Bài 3: Hydrocarbon

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ Bài 3: Hydrocarbon TS ĐẶNG THỊ HÀ leha1645@yahoo.com Phần Ankan Dãy đồng đẳng metan: tự học Đồng phân: tự học Danh pháp: tự học Phương pháp điều chế Tính chất vật lý: tự học Tính chất hóa học Phương pháp điều chế Ankan 3.1 Phương pháp giữ nguyên mạch carbon Chất đầu: dẫn xuất khác hydrocarbon dẫn xuất halogen, alcol, axit… Tác nhân phản ứng : axit HI HCl Ankan Xúc tác: T˚ (180200˚C), P đỏ hay Zn Phương pháp điều chế Ankan 3.1 Phương pháp giữ nguyên mạch carbon Ví dụ: T˚ CH3-CH2-CH2-CH2OH + 2HI  CH3-CH2-CH2-CH3 Cơ chế p/ư có nhiệt độ? + H2O + I2 -Khi có mặt thêm P đỏ, chế thay đổi nào? T CH3-CH2-CH2-CH2Cl+ HCl + Zn CH3-CH2-CH2-CH3 + ZnCl2 T CH3-CH2-CH2-COOH+ HI  CH3-CH2-CH2-CH3 + H2O + I2 Phương pháp điều chế Ankan 3.2 Phương pháp Khử hydrocarbon chưa no Tác nhân p/ư: H2, acide (HI, HCl) Chất đầu: hydrocarbon chưa no Ankan Xúc tác: T˚, kim loại Ni, Pt, Pd… Phương pháp điều chế Ankan 3.3 Phương pháp tăng mạch carbon 3.3.1 Tổng hợp Hydrocarbon từ CO Hydro (Fischer-Strop) CO + H2  CnH2n+2 + H2O Co- chất mang Xt CO + H2  CnH2n+2 + CO2 Xt CnH2n+2 + H2O CnH2n + H2O Fe CnH2n+2 + CO2 CnH2n + CO2 CO + H2O  C H OH n 2n+1 CnH2n+1CHO Xúc tác: Co, Fe, Ni …Đây trình tỏa nhiệt CO2 + H2  CnH2n+1OH CnH2n+1CHO 3.3.2 Tổng hợp từ dẫn xuất halogen Na kim loại (Wurtz) 2R – X + 2Na  R-R + 2NaX R-R R - X + Na + R’ - X  R’ – R’ + NaX R – R’ Cơ chế phản ứng: theo chế gốc tự Ví dụ: C2H5 – CH3 C2H5I + CH3Cl + Na  CH3 - CH3 + NaCl + NaI C2H5 – C2H5 3.3.3 Điện phân dung dịch muối acid (Kolbe) [R-COO]- Na+ +e -e Ở Anot R-COO● R● + CO2 Ở Cathot Na● H2O NaOH + H2 R-R (sp chính) + R (ankan) + R (anken) Ví dụ: Điện phân dung dịch muối natri acid axetic  êtan 3.3.4 Phản ứng cộng điankylcuprat liti (Corey - House) R2CuLi + R’X  R-R’ + R-Cu + LiX Phản ứng xảy qua giai đoạn sau: Li + R’X  R-Li + LiX R-Li + CuX  R2Cu+LiR2CuLi + R’X  R-R’ + R-Cu + LiX Xúc tác p/ư: ete 20 độ C Phương pháp điều chế Ankan 3.4 Phương pháp giảm mạch carbon T˚ R-COONa + NaOH  R-H + Na2CO3 Trong PTN, metan điều chế cách nhiệt phân muối acetate kim loại kiềm Dãy đồng đẳng metan: tự học Đồng phân: tự học Danh pháp: tự học Phương pháp điều chế 1-Phản ứng thuộc liên kết C-H Tính chất vật lý: tự học Tính chất hóa học 2-Phản ứng thuộc liên kết C-C - Phản ứng thuộc liên kết C-H: Phản ứng Tác dụng với halogen: - Điều kiện phản ứng: nhiệt độ cao >320˚ ánh sáng tím hỗn hợp sản phẩm dẫn suất halogen ankan - Cơ chế phản ứng : gốc tự T˚ a/s Gđ 1: X2 ●  Gđ 2: X + R-H ● 2X●  HX + R ● Gđ 3: R + X-X  R-X + X Gđ 4: X● + X●  X-X ● - Khả phản ứng halogen: F2 > Cl2 > Br2 > I2 - Khả p/ư nguyên tử carbon: bậc 3> bậc 2> bậc Viết chế p/ư, cho biết sản phẩm chính, phụ: CH3-CH2-CH3 + Cl2 Tác dụng với axit HNO3 H2SO4: Cơ chế gốc R-H + HNO3 R-H + H2SO4 T˚ cao R-NO2 + H2O  T˚ cao  R-SO3H + H2O Tác dụng với SO2 +O2 SO2 + Cl2: Ánh sáng/peoxit R-H + SO2 + Cl2  R-SO2-Cl + R- Cl + HCl Gđ 1: Cl2  2Cl● P/ư để tổng hợp ● ● chất tẩy rửa  Gđ 2: Cl + R-H  HCl + R dùng dư SO2 ● ● Gđ 3: R + SO2  R-SO2 Gđ 4: R-SO2● + Cl2  R-SO2-Cl + Cl● R● + Cl●  R-Cl Ánh sáng, 45˚C R-H + SO2 + O2  R-SO3-H - Phản ứng thuộc liên kết C-C P/ư đốt cháy oxy hóa: - Trong điều kiện dư đủ oxy:  oxy hóa hoàn toàn tạo CO2+ H2O - Trong điều kiện thiếu oxy  oxy hóa không hoàn toàn, sản phẩm tạo hỗn hợp sản phẩm dẫn suất oxy hydrocarbon, chế phản ứng chế gốc Tia lửa t˚ cao ● ● Gđ khơi mào: R-H  R + H ● ● Gđ p/ư: R + O2  R-OO H● + R-OO●  R-OOH ● ● R-OOH  OH + RO ● ● OH + H  H2O ● ● RO + H  R-OH - Trong điều kiện nhiệt độ cao xúc tác muối coban mangan acetate, ankan bị oxy hóa oxy không khí tạo thành hỗn hợp sản phẩm axit ankanoic Cơ chế phản ứng: Xúc tác R-CH2-CH2-R’  R-CH2● + R’CH2● R-CH2● + O2  R-CH2-OO● ● RCH2-OO  R-COOH + H2O R’-CH2● + O2  R’-CH2-OO● ● R’CH2-OO  R’-COOH + H2O P/ư cracking: nhiệt, xúc tác, nước… P/ư cracking nhiệt: theo chế gốc  thu hỗn hợp hydrocacbon mạch ngắn Ví dụ: cracking n-pentan hydro, metan, etan, eten, propan, propen… P/ư reforming xúc tác: - Khử Hydro vòng hóa - Đồng phân hóa ankan mạch thẳng tạo ankan mạch nhánh có số octan cao hơn…