Hidrocacbon thom

• Từ bảng 1 cho thấy rằng băng hấp thụ dao động hóa trị của liên kết đôi trong phổ hồng ngoại ở các aken thế đối xứng cũng yếu do cùng một nguyên nhân... b, Dùng làm nguyên liệu tổng hợp

CHÀO MỪNG CÔ GIÁO VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BUỔI THẢO LUẬN HÓA HỮU CƠ

NGÀY HÔM NAY

BÀI THẢO LUẬN:

HÓA HỮU CƠ 1

Nhóm thực hiện: NHÓM 3-PT1Đ13 GVHD:Hoàng Thị Kim Vân

NHÓM 3:

• Lê Ngọc Sơn

• Nguyễn T.Phương Thanh

• Phùng Thị Thanh

• Hà Tiến Thành

• Phạm Phương Thảo

• Nguyễn Thị Thoa

• Đinh Thị Thu

• Sầm Văn Thuộc

• Trần T.Huyền Trang

• Vũ T.Thu Trang

• Trương Thị Tre

• Lê Duy Tùng

• Nông Văn Tưởng

• Lự Thị Vỗn

• Nguyễn Khắc Vỵ

• Phạm Thị Xuân

Nội dung thảo luận

A Vẽ sự tạo thành liên kết cộng hóa trị

Sự hình thành liên kết π trong C6H6

• Liên kết π (1C còn

1AO tham gia xen

phủ bền với nhau tạo

2.Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị của butan 1,3 dien.

C.Ankin & Hidrocacbon thơm

I.Cấu tạo II.Tính chất

vật lý

III.Tính chất hóa học

IV.Phương pháp điều chế

V.Ứng dụng

I.Cấu tạo

Phân tử ankin có 1 liên kết 3 gồm :

+1 liên kết σ ( do hai obitan lai hóa sp tạo nên (

+2 liên kết π ( do bốn obitan p xen phủ nhau (

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

• Các akin tương đối không phân cực.

• Akin gần như không hòa tan trong nước, hầu như tan hoàn toàn trong các dung môi hữu cơ như axeton, ete, metylen clorua, clorofom và các ancol.

• Nhiệt độ sôi,nhiệt độ nóng chảy tăng theo

chiều tăng của khối lượng phân tử.

Tính chất vật lý của một số ankin

Tính chất phổ của ankin

•

-

Các ankin đầu mạch có hai băng hấp thụ

hồng ngoại đặc trưng Một băng của dao động hóa trị ở liên kết ba nằm ở vùng 2250 đến

2100 cm-1 trong khi đó băng của dao động hóa trị liên kết C – H đầu mạch nằm ở 3350 đến

• Băng hấp thụ dao động hóa trị của liên kết ba trong akin giữa mạch nằm ở 2200 đến 2260 cm-1 Băng hấp thụ này thường yếu vì momen lưỡng cực thay đổi ít khi liên kết ba bị kéo căng.

Bảng 1:Nhiệt độ sôi và momen lưỡng cực của một số hidrocacbon

Tên hợp chất Cấu tạo t s, , o C Momen lưỡng cực

Butan CH3CH2CH2CH3 0 0

But-1-en CH2=CHCH2CH3 -6 0,3

But-1-in CH3CH2C≡CH 8,1 0,7

• Từ bảng 1 cho thấy rằng băng hấp thụ

dao động hóa trị của liên kết đôi trong phổ hồng ngoại ở các aken thế đối xứng cũng yếu do cùng một nguyên nhân.

III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Tính axit của ankin

-Các akin đầu mạch(các ankin với liên kết ba ở

đầu mạch cacbon) có tính axit mạnh hơn

nhiều so với các hidrocacbon khác.

-Khi axetilen bị tách đi một proton ta có ion

axetilua,ion này đóng vai trò trung tâm trong hóa học của akin.

-Tính axit do bản chất của liên kết Csp – H

a Phản ứng tạo thành ion axetilua

-Proton axetilenic chỉ bị tách đi bởi bazơ rất mạnh, như tác nhân Grinha hay cơ lithi.

-Các ankin có nối (≡) phân mạch không cho phản ứng.

• 1 Phản ứng cộng

1.a Cộng H2 với xúc tác Ni,t0

+ Cộng liên tiếp theo hai giai đoạn:

1.b Cộng brom, clo

+ Cộng theo hai giai đoạn:

1,2 - đibrometen CHBr=CHBr + Br2 CHBr2-CHBr2 1,1,2,2-tetrabrometan

1.c Cộng HX

(X là OH, Cl, Br, CH3COO…)

phản ứng tuân theo qui tắc Mac-côp-nhi-côp.

+ Cộng liên tiếp theo hai giai đoạn:

Quan trọng là: Phản ứng cộng H2O theo tỉ lệ: 1 : 1

không bền anđehit axetic

1.d Phản ứng đime và trime hoá:

+ Phản ứng đime hoá:

2 Phản ứng oxi hoá

2.a Phản ứng oxi hoá hoàn toàn.

CnH2n-2 + (3n-1(/2 O2  nCO2 + (n-1(H2O

Nhận xét:

nCO2 > nH2O

nCO2 - nH2O= nankin

2.b Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn.

Các ankin dễ làm mất màu dung dịch brom và thuốc tím như các anken

t 0

3 Phản ứng thế bằng ion kim loại

+ Phản ứng thế của ank-1-in với dung dịch AgNO3/

NH 3 giúp phân biệt ank-1-in với các ankin khác.

IV ĐIỀU CHẾ

1 Trong Phòng thí nghiệm

Thủy phân CaC2:

CaC2 +2H2OC2H2+ Ca(OH)2

CaC 2 : đất đèn (canxi cacbua).

2 Trong Công nghiệp

Từ metan

2CH4 C→1500 CLLN0 2H2+ 3H2

xì axetilen- oxi có thể đạt tới nhiệt độ ~ 3000oC

-Nhờ khả năng tỏa sáng khi cháy, axetilen được dùng làm nhiên liệu cho “đèn đất” (dùng đất đèn CaC2)

b, Dùng làm nguyên liệu tổng hợp monome

… Axetinlen được dùng để tổng hợp nhiều

monome trong sản xuất chất dẻo và tơ sợi hóa học như vinyl clorua, acrilonnitrin, vinyl

axetat, akyl vinyl ete,…

Một số ứng dụng làm tơ sợi

c, Dùng làm nguyên liệu tổng hợp hóa chất

ankylaxetilen là những chất dùng vào việc tạo dựng

nên khung cacbon của nhiều hợp chất quan trọng như các axit béo mạch dài,các polien như caroten,squalen,

…

caroten squalen

Hoạt tính sinh học của một số akin

-Các hợp chất có chứa liên kết 3 cacbon –cacbon cũng được tìm thấy trong thiên nhiên Hầu hết đều được

phân lập từ cây cỏ và trong phân tử của chúng, bên cạnh một hay nhiều liên kết ba còn có các nhóm chức khác nữa

-Nhiều akin được tìm thấy trong thiên nhiên có hoạt tính sinh

học Có một số poliaxetilen phân lập từ nguồn gốc thực vật được dùng làm thực phẩm hay làm chất thơm Ví norcapillen có trong cây ngải dấm và falcarinon được phát hiện trong cây carum họ

hoa tán, trong hướng dương và atiso Jerusalem.

cây ngải dấm cây carum

Hướng dương atiso Jerusalem

-Hiện nay người ta cũng chưa biết rõ vai trò của liên kết ba trong mùi thơm của thực phẩm Những chất poliaxetilen khác đều có độc tính Thí dụ chất ichthyotherol có trong dịch chiết của một loài cây được người bản xứ ở lưu vực Amazon dùng tẩm tên độc Chất này có tác dụng gây co giật ở động vật có vú.

-Một số poliaxetilen lại có ích, thí dụ akinyl xeton như capillin chẳng hạn có tác dụng chống nấm da.

CH3C= C C =C C =C C C

H3C O

HO H

Ichthyotherol

CH3C=C C = C C O

Capillin

capillin

-Người ta cũng gặp một số hợp chất axetilen có hoạt

tính giống như hoocmon (nội tiết tố) của người, như chất 17-etinylestradiol chẳng hạn, được dùng làm

thuốc kiểm soát sinh đẻ theo kế hoạch Nó được làm thuốc tránh thai thay thế cho hoocmon có trong thiên nhiên, bởi vì nó có hiệu lực hơn trong ngừa thai và do

đó có thể dùng với liều lượng nhỏ hơn

C= CH

H3C OH

HO

17-etinylestradiol

chất 17-etinylestradiol

Bezyl được hình thành như một hợp chất trung gian trong một số phản ứng ở các dẫn xuất của bezen.Tuy người ta chưa phân lập được dihidrobezen, nhưng sự xuất hiện của nó có thể được

chứng minh nhờ một số chuyển hóa Thí dụ, khi cho

o-bromflobezen tác dụng với Mg và với sự có mặt của một dien

hoạt động như một xiclohexa-1,3-dien chẳng hạn thì sản phẩm trung gian bezyn có thể được “bắt lấy”.

• Do có sức căng Bayơ , bezyn là một đienophin khá

tốt và khi có mặt của đien liên hợp sẽ xảy ra phản ứng cộng hợp đóng vòng Đinxơ- Anđơ

• Ngoài phương pháp chứng minh sự xuất hiện của

bezyn bằng cách “bắt lấy” như trên người ta còn dùng

cả phương pháp quang phổ

IV.Phương pháp điều chế

V.Ứng dụng

I CẤU TẠO CỦA BENZEN

1 Theo August Kekulé

• Năm 1958, benzen có cấu trúc tương tự

6C nằm trong cùng một mặt phẳng, ở trạng thái lai hoá sp 2

3 TÍNH THƠM

• Hydrocarbon thơm (aren): hợp chất vòng liên hợp có cấu tạo phẳng,

có cấu tạo điện tử giống bezen, khó cho phản ứng cộng, dễ cho phản ứng thế

• Aren thường là vòng 5, 6, 7 cạnh, có hệ điện tử π liên hợp, số điện tử

π tuân theo quy tắc Hükel: 4n + 2 (n = 0,1,2,3,…, thông thường là số vòng)

benzen antraxen

5 điện tử π → không có tính thơm

2 điện tử π → không có tính thơm

7 điện tử π → không có tính thơm

8 điện tử π → không có tính thơm

6 điện tử π (đôi điện tử p tham gia hệ liên hợp(→ có tính thơm

a Dẫn xuất của benzen

• Khi một trong 2 nhóm thế tạo thành một dẫn xuất có tên riêng thì dẫn xuất 2 lần thế của benzen được xem là dẫn xuất của chất có tên riêng đó

• Ngược lại, hợp chất đó được xem là dẫn xuất 2 lần thế của benzen

• Nếu 2 nhóm thế giống nhau thì gọi theo tên dẫn xuất của benzen

6 7 8

9 10

II TÍNH CHẤT VẬT LÝ

• Benzen và phần lớn các đồng đẳng là chất lỏng, không màu, có mùi đặc biệt

• Nhẹ và không tan trong nước nhưng tan trong các hidrocacbon khác và nhiều dung môi hữu

cơ

• Nhiệt độ sôi của aren cao hơn akan tương ứng Nhiệt độ sôi của các đồng phân cũng rất khác nhau, đồng phân nhiều gốc hơn sôi ở nhiệt độ cao hơn đồng phân ít gốc hơn; đồng phân octo sôi cao hơn đồng phân para…

Tính chất phổ của bezen

• Phổ hấp thụ của bezen tương đối phức tạp Trong phổ

tử ngoại, bezen thể hiện ba dải hấp thụ đặc trưng: dải rất mạnh (184nm(, dải mạnh vừa (204nm(, dải có cường

độ thấp ở 254nm Cả ba dải này hấp thụ đều liên quan đến sự chuyển mức π  π * Dải ở 184nm ở vùng khó

đo Các dải hấp thụ này sẽ chuyên về phía sóng dài hơn nếu hệ liên hợp của vòng được mở rộng thêm khi có các nhóm thế không no như -CH = CH2, -CH = O,… hoặc

các nhóm thế có cặp electron có thể liên hợp với vòng bezen như :

• Sự có mặt của nhóm phenyl có thể nhận biết từ phổ hồng ngoại với dao động của vòng xuất hiện ở vùng

1500 cm-1-1600cm-1 Dao động hóa trị của liên kết

=C-H xuất hiện ở khoảng 3000 cm-1 Dựa vào vị trí của các dải khác, đặc biệt trong vùng dưới 900cm-1, giữa

950 và 1225 cm-1 cũng như giữa 1800 và 2000cm-1 có thể nhận biết được số lượng và vị trí các nhóm thế ở vòng

• Trong phổ cộng hưởng từ proton, độ chuyển dịch hóa học của proton ở khoảng 7-8 ppm Các giá trị này

thay đổi khi trong vòng bezen có nhóm thế Proton của nhân thơm hấp thụ ở 7,2, còn proton của nhóm metyl có giá trị nhỏ hơn, hấp thụ ở 2,3

III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Phản ứng thế ái điện tử

Xúc tác: H2SO4, H3PO4, HF …, Lewis axit: FeCl3, AlCl3, ZnCl2…

Phản ứng theo cơ chế ái điện tử lưỡng phân tử

Nhóm thế đẩy điện tử làm tăng tốc độ phản ứng (alkyl, -NR2, -OH, -OCH3, anion…( Nhóm thế hút điện tử làm giảm tốc độ phản ứng (-NO2, -CN, -CHO, -COR, -COCl, -COOH, cation …(

Tính chọn lựa, quy luật thế

NO 2

Cl Cl

+ HBr +FeBr3

b, Phản ứng nitro hóa

• Tác nhân nitro hoá chủ yếu: HNO3đđ (chậm(, HNO3/H2SO4

• Nitro hoá 1 lần: 50-60°C, 2 lần (m-(: 70-80°C

Nitro hoá 3 lần: phải đi từ toluen

• Nitro hoá phenol: chỉ cần dùng mỗi HNO3 loãng do ảnh hưởng của nhóm tăng hoạt –OH

c, Phản ứng sunfo hoá

• H của nhân thơm được thay bằng nhóm –SO3H

• Tác nhân sulfo hoá: H2SO4đđ, oleum (SO3 trong H2SO4) hoặc Cl-SO2OH

• Tác nhân ái điện tử có thể là SO3 hay HOSO2+

• Thế 1 lần: oleum chứa 5-8% SO3 ở nhiệt độ thường hoặc

• Nhóm –SO3H dễ bị tách ra khỏ nhân thơm (đun với dd H2SO450-60%), dễ bị thay thế bởi nhóm -NO2

d, Phản ứng halogen hoá

• Xúc tác: AlCl3, FeBr3, ZnCl2 …

• Flo hoá: mãnh liệt, đứt mạch

→ ít sử dụng

• Iot hoá: thuận nghịch

(do HI sinh ra có tính khử), để điều chế C6H5I cần dùng đến hỗn hợp I2 và HNO3đđ

e, Phản ứng alkyl hoá Friedel-Crafts (S E )

a/ Alkyl hoá với R-X:

• Xt là axit Lewis (AlCl3, FeBr3, …)

b/ Alkyl hoá với alken

• Xt là axit Lewis, hay các axit vô cơ (HF, H3PO4, …)

c/ Alkyl hoá với rượu

• Xt là axit Lewis hay axit vô cơ

d/ Các điểm lưu ý của phản ứng ankyl hoá Friedel-Crafts

• C6H5-X không thể tạo tác nhân ái điện tử

• Tốc độ phản ứng alkyl hoá của R-X tỷ lệ thuận với độ bền carbocation:

Bậc 1 < bậc 2 < bậc 3 < dẫn xuất bezyl hay allyl

• Thường thu sản phẩm polyalkyl → dùng dư aren ban đầu

• Nhân thơm có nhóm thế hút điện tử mạnh hơn dãy halogen không tham gia phản ứng alkyl hoá (-NO2, -COOH, -CHO, -CN, -SO3H, -COCH3, -COOCH3, …)

• Carbocation có sự chuyển vị ở nhiệt độ cao

• Alkyl hoá phenol không dùng AlCl3 (tạo phức phối trí với -OH), phải dùng H2SO4, H3PO4

Sản phẩm có thể bị đồng phân hoá hay dị hoá khi dư xt

f, Phản ứng acyl hoá Friedel-Crafts

• Không có sự chuyển vị do acyl cation RC + =O → RC O + bền

→ điều chế alkylbenzen bậc 1, monoalkyl

• Khả năng phản ứng: RCOI > RCOBr > RCOCl > RCOF

• HCOCl không bền → dùng CO/HCl/AlCl3 (hoặc HCN/HCl/ AlCl3 rồi thủy phân trong môi trường axit yếu) => formyl hóa

• Nhóm thế phản hoạt hoá không thuận lợi cho phản ứng

3 Phản ứng thế ái nhân vào vòng thơm

• Vòng thơm giàu điện tử → SN của bezen hay dẫn xuất rất khó xảy ra

• Trường hợp đặc biệt: nhóm thế thứ 2 hút điện tử mạnh

(-NO2, -CN, -CHO, -COR, …) và ở vị trí o-, p- → thế ái nhân của nhóm thế 1 có thể xảy ra

Cơ chế thế ái nhân lưỡng phân tử

Các muối diazonium của aren có khả năng cho phản ứng thế ái nhân đơn phân tử

4 Halogen hoá mạch nhánh của aren

• Nhiệt độ cao, ánh sáng hay peroxit: thế vào nhánh theo SR

• Có thể hình thành sản phẩm thế nhiều lần

• Khả năng halogen hoá: benzyl> gốc bậc 3 >

bậc 2 > bậc 1>CH3 > gốc vinyl

5 Phản ứng oxy hoá

• Nhân thơm thường trơ với tác nhân oxy hoá kể cả KMnO4, K2Cr2O7

• Chỉ xảy ra trong những điều kiện đặc biệt

• Nhánh alkyl của vòng thơm rất dễ bị oxy hoá bởi

• Gốc alkyl mạch dài sẽ bị cắt mạch tạo –COOH

• Nếu không có H, benzyl không phản ứng

IV PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ

1 Chưng cất muối của benzoic acid

2 Từ axetylen

3 Đóng vòng và dehydro hoá phân đoạn dầu mỏ

4 Dehydro hoá xycloankan

450-550°C

Pd/Pt

300 o C

VII.Ứng dụng

• Bezen là 1 trong những nguyên liệu quan trọng nhất của công nghiệp hóa hữu cơ Nó được dùng nhiều nhất để tổng hợp các monome để sản xuất polime ( chất dẻo cao

su,tơ sợi…(

Sản xuất các polime như nhựa PS…dùng để chế tạo các dụng cụ văn phòng, đồ dùng gia đình như:

• Toluen được dùng để sản xuất thuốc nổ

TNT

• Bezen; toluen và các xilen còn được dùng nhiều làm dung môi.

Stiren là monome để sản xuất polime

(polistiren;cao su buna-S…(

+Sản xuất cao su buna-S dùng để chế tạo săm lốp có tính cơ học cao

• Naphtalen là nguyên liệu để sản xuất

THE END

Xin chân thành cám ơn cô giáo và các bạn đã lắng nghe bài thảo luận của

nhóm 3