Tổng hợp lý thuyết hóa hữu cơ SGK 12 Nâng Cao

Hóa hữu cơ 12 Nâng cao, tóm tắt lý thuyết hóa hữu cơ, có thêm nhiều thông tin cụ thể mà HS cần nhớ, và giáo viên rất dễ trong quá trình giảng dạy. Rất thích hợp cho việc dạy học thpt và luyện thi đại học.

Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao CHƯƠNG 1: ESTE –CHẤT BÉO A- ĐỊNH NGHĨA - LẬP CÔNG THỨC Nguyên tắc lập công thức: Viết phương trình phản ứng tổng hợp este từ công thức axit ancol tương ứng 1- Công thức este tạo từ axit no ancol no: - Este tạo từ axit no đơn chức ancol no đơn chức: CnH2n + 1COOH + CmH2m + 1OH → CnH2n + 1COOCmH2m + + H2O Công thức phân tử: CnH2n O2 n ≥ 2, RCOOR’ - Este tạo từ axit đa chức ancol đơn chức: R(COOH)n + nR’-OH → R(COO- R’)n + nH2O - Este tạo từ axit đơn chức ancol đa chức: nR-COOH + R’(OH)n → (R-COO)n R’ + nH2O 2- Công thức este tạo từ axit không no ancol no: - Este tạo từ axit không no, nối đôi C=C, đơn chức ancol no đơn chức: CnH2n - 1COOH + CmH2m + 1OH → CnH2n - 1COOCmH2m + + H2O Công thức phân tử: CnH2n-2 O2 n≥ - Este tạo từ axit không no, nối đôi C=C, đơn chức ancol no đa chức: pCnH2n -1COO H + CmH2m + 2-p(OH)p → (CnH2n -1COO)pCmH2m + + pH2O 3- Công thức este tạo từ axit no ancol không no: - Este tạo từ axit no đơn chức ancol không no, nối đôi C=C, đơn chức: CnH2n + 1COOH + CmH2m - 1OH → CnH2n + 1COOCmH2m - + H2O Công thức phân tử: CnH2n-2 O2 n ≥ RCOOR’ - Este tạo từ axit no đa chức ancol không no, nối đôi C=C, đơn chức: CnH2n + 2-p(COO H)p + pCmH2m - 1OH → CnH2n + 2-p(COOCmH2m -1)p + pH2O 4- Công thức este tạo từ axit ancol bất kì: B- DANH PHÁP-ĐỒNG PHÂN Tên thường: Tên este = Tên gốc hidrocacbon ancol + Tên gốc axit Ví dụ: CH3COOC2H5 : etyl axetat HCOOC2H5 : etyl fomat CH3COOCH2-CH2-CH3 : propyl axetat CH3COOCH(CH3)-CH3 : isopropyl axetat CH2=CH -COO-CH3 : metyl acrylat CH3COOC6H5 : phenyl axetat CH3COOCH=CH2: vinyl axetat CTPT C2H4O2 C3H6O2 C4H8O2 C4H6O2 M 60 74 88 86 C5H10O2 102 ĐỒNG PHÂN axit + este 1axit + este axit + este axit (gồm hình học) + este (2 hình học) axit + este C- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC - ĐIỀU CHẾ ESTE I- Phản ứng thuỷ phân → Muối axit hữu + Ancol 1- Thuỷ phân môi trường axit: Số đồng phân este no, đơn chức, mạch hở: 2n-2 (n≤4) Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao H+ ,t o ˆ ˆˆ ˆˆ ˆˆ†ˆ CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H-OH ‡ Phản ứng thuỷ phân este môi trường axit phản ứng thuận nghịch 2- Thuỷ phân môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hoá): to ® CH3COONa + C2H5OH CH3COOC2H5 + NaOH ¾¾ (CH3COO)3C3H5 + 3NaOH → 3CH3COONa + C3H5(OH)3 n NaOH Nhận xét: Số chức este = neste to ® R(COONa)n + n R OH R(COO- R )n + nNaOH ¾¾ to ® n R COONa + R’(OH)n ( R -COO)n R’ + nNaOH ¾ ¾ * Một số ý: + Nếu khối lượng muối Na lớn khối lượng este este CH3OH + Khối lượng este+ khối lượng NaOH = khối lượng muối + khối lượng ancol + Các este axit fomic có khả phản ứng giống anđêhit : HCOOR + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → RNH4CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag + Các este phenol có khả phản ứng với kiềm với tỷ lệ 1:2 tạo hai muối nước : CH3COOC6H5 + 2KOH →CH3COOK + C6H5OK + H2O + Các este ancol không bền bị thuỷ phân tạo anđehit xeton: R – COO – CH = CH2 + NaOH → R – COONa + CH3CHO R – COO – CH = CH-R’ + NaOH → R – COONa + R’-CH2CHO R-COOCH(X)-CH2-R’ + 2NaOH → R – COONa + R’-CH2CHO + NaCl R – COO – C(CH3) = CH2 + NaOH → R – COONa + CH3COCH3 II- Phản ứng cháy: CH3COOC2H5 + 5O2 → 4CO2 + 4H2O 3n − CnH2nO2 + O2 → nCO2 + nH2O 3m + 3n + CnH2n + 1COOCmH2m + + O2 → (m+n+1)CO2 + (m+n+1)H2O nCO2 n Nhận xét: Khi đốt cháy este tạo từ axit no, đơn chức ancol no, đơn chức: H 2O = Bảo toàn oxi cho este đơn chức: neste + nO2 = nCO2 +1/2 nH2O III- Các tính chất riêng số este: 1- Este không no: - Tính chất este: phản ứng thuỷ phân, phản ứng cháy - Tính chất gốc hidrocacbon không no: phản ứng cộng, trùng hợp CH2=CH-COOCH3 + Br2 → CH2 Br– CHBr – COOCH3 o CH =CH-COOCH3 t ,xt,p ¾¾ ¾ ® Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao nCH2=C(CH3)COOCH3 → (-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)n nCH3COOCH=CH2 → (-CH2-CH(OOCCH3)-)n (poli(vinyl axetat) - PVA) 2- Este axit fomic: - Tính chất este: phản ứng thuỷ phân, phản ứng cháy - Tính chất nhóm andehit gốc axit: phản ứng tráng gương IV Điều chế + yR(COOH)x + xR’(OH)y o H ,t ‡ˆ ˆˆ ˆˆ ˆˆ†ˆ Ry(COO)xyR’x + xyH2O RCOOH + C2H2 → RCOOCH = CH2 (RCO)2O + C6H5OH → RCOOC6H5 + RCOOH (CH3CO)2O + C6H5OH → CH3COOC6H5 + CH3COOH D CHẤT BÉO I ĐỊNG NGHĨA-CÔNG THỨC: Chất béo trieste glixerol với axit monocacboxylic có số chẵn C không phân nhánh (axit béo) gọi chung triglixerit hay triaxylglixerol Công thức chung C3H5(OOCR)3 (R-COO)3C3H5 Số trieste (glixerit) glixerol hỗn hợp n axit béo: n2.(n+1)/2 AXIT BÉO CTPT CH3[CH2]14COOH (C15H31COOH) CHẤT BÉO TƯƠNG ỨNG TÊN GỌI M CTPT TÊN GỌI Trạng thái M Axit panmitic (no) 256 (C15H31COO)3C3H5 tripanmitoylglixerol (tripanmitin) Rắn 806 Trường THPT CH3[CH2]16COOH (C17H35COOH) Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Axit stearic 284 (C17H35COO)3C3H5 tritearylglixerol (tritearin) Rắn 890 trioleoylglixerol (triolein) Lỏng 884 trilinoleoylglixerol (trilinolein) Lỏng 878 (C17H33COO)3C3H5 cis-CH3[CH2]7CH=CH [CH2]7COOH (C17H33COOH) Axit oleic (không no) 282 C17H31COOH Axit linoleic 280 (C17H31COO)3C3H5 II TÍNH CHẤT HÓA HỌC: Bản chất chất béo este nên có tính chất este - Chỉ số axit số miligam KOH cần dùng để trung hòa hết lượng axit béo tự có gam chất béo - Chỉ số este hóa số miligam KOH cần dùng để xà phòng hóa hết triglixerit có g chất béo -Chỉ số xà phòng hóa số miligam KOH cần dùng để xà phòng hóa triglixerit trung hòa axit béo tự gam chất béo a/ Phản ứng thủy phân (trong dd axit) + (C17H35COO)3C3H5 + H2O o H ,t ‡ˆ ˆ ˆ ˆ†ˆ 3C17H35COOH + C3H5 (OH)3 b/ Phản ứng xà phòng hóa (trong dd bazơ NaOH) o t ¾¾ ® (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH ( R COO)3C3H5 C17H35COONa + C3H5 (OH)3 o + 3NaOH ¾t¾ ® R COONa c/ Phản ứng cộng hiđro, cộng brom chất béo lỏng: o (C17H33COO)3C3H5 + H2 ¾t¾ ® (C17H35COO)3C3H5 E + C3H5(OH)3 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Chương 2: CACBOHIDRAT I ĐỊNH NGHĨA - Cacbohiđrat (còn gọi gluxit saccarit) HCHC tạp chức thường có công thức chung C n(H2O)m, có chứa nhiều nhóm OH nhóm cacbonyl (anđehit xeton) phân tử - Gluxit chia thành loại thường gặp là: Saccarit Monosaccarit Đisaccarit Polisaccarit Khi đốt cháy gluxit nO2 = nCO2 Tên gọi glucozơ fructozơ saccarozơ mantozơ xenlulozơ tinh bột CTPT C6H12O6 C12H22O11 (C6H10O5)n M 180 342 162n Tính chất chung Td Cu(OH)2, tráng bạc, cộng H2; khử hoàn toàn tạo hexan; tạo este gốc CH3COO Td Cu(OH)2, thủy phân Thủy phân tạo glucozo Dựa vào tỷ lệ số mol CO2/số mol H2O để tìm loại saccarit Độ rượu (a0) VC H 5OH VC H 5OH 100 = 100 V VC H 5OH + VH 2O a= ddC H 5OH Khối lượng dung dịch: mdd =D.V (D khối lượng riêng g/ml; V thể tích ml) GLUCOZO C6H12O6 FRUTOZO C6H12O6 TÍNH CHẤT VẬT Glucozơ chất kết tinh, không màu, dễ tan nước LÍ VÀ TRẠNG - Có vị ngọt, có hầu hết phận (lá, THÁI TỰ hoa, rễ…) đặc biệt chín (còn gọi đường nho) NHIÊN - Trong máu người có lượng nhỏ glucozơ, không đổi (khoảng 0,1 %) CẤU TRÚC PHÂN TỬ Glucozơ tồn hai dạng mạch hở mạch vòng (trong dung dịch tồn chủ yếu dạng vòng cạnh α β) Dạng mạch hở - Là chất rắn