bài giảng hóa hữu cơ anken

Tính chất hóa học của Anken Đặc điểm của anken: chứa liên kết đôi có mật độ electron lớn nên làm dễ dàng cho sự tấn công của các tiểu phân thiếu electron – tác nhân electrophin Phản ứ

Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TS ĐẶNG THỊ HÀ

leha1645@yahoo.com

Phần 2: Hydrocarbon

Tổng quan về Hydrocarbon

- Là những HCHC chỉ chứa C và H với Công thức chung là CnHm

Hydrocarbon

Mạch hở

(aliphatic, axyclic)

Mạch vòng

(Cyclic)

1. Dãy đồng đẳng etylen

2. Danh pháp

3. Đồng phân

4. Phương pháp điều chế

5. Tính chất vật lý

6. Tính chất hóa học

Bài 2 Anken

4 Phương pháp tổng hợp Anken

- Trong công nghiệp, anken được tạo thàn chủ yếu từ cracking dầu mỏ;

-  Trong PTN:

1- Loại HX từ dẫn suất RX:

- Điều kiện: với các bazo mạnh như KOH hay NaOH trong ancol đun nóng

-  Dẫn suất RX: bậc 3>bậc 2>bậc 1  Ví dụ?

2- Loại X2 từ dẫn suất đi halogenua RX2:

3- Loại nước từ ancol:

-  Điều kiện: xúc tác axit đặc hoặc xúc tác rắn (nhôm oxit hay

zeolit) ở t = 300-400C

-  ancol: bậc 3>bậc 2>bậc 1

- Có thể xảy ra sự chuyển vị liên kết đôi trong phân tử  Ví dụ?

5 Tính chất vật lý của Anken

6 Tính chất hóa học của Anken

Đặc điểm của anken: chứa liên kết đôi có mật độ

electron lớn nên làm dễ dàng cho sự tấn công của các tiểu phân thiếu electron – tác nhân electrophin

Phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng electrophin

Đặc điểm của phản ứng: đây là phản ứng dị ly, anken là chất giàu electron đóng vai trò là nucleophin (hay bazo), còn tác nhân thiếu electron đóng vai trò là tác nhân

electrophin (hay axit)

Ngoài ra, anken cũng còn tham gia phản ứng cộng

và thế gốc tự do

6.1a Phản ứng cộng các tác nhân electrophin đối xứng: halogen

-  Điều kiện tiến hành phản ứng: Phản ứng cộng X2 (X = Cl, Br) xảy ra trong dung môi theo cơ chế AE ở nhiệt độ thấp, sản phẩm tạo thành là đihalogen

- PT tổng quát: C=C+X2  CX – CX

- Cơ chế phản ứng:

- Ví dụ:

+ Tốc độ phản ứng phụ thuộc và cấu trúc anken Mật độ electron

ở liên kết đôi càng lớn thì sự tấn công của tác nhân electrophin càng dễ, các tiểu phân trung gian tạo thành càng ổn định

Ví dụ:

- Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng:

+ Trong các halogen, hay dùng là Clo và Brom là những tác nhân electrophin dễ dàng tham gia phản ứng Flo phản ứng quá mạnh nên không được dùng Ngược lại iot thì rất kém hoạt động

+ Nếu tiến hành phản ứng trong dung môi trơ thì sản phẩm hình thành là đihalogen Tuy nhiên, nếu tiến hành phản ứng trong một dung môi hỗn hợp có chứa các anion hay nucleophin khác, sản phẩm tạo thành là hỗn hợp nhiều sản phẩm

Ví dụ:

6.1b Phản ứng cộng các tác nhân electrophin bất

đối xứng: HX

- Điều kiện tiến hành phản ứng: trong dung môi (như axit acetic)

 phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng electrophin và tuân theo quy

tắc cộng Markovnikov (H hay cation cộng vào cacbon có nhiều

hydro nhất, còn X- hay anion cộng vào cacbon it hydro nhất)

-  Cơ chế phản ứng: 3 giai đoạn  Ví dụ

Kết luận:

- H hay cation cộng vào cacbon có mật độ electron lớn hơn (hay mang điện tích dương) còn X- cộng vào C có mật độ

electron nhỏ hơn (hay mang điện tích âm)

-  H hay cation cộng vào C nào của nối đôi để tạo thành

cacbocation bền vững hơn

- Ngoại lệ : số hydro ở hai C nối đôi như nhau, không áp dụng quy tắc Markovnikov mà dùng quy tắc Zaitsev (H hay cation cộng vào C không dính với nhóm CH3, còn X hay anion cộng vào C có nhóm CH3)

- Ví dụ:

6.1b Phản ứng cộng các tác nhân electrophin bất đối xứng:

-  Phản ứng với H2SO4đặc  ankylhydrosunfat

-  Phản ứng với dung dịch nước clo/brom 

halogenhydrin

-  Phản ứng hydrat hóa trong môi trường axit loãng  alcol

6.2 Phản ứng cơ chế gốc tự do

6.2a Cộng gốc tự do:Cộng halogen X2

Điều kiện tiến hành phản ứng:

- Cl2 và Br2 có thể cộng vào liên kết đôi theo cơ chế gốc khi có chất kích thích là ánh sáng tím hay peroxit Phản ứng xảy ra nhanh hơn cộng ion

-  Phương trình phản ứng: X2 + C=C  CX – CX

-  Cơ chế phản ứng:

6.2 Phản ứng cơ chế gốc tự do

6.2a Cộng gốc tự do: Cộng HX

Điều kiện tiến hành phản ứng:

- Trong điều kiện có xúc tác là chất dễ sinh gốc như peroxit ROOR, (RCOO)2 hay O2, HX cộng vào anken theo cơ chế gốc tự do và

sản phẩm chính thu được trái quy tắc Markovnokov

-  Cơ chế phản ứng:

- Lưu ý: Muốn phản ứng xảy ra tốt cần phải lấy lượng tác nhân cộng

dư, nếu không phản ứng trùng hợp gốc sẽ chiếm ưu thế

6.2 Phản ứng cơ chế gốc tự do

6.2b Thế gốc tự do: halogen

- Điều kiện tiến hành phản ứng: ở nhiệt độ cao (300˚C), clo có thể thế H allyl cho sản phẩm thế

-  Cơ chế : gốc tự do giống ankan

6.3 Phản ứng Khử Anken bởi hydro

Điều kiện tiến hành phản ứng:

- phản ứng dị thể xảy ra trên bề mặt một số kim loại như Pt,

Ni, Pd…cho sản phẩm là ankan

-  Phản ứng hydro hóa đồng thể: xúc tác đồng thể tan trong dung môi hữu cơ (như benzen), thường là phức hữu cơ của nguyên tố chuyển tiếp như Rh và Ir (xúc tác Wilkinson

[(C6H5)3P]3RhCl)

6.4 Phản ứng đồng phân hóa Anken

- Điều kiện tiến hành phản ứng: Cho anken có liên kết đôi cuối mạch đi qua Al2O3 ở 500C sẽ xảy ra sự chuyển vị nối đôi vào phía trong mạch

- Ví dụ:

6.5 Phản ứng Oxy hóa Anken

Điều kiện tiến hành phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:

-  Một số tác nhân oxi hóa như KMnO4, OsO4 hay H2O2 cộng hợp vào anken cho 1,2-diol

-  Tuy nhiên, khi oxi hóa anken bằng KMnO4 trong môi trường axit mạnh sẽ oxi hóa phân cắt liên kết đôi thành cacbonyl

(hoặc oxi hóa anken bằng KMnO4 rồi với peiodat kim loại,

liên kết diol sẽ bị phân cắt thành hợp chất cacbonyl)

-  Với tác nhân là peaxit (-CO2OH) sẽ tạo thành hợp chất

epoxy

6.6 Phản ứng trùng hợp Anken

A. Trùng hợp gốc

Điều kiện : có chất kích

thích tạo gốc như peroxit

hoặc nhiệt hay ánh sáng

Cơ chế:

B Trùng hợp ion Điều kiện : có chất xúc tác

cation như H+ hay các axit Lewis AlCl3, BF3

Cơ chế: