3/2008 1 Ch¬ng 7:hidrocacbon th¬m,nguån Ch¬ng 7:hidrocacbon th¬m,nguån hidrocacbon thiªn nhiªn,hÖ thèng ho¸ hidrocacbon thiªn nhiªn,hÖ thèng ho¸ vÒ hi®rocacbon vÒ hi®rocacbon 3/2008 2 Bµi 35: Bµi 35: benzen vµ ®ång ®¼ng, benzen vµ ®ång ®¼ng, Mét sè hi®rocacbon th¬m kh¸c Mét sè hi®rocacbon th¬m kh¸c 3/2008 3 A.Benzen vµ ®ång ®¼ng A.Benzen vµ ®ång ®¼ng I-®ång ®¼ng,®ång ph©n,danh ph¸p,cÊu I-®ång ®¼ng,®ång ph©n,danh ph¸p,cÊu t¹o t¹o 1.d·y ®ång ®¼ng cña benzen 1.d·y ®ång ®¼ng cña benzen C¸c chÊt: C¸c chÊt: C C