kết tinh, dễ tan nước, có vị gấp rưỡi đường mía gấp 2,5 lần glucozơ - Vị mật ong chủ yếu fructozơ (chiếm tới 40 %) Trong dung dịch, frutozơ tồn chủ yếu dạng β, vòng cạnh Dạng mạch hở Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Hoặc viết gọn là: CH2OH[CHOH]4CHO TÍNH CHẤT HÓA HỌC Hoặc viết gọn là: CH2OH[CHOH]3COCH2OH Glucozơ có tính chất nhóm anđehit – CHO ancol đa chức Fructozo có tính chất hóa học ancol đa chức xeton Tính chất ancol đa chức (poliancol hay poliol) - Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường cho dung dịch phức có màu xanh lam Tác dụng với Cu(OH)2 nhiệt độ thường: dd glucozơ hòa tan Cu(OH)2 cho dung dịch phức đồng – glucozơ có màu xanh lam → glucozo có nhiều nhóm OH 2C6H12O6 + Cu(OH)2 - Tác dụng với anhiđrit axit tạo este chức (C6H11O6)2Cu + 2H2O - Tác dụng với H2 tạo sobitol Tác dụng với anhiđrit axit tạo thành este chức: CH2OH(CHOH)4CHO + 5(CH3CO)2O → CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO + 5CH3COOH → glucozơ có nhóm OH Tính chất anđehit - phản ứng làm màu dung dịch Brom a) Oxi hóa glucozơ: Với dung dịch AgNO3 NH3, đun nóng CH2OH[CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O CH2OH[CHOH]4COONH4 (amoni gluconat) + 2Ag+2NH4 NO3 b) Khử glucozơ: CH2OH[CHOH]4CHO+H2 CH2OH[CHOH]4CH2OH (s obitol) c) Phản ứng với Cu(OH)2 nhiệt độ cao: CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 + → CH2OH(CHOH)4COONa + Cu2Ođỏ gạch + 3H2O NaOH d) Phản ứng làm màu dung dịch Brom: CH2OH(CHOH)4CHO + → CH2OH(CHOH)4COOH + 2HBr - Trong môi trường kiềm fructozơ chuyển hóa thành glucozơ nên fructozơ có phản ứng tráng gương Cu(OH)2 t0 Br2 + H2O Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao => glucozơ có nhóm CHO Phản ứng lên men Phản ứng với CH3OH/HCl tạo metylglicozit → glucozo có dạng mạch vòng Điều chế (trong công Thủy phân saccarozơ, tinh bột, mantozơ, xenlulozơ: nghiệp) - Thủy phân tinh bột với xúc tác HCl loãng enzim - Thủy phân xenlulozơ với xúc tác HCl đặc: (C6H10O5)n+nH2O ỨNG DỤNG nC6H12O6 - Trong y học: dùng làm thuốc tăng lực cho người bệnh - Trong công nghiệp: dùng để tráng gương, tráng ruột phích (thay cho anđehit anđehit độc) SACCAROZO C12H22O11 MANTOZƠ C12H22O11 TÍNH CHẤT VẬT - Saccarozơ chất kết tinh, không màu, dễ tan LÍ VÀ nước, glucozơ, nóng chảy nhiệt độ 185oC TRẠNG THÁI TỰ - Có nhiều mía (nên saccarozơ gọi NHIÊN - đường mía), củ cải đường, nốt… - Có nhiều dạng sản phẩm: đường phèn, đường kính, đường cát… CẤU TRÚC PHÂN TỬ Công thức phân tử: C12H22O11 -Công thức phân tử C12H22O11 Công thức cấu tạo: gồm gốc α - glucozơ gốc β fructozơ liên kết 1,2-glicozit - Công thức cấu tạo: tạo thành từ kết hợp gốc α-glucozơ liên kết α-1,4-glicozit Trường THPT TÍNH CHẤT HÓA HỌC Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Saccarozo có tính chất poliancol, nhóm andehit Mantozo có tính chất poliancol, tính chất andehit 1.Tính chất ancol đa chức Tính chất ancol đa chức hòa tan kết tủa Cu(OH)2 thành dung dịch phức đồng – saccarozơ màu xanh lam Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam 2C12H22O11 + Cu(OH)2 Tính chất anđehit (C12H21O11)2Cu + 2H2O Phản ứng thủy phân: C12H22O11 +H2O có - Mantozơ tham gia phản ứng tráng gương: C12H22O11 → 2Ag C6H12O6(glucozơ)+C6H12O6(fructozơ) - Phản ứng với Cu(OH)2 nhiệt độ cao tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O, làm màu dung dịch Brom Phản ứng thủy phân C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 (glucozơ) Điều chế Sản xuất saccarozơ từ mía (trong công nghiệp) ỨNG DỤNG Thủy phân tinh bột nhờ men amylaza có mầm lúa Saccarozơ dùng nhiều công nghiệp thực phẩm, để sản xuất bánh kẹo, nước giải khát…Trong công nghiệp dược phẩm