phản ứng này hiệu suất thấp thông thường người ta dùng dx hal của axit -> phản ứng sẽ đạt hiệu suất cao. + Cl - C - CH 3 + HCl + Tạo ete: + CH 3 Cl + NaCl Metyl phenyl ete (metoxi Benzen) * Phản ứng thể hiện tính chất của nhân thơm + Phản ứng cộng: H 2 , X 2 + H 2 Xyclo hexanol + 3Cl 2 + Phản ứng thế: X 2 , HNO 3 , H 2 SO 4 Phản ứng thế với Br 2 là phản ứng đặc trưng để nhận biết C 6 H 5 OH. + Br 2 trắng 2,4,4,6 -tetra brom xyclo hexandienon + HNO 3 TNP (axit picric) + H 2 SO 4 + H 2 O o- phenol sunfunic * Phản ứng OXH: + [O] + H 2 O p.quinon * Phản ứng trùng ngưng: Trang 10 [...]... cùng phân tử lượng (Cùng phân Trang 11 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ VD: CH3 - CH2 - O - CH2 - CH3 39 ,60 c CH3 - CH2 - CH2- CH2 - OH 117,70c Khi phân tử lượng của este càng tăng thì nhiệt độ sôi càng tăng Ete khó tan trong nước, chỉ tan trong những dung môi hữu cơ Nó là một dung môi tốt để hòa những chất hữu cơ Các ete bậc thấp độc hại đối với cơ thể làm tê liệt thần kinh b Hóa tính: CTCT: R - O - R’ ( -C - O.. .Bài giảng: Hoá Hữu Cơ +C=O Nhựa fenol fomanđehit n CH2O + (n +1) C6H5OH Poli fenol focmanđêhit (nhựa nova lắc) oxy C ÊTE: 1- Khái niệm: - Đònh nghóa: Ete là hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có 2 gốc H-C kết hợp với VD: CH3 - O - CH3, CH3 - O - CH2 - CH3 Đimetyl ete Etyl metyl ete CH2 = CH - CH2 - O - CH2 - CH3, Phenyl benzyl ete - Phân loại căn cứ vào gốc H-C + Hợp chất của H-C no + Hợp chất của. .. no + Hợp chất của H-C không no + Hợp chất của H-C mạch vòng - Tên gọi: Gốc H-C 1 + gốc H-C 2 + ete (Đọc gốc đơn giản đến phức tạp) (theo thứ tự chữ cái) 2- Điều chế: - Phản ứng tách loại nước của rượu: 2ROH ROR + H2O VD: 2 CH3 - CH2 - OH CH3 - CH2 - O - CH2 - CH3 + H2O 2 ROH ROR + H2O - Từ dẫn xuất halogen ancolat của rượu hoặc từ dẫn xuất halogen của hro cacbon thơm và fenolat: R - ONa + X - R ->... nhau: R - O - R + HX R - OH + RX VD: CH3 - CH2 - O - CH3 + HI CH3 - CH2 - OH + CH3I - Ete khó tham gia phản ứng OXH, rất bền vững, chỉ tham gia phản ứng cháy: R - O - R + O2 CO2 + H2O Trang 12 Bài giảng: Hoá Hữu Cơ Trang 13 ... - O - C - ) Sự phân cực liên kết C - O trong ete nhỏ hơn so với rượu, do đó ete bền vững hơn rượu rất nhiều Ở điều kiện thường ete khó tham gia phản ứng hóa học Nó chỉ tham gia phản ứng ở những điều kiện xác đònh - Phản ứng thể hiện tính bazơ yếu của ete: tác dụng với axít: R O R + HX + O -> H R’ R’ VD: CH3 O CH3 + HCl O -> H Cl- CH3 CH3 Không bền nếu cho tác dụng với NaOH -> thấy ete bay lên còn lại . và fenolat: R - ONa + X - R -& gt; R - O - R + NaX VD: CH 3 - O - Na + Cl - CH 2 - CH 3 -& gt; CH 3 - O - CH 2 - CH 3 + Cl - CH 3 -& gt; + -& gt; 3- Tính chất: a. Lý tính: - Các ete có nhiệt. NaO-CH 2 -CH 2 -ONa đinatri glycolat + HO-CH 2 -CH 2 -OH +HCl → HO-CH 2 -CH 2 -Cl + H 2 O + Phản ứng oxi hóa: HO-CH 2 -CH 2 -OH + [O] → OHC-CHO +H 2 O OHC-CHO + [O]  → 32 / NHOA g HOOC-COOH . - OH HO - CH 2 CH - OH + Cu(OH) 2 + HO - CH CH 2 - OH OH - CH 2 CH 2 - O - Cu - O - CH 2 CH - O O - CH + H 2 O CH 2 - OH HO - CH 2 + Tạo este: có thể tạo mono, đi, tri CH 2 - OH CH 2 -