để pha chế thuốc TINH BỘT (C6H10O5)n XENLULOZO (C6H10O5)n TÍNH CHẤT VẬT - Tinh bột chất rắn vô định hình, màu trắng, LÍ VÀ không tan nước nguội TRẠNG THÁI TỰ - Trong nước nóng từ 65oC trở lên, tinh bột NHIÊN chuyển thành dung dịch keo (hồ tinh bột) -Tinh bột có nhiều loại ngũ cốc, củ (khoai, sắn), (táo, chuối)… CẤU TRÚC PHÂN TỬ - Là chất rắn, hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị - Không tan nước đun nóng, không tan dung môi hữu thông thường ete, benzen - Xenlulozơ thành phần tạo lớp màng tế bào thực vật, khung cối - Công thức phân tử (C6H10O5)n - Công thức phân tử (C6H10O5)n - Công thức cấu tạo: tinh bột gốc α-glucozơ liên kết với liên kết α-1,4-glicozit tạo mạch thẳng (amilozơ) liên kết α-1,4glicozit α-1,6-glicozit tạo thành mạch nhánh - Công thức cấu tạo: gốc β-glucozơ liên kết với liên kết β-1,4-glicozit tạo thành mạch thẳng, công thức cấu tạo: [C6H7O2(OH)3]n Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao (amilopectin) TÍNH CHẤT HÓA HỌC Phản ứng hồ tinh bột với dung dịch I2 tạo thành dung dịch xanh tím (nếu đun nóng dung dịch bị màu, để nguội màu xuất trở lại) (C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6 (glucozơ) Phản ứng este hóa với axit axetic axit nitric: → nhận biết hồ tinh bột iot Phản ứng thủy phân: (C6H10O5)n +nH2O 1.Phản ứng thủy phân: [C6H7O2(OH)3] + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)3]n tơ axetat + 3n CH3COOH nC6H12O6 (glucozơ) [C6H7O2(OH)3] + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Khi có men thủy phân: Tinh bột → đextrin → mantozơ → glucozơ Từ xenlulozơ cho phản ứng với CS2 NaOH phun qua dung dịch axit để sản xuất tơ visco Điều chế (trong công Trong tự nhiên, trình quang hợp nghiệp) xanh: 6nCO2 +5nH2O → (clorofin,as) (C6H10O5)n + 6nO2 Xenlulozơ có nhiều ứng dụng quan trọng sản xuất đời sống sản xuất giấy, tơ, sợi, ancol etylic… ỨNG DỤNG Chương 3: AMIN – AMINOAXIT - PROTEIN A AMIN I ĐỊNH NGHĨA - Các định nghĩa amin: + Amin sản phẩm thu thay nguyên tử H phân tử NH gốc hiđrocacbon (chỉ với amin đơn chức) + Amin sản phẩm thu thay nguyên tử H hidrocacbon nhóm -NH (chỉ với amin bậc 1) + Amin hợp chất hữu phân tử chứa nguyên tố: C, H N 10 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao - Bậc amin số gốc hiđrocacbon liên kết với nguyên tử N - Công thức tổng quát amin: CxHyNt (x, y, t thuộc N*; y ≤ 2x + + z; y chẵn t chẵn; y lẻ z lẻ) CnH2n+2-2k+tNt (n thuộc N*; k thuộc N; t thuộc N*) Số liên kết pi + số vòng phân tử amin: k= (2x + + t - y)/2 Nếu amin bậc I công thức tổng quát đặt là: C nH2n+2-2k-t(NH2)t R (NH2)t -Amin no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3N CnH2n+1NH2 (k=0, t=1) R- NH2 -Amin no, mạch hở: CnH2n+2+tNt (k=0, t≥1) -Amin đơn chức, mạch hở: CnH2n+3-2kN (k≥0, t=1) II DANH PHÁP Tên thay Tên amin = Tên hiđrocacbon tương ứng + Số thứ tự C chứa nhóm NH + “amin” Tên gốc chức: Tên gốc H-C + “amin” CTPT M Đồng phân Tên gốc-chức Tên thay CH5N 31 bậc CH3NH2 metylamin metanamin C2H7N 45 Etylamin Etanamin đimetylamin N-metylmetanamin Propylamin Propan-1-amin Isopropylamin Propan-2-amin Etylmetylamin N-metyletanamin trimetylamin N,N-đimetylmetanamin = bậc + bậc C2H5NH2 CH3-NH-CH3 C3H9N 59 =2 bậc +1 bậc 2+ bậc 11 Tên thông thường Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao C4H11N 73 8= bậc + bậc 2+ bậc C5H13N 87 17 =8 bậc + bậc + bậc C6H7N 93 thơm bậc C6H5-NH2 phenylamin C7H9N 107 = bậc + bậc thơm Benzylamin benzenamin anilin o-tolylamin m-tolylamin p-tolylamin p-toluidin metylphenylamin N-metylanilin Công thức tính số đồng phân amin đơn chức no, mạch hở : Cn H2n+3N Số đồng phân Cn H2n+3N = 2n-1 ( n≤4) III TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Các amin có khả tan tốt nước Độ tan nước giảm số nguyên tử C tăng - Giữa amin nước có liên kết Hiđro liên phân tử - Metylamin, đimetylamin, trimetylamin etylamin chất khí, có mùi khai; amin lại tồn trạng thái lỏng, rắn Anilin: lỏng, không màu, độc, tan nước dễ bị oxi hóa chuyển thành màu nâu đen IV TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Tính bazơ a Giải thích tính bazơ amin Do nguyên tử N phân tử amin cặp e chưa sử dụng có khả nhận proton b So sánh tính bazơ amin - Nếu nguyên tử N phân tử amin gắn với gốc đẩy e (gốc no: ankyl CH 3, C2H5 ) => quỳ tím chuyển thành màu xanh 12 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao - Nếu nguyên tử N phân tử amin gắn với gốc hút e (gốc không no, gốc thơm C 6H5-, NO2-, ) => không làm xanh quỳ tím - Amin có nhiều gốc đẩy e tính bazơ mạnh, amin có nhiều gốc hút e tính bazơ yếu So sánh tính bazo: NaOH > amin no bậc > amin no bậc 1> NH3 > amin thơm bậc > amin thơm bậc 2 Các phản ứng thể tính bazơ a Phản ứng với dung dịch axit (HNO3, HCl, H2SO4 ) CH3NH2 + H2SO4 → CH3NH3HSO4 2CH3NH2 + H2SO4 → (CH3NH3)2SO4 CH3NH2 + CH3COOH → CH3NH3OOCCH3 CH3NH3OOCCH3 + NaOH → CH3NH2 + CH3COONa + H2O b Phản ứng với dung dịch muối (MgCl2, FeCl2 ) tạo bazơ không tan 2CH3NH2 + MgCl2 + 2H2O → Mg(OH)2 + 2CH3NH3Cl Phản ứng nhận biết bậc amin - Nếu amin bậc I phản ứng với HNO2 tạo khí thoát ra: RNH2 + HNO2 → ROH + N2 + H2O Anilin phản ứng tạo muối điazoni → 50C: C6H5NH2 + HNO2 → C6H5N2+Cl- + 2H2O - Nếu amin bậc II tạo hợp chất nitrozo màu vàng mặt nước: RNHR’ + HNO2 → RN(NO)R’ + H2O - Amin bậc III phản ứng Phản ứng nâng bậc amin RNH2 + R’I → RNHR’ + HI RNHR’ + R’’I → RNR’R’’ + HI Phản ứng riêng anilin 13 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao - Anilin amin thơm nên không làm đổi màu quỳ tím thành xanh - Anilin tạo kết tủa trắng với dung dịch nước Brom: C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2Br3NH2 + 3HBr => dùng để nhận biết anilin Đốt cháy amin: CxHyNt + (x+y/4) O2  xCO2 + y/2 H2O + t/2N2 Bảo toàn oxi: nO2 = nCO2 + ½ nH2O Bào toàn nito: namin = t/2 nN2 Amin no, đơn chức, hở: namin = (nH2O-nCO2)/1,5 nH2O/ nCO2 > 1,25 => amin no, đơn chức, hở Vamin =VH2O -VCO2 –VN2 namin =nH2O -nCO2 –nN2 - amin không no, liên kết đôi CnH2n+1N VH2O= VCO2 + VN2 nH2O =nCO2 + nN2 V ĐIỀU CHẾ Hiđro hóa hợp chất nitro C6H5NO2 + 6H → C6H5NH2 + 2H2O (Fe/HCl) Dùng kiềm mạnh đẩy amin khỏi muối amoni C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O → Phản ứng dùng để tách anilin khỏi hỗn hợp Thay nguyên tử H NH3 (phản ứng nâng bậc) NH3 + RI → R - NH2 + HI B AMINO AXIT I ĐỊNH NGHĨA-DANH PHÁP 14 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao - Aminoaxit hợp chất hữu tạp chức phân tử có chứa đồng thời nhóm chức: nhóm amino (-NH 2) nhóm cacboxyl (-COOH) - Công thức tổng quát aminoaxit: R(NH2)x(COOH)y CnH2n+2-2k-x-y(NH2)x(COOH)y CxHyOzNt - Amino axit no, nhóm -NH2 nhóm -COOH: CnH2n+1O2N (n≥2) H2N –R-COOH Quan trọng α - aminoaxit (các aminoaxit có nhóm -COOH -NH2 gắn vào nguyên tử C - Cα) - Công thức chung muối amoni: H2N- R- COONH4 H2N- R- COONH3R’ - Công thức chung este amino axit: H2N- R- COOR’’ - Hợp chất nitro R–NO2 a) Tên thay thế: axit + vị trí + amino + tên axit cacboxylic tương ứng b) Tên bán hệ thống: axit + vị trí chữ Hi Lạp (α, β, γ, δ, ε, ω) + amino + tên thông thường axit cacboxylic tương ứng c) Tên thông thường: amino axit thiên nhiên (α-amino axit) có tên thường CTPT M C2H5NO2 75 C3H7NO2 89 C5H11NO2 Hợp chất H2N–CH2–COOH Tên bán hệ thống Tên thay Tên thường Kí hiệu Axit aminoaxetic axit aminoetanoic glyxin (glicocol) Gly CH3–CH(NH2)–COOH axit -aminopropionic axit 2-aminopropanoic Alanin Ala 117 (CH3)2CH CH(NH2)COOH Axit aminoisovaleric valin Val C6H13NO2 131 H2N–[CH2]5–COOH axit ε-aminocaproic Axit 6-aminohexanoic C5H9NO4 147 HOOC–[CH2]2– CH(NH2)–COOH Axit aminoglutaric axit 2-aminopentanđioic Axit glutamic Glu 15 α- axit 2-amino-3metylbtanoic Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao C7H15NO2 145 H2N–[CH2]6–COOH axit ω-aminoenantoic Axit 7-aminopentanoic C6H14N2O2 146 H2N–[CH2]4–CH(NH2) -COOH Axit 2,6diaminohexanoic axit α ,ɛ-diaminocaproic Lysin Amino axit có đồng phân với nhóm chức este (H2N-R-COOR’) muối amoni (RCOONH3R’’) C2H5O2N: có đồng phân axit C3H7O2N: có đồng phân axit + đồng phân este + đồng phân muối C4H9O2N: có đồng phân axit + đồng phân este + đồng phân muối II TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Chất rắn, dạng tinh thể, không màu, vị - Nhiệt độ nóng chảy cao, dễ tan nước III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Sự phân li dung dịch H2N-CH2-COOH ↔ H3N+-CH2-COO(ion lưỡng cực) Aminoaxit có tính lưỡng tính a Tính axit NH2-CH2-COOH + KOH → NH2-CH2-COOK + H2O R(NH2)x(COOH)y +yNaOH  R(NH2)x(COONa)y + yH2O  y= số nhóm chức axit = nNaOH/nX Chú ý sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giải tập b Tính bazơ NH2-CH2-COOH + HCl → ClNH3 - CH2 - COOH R(NH2)x(COOH)y + xHCl  R(ClNH3)x(COOH)y 16 Lys Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao  x= số nhóm chức bazo –NH2 = nHCl/nX Phản ứng trùng ngưng aminoaxit nNH2-CH2-COOH → (- NH-CH2-CO-)n + nH2O (H+) - Phản ứng trùng ngưng 6-aminohexanoic (axit ε-aminocaproic) axit 7-aminoheptanoic (axit ω-aminoenantoic) với xác tác tạo thành polime thuộc loại poliamit - Từ n aminoaxit khác tạo thành n! polipeptit chứa n gốc aminoaxit khác nhau; n n polipeptit chứa n gốc aminoaxit Phản ứng với HNO2 HOOC-R-NH2 + HNO2 → HOOC-R-OH + N2 + H2O Phản ứng este hoá NH2-CH2-COOH + ROH → NH2-CH2-COOR + H2O (khí HCl) Chú ý - Aminoaxit có làm đổi màu quỳ tím hay không tùy thuộc vào quan hệ số nhóm COOH số nhóm NH có phân tử aminoaxit: + Nếu phân tử aminoaxit có số nhóm COOH = số nhóm NH2 → aminoaxit không làm đổi màu quỳ tím + Nếu phân tử aminoaxit có số nhóm COOH > số nhóm NH2 → aminoaxit làm đổi màu quỳ tím thành đỏ + Nếu phân tử aminoaxit có số nhóm COOH < số nhóm NH2 → aminoaxit làm đổi màu quỳ tím thành xanh - Các phản ứng muối aminoaxit tác dụng với dung dịch axit dung dịch kiềm NH2-CH2-COOK + 2HCl → NH3Cl-CH2-COOH + KCl NH3Cl-CH2-COOH + 2KOH → NH2-CH2-COOK + KCl + H2O IV ĐIỀU CHẾ Thủy phân protit (-NH-CH2-CO-)n + nH2O → nNH2-CH2-COOH C PEPTIT - PROTEIN 17 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao I PEPTIT Khái niệm - Liên kết nhóm CO với nhóm NH hai đơn vị α - aminoaxit gọi liên kết peptit - Peptit hợp chất chứa từ đến 50 gốc α - aminoaxit liên kết với liên kết peptit Phân loại - Oligopeptit gồm peptit có từ đến 10 gốc α - aminoaxit - Polipeptit gồm peptit có từ 11 đến 50 gốc α - aminoaxit Polipeptit sở tạo nên protein Đồng phân danh pháp -Công thức chung peptit protein: CxHyOzNt -Tạo từ amino axit no có nhóm -NH2 nhóm -COOH: CxHyOzNt (z-t=1) - n-peptit tạo từ n gốc aa no, nhóm NH2 nhóm COOH: CxH2x+2-nNnOn+1 tron n nguyên tử N; (n+1) nguyên tử O; n liên kết π Tính phân tử khối n-peptit -Hệ độ bất bão hòa: (n-1).npeptit = nCO2 - nH2O + nN2 -Số mol O2 cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp aa tạo nên peptit = số mol O cần để đốt cháy hoàn toàn peptit - Sự thay đổi vị trí gốc alpha - aminoaxit tạo nên peptit khác Phân tử có n gốc a - aminoaxit khác có n! đồng phân -Số đồng phân peptit có n gốc amino axit có i cặp giống nhau: n!/2i -Số đồng phân n-peptit tối đa thu từ hỗn hợp chứa x phân tử amino axit khác nhau: xn - Aminoaxit đầu N aminoaxit mà nhóm amin vị trí α chưa tạo liên kết peptit aminoaxit đầu C aminoaxit mà nhóm -COOH chưa tạo liên kết peptit 18 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao - Tên peptit = gốc axyl α-aminoaxit đầu chứa N, α-aminoaxit cuối giữ nguyên tên gọi Ví dụ: Ala - Gly - Lys tên gọi Alanyl Glyxyl Lysin Tính chất hóa học a Phản ứng màu Biure Peptit protein tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch có màu tím đặc trưng Đipeptit phản ứng b Phản ứng thủy phân hoàn toàn tạo a - aminoaxit - Trong môi trường trung tính: n-peptit + (n-1)H2O → aminoaxit - Trong môi trường axit HCl: n-peptit + (n-1)H2O + (n+x) HCl → muối amoniclorua aminoaxit Trong x số mắt xích Lysin n - peptit - Trong môi trường bazơ NaOH: n-peptit + (n+y) NaOH → muối natri aminoaxit + (y +1) H2O với y số mắt xích Glutamic n-peptit Trường hợp thủy phân không hoàn toàn peptit thu hỗn hợp aminoaxit oligopeptit Khi gặp toán dạng sử dụng bảo toàn số mắt xích loại aminoaxit kết hợp với bảo toàn khối lượng II PROTEIN Khái niệm - Protein polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu - Gồm hai loại protein đơn giản protein phức tạp: + Protein đơn giản gồm chuỗi polipeptit + Protein phức tạp chuỗi polipeptit có thành phần phi protein khác Tính chất vật lí Hình sợi: keratin (tóc, móng, sừng), miozin (cơ bắp), fibroin (tơ tằm, mạng nhện) hoàn toàn không tan Hình cầu: anbumin, hemoglobin tan nước tạo dung dịch keo đun nóng gặp hóa chất lạ bị đông tụ 19 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Tính chất hóa học - Phản ứng thủy phân tạo α-aminoaxit không hoàn toàn tạo oligopeptit - Phản ứng màu với HNO3 đặc tạo kết tủa màu vàng, với Cu(OH) có phản ứng màu Biure bị đông tụ đun nóng hay tiếp xúc với axit, bazơ hóa chất lạ Enzim chất hầu hết có chất protein, có khả xúc tác cho trình hóa học, đặc biệt thể sinh vật Đặc điểm xúc tác enzim: nhanh (109 → 1011 lần) chọn lọc a Thủy phân hoàn toàn Khi thủy phân hoàn toàn protein giống thủy phân hoàn toàn peptit b Thủy phân không hoàn toàn III MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ THƯỜNG GẶP Hợp chất nitro (chứa nhóm NO2) a Nitrobenzen: C6H5NO2 b Trinitrobenzen (TNB) hay 1,3,5 - trinitrobenzen: C6H3(NO2)3 c Trinitrotoluen (TNT) hay 2,4,6 - trinitrotoluen: C6H2(NO2)3CH3 d Trinitrophenol (axit picric) hay 2,4,6 - trinitrophenol: C6H2(NO2)3OH e Trinitro glixerin (glixerin trinitrat): C3H5(ONO2)3 f Trinitro xenlulozơ (xenlulozơ trinitrat - thuốc súng không khói): (C6H7O2(ONO2)3)n Các hợp chất nitro điều chế cách cho hỗn hợp HNO + H2SO4 đậm đặc tác dụng với chất tương ứng Các hợp chất nitro thuốc nổ, thuốc súng Muối amoni Muối amoni có loại muối amoni gồm: - Muối amoni amoniac với axit vô NH4Cl, NH4NO3, - Muối amoni amin với axit vô CH3NH3Cl; C6H5NH3Cl; - Muối amoni amoniac với axit hữu CH3COONH4; CH2=CH-COONH4 - Muối amoni amin với axit hữu CH3COONH3CH3; CH2=CH-COONH3C6H5 20 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Các loại muối amoni có phản ứng với dung dịch kiềm tạo thành muối amin amoniac Trường hợp tạo khí mùi khai cần lưu ý amoniac amin khí có mùi khai Nếu muối axit hữu tác dụng với axit mạnh tạo muối axit hữu (có nghĩa chúng chất lưỡng tính) MUỐI CỦA AMINOAXIT Có hai loại muối aminoaxit thường gặp muối aminoaxit với axit vô dạng ClNH 3-R-COOH NH2-RCOONa ClNH3-R-COOH có tính axit NH2-R-COONa có tính bazơ Ngoài gặp muối dạng RCOONH3-R'-COOH có tính lưỡng tính NH2-R-COONa + 2HCl → NH3Cl-R-COOH + NaCl NH3Cl-R-COOH + 2NaOH → NH2-R-COONa + NaCl + H2O ESTE CỦA AMINOAXIT Este aminoaxit có dạng NH2-R-COOR' vừa phản ứng môi trường axit vừa phản ứng môi trường bazơ chất lưỡng tính: NH2-R-COOR' + HCl → NH3Cl-R-COOR' NH2-R-COOR' + NaOH → NH2-R-COONa + R'OH Chương POLIME VẬT LIỆU POLIME I KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP Khái niệm - Là hợp chất hữu có khối lượng phân tử lớn nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với - Công thức tổng quát: (A)n đó: + n: hệ số trùng hợp, hệ số polime hóa, độ polime hóa + A mắt xích - Tên polime = Poli + tên monome Phân loại a Theo nguồn gốc 21 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao - Polime thiên nhiên (có sẵn thiên nhiên: tơ tằm, bông, len, tinh bột, protein, cao su thiên nhiên, xenlulozơ ) - Polime nhân tạo hay bán tổng hợp (nguyên liệu tổng hợp có sẵn tự nhiên: tơ visco, tơ axetat, tơ đồng - amoniac, xenlulozơ trinitrat điều chế từ xenlulozơ) - Polime tổng hợp (nguyên liệu sẵn phải tổng hợp: tơ capron, tơ vinylic, PE, PVC, caosu buna ) b Theo cấu trúc - Mạch thẳng (hầu hết polime) - Mạch nhánh (rezol, amilopectin, glicogen…) - Mạng không gian (rezit hay bakelit, cao su lưu hóa) Chú ý phân biệt mạch polime mạch cacbon c Theo phương pháp điều chế * Polime trùng hợp - Trùng hợp phản ứng cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống tương tự để tạo thành polime - Monome tham gia phản ứng trùng hợp phải có chứa liên kết bội vòng không bền (caprolactam) * Piolime trùng ngưng - Trùng ngưng phản ứng cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống tương tự để tạo thành polime đồng thời có giải phóng phân tử chất vô đơn giản H2O - Điều kiện để monome tham gia phản ứng trùng ngưng: phân tử phải có nhóm chức trở lên có khả tham gia phản ứng: -OH, -COOH, -NH2 (trừ HCHO phenol) II TÍNH CHẤT CỦA POLIME Tính chất vật lý Hầu hết chất rắn, không bay hơi, nhiệt độ nóng chảy xác định, đa số không tan dung môi thường Tính chất hóa học Tham gia phản ứng cắt mạch (n giảm), khâu mạch (n tăng) giữ nguyên mạch III MỘT SỐ POLIME QUAN TRỌNG ĐƯỢC DÙNG LÀM CHẤT DẺO Polietilen (PE) Polipropilen (PP) nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH(CH3)-)n 22 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Polimetylmetacrylat (PMM) nCH2=C(CH3)-COOCH3 → (-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)n Polivinyl clorua (PVC) Polistiren (PS) nCH2=CHCl → (-CH2-CHCl-)n nC6H5-CH=CH2 → (-CH2-CH(C6H5)-)n Nhựa phenolfomanđehit (nhựa bakelit) PPF Gồm ba loại novolac, rezol rezit Chúng ta thường quan tâm đến novolac IV MỘT SỐ LOẠI TƠ TỔNG HỢP THƯỜNG GẶP Nilon-6,6 nH2N-(CH2)6-NH2 + nHOOC-(CH2)4-COOH → (-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-)n + 2nH2O hexametylenđiamin Tơ capron axit ađipic Trùng hợp caprolactam thu tơ capron Tơ enang nH2N-(CH2)6-COOH → (-NH-(CH2)6-CO-)n + nH2O Tơ lapsan nHO-CH2-CH2-OH + nHOOC-C6H4-COOH → -(-O-CH2-CH2-OOC-C6H4-CO-)-n + 2nH2O etilenglicol Tơ nitron hay tơ olon axit terephtalic nCH2=CH-CN → (-CH2-CH(CN)-)n V MỘT SỐ LOẠI CAO SU Cao su BuNa nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n (Na, t0, p) Cao su isopren nCH2=C(CH3)-CH=CH2 → (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n (xt, t0, p) Cao su BuNa – N nCH2=CH-CH=CH2 + nCH2=CH-CN → (-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH(CN)-)n (xt, t0, p) Cao su BuNa – S nCH2=CH-CH=CH2 + nC6H5-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH(C6H5)-)n (xt, t0, p) Cao su cloropren nCH2=CCl-CH=CH2 → (-CH2-CCl=CH-CH2-)n (xt, t0, p) Cao su thiên nhiên (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n VI MỘT SỐ LOẠI KEO DÁN Nhựa vá săm 23 Trường THPT Lý thuyết hóa học hữu 12 Nâng Cao Keo epoxi Keo ure-fomandehit nNH2-CO-NH2 + nCH2O → nNH2-CO-NH-CH2OH → -(-NH-CO-NH-CH2-)-n + nH2O Hồ tinh bột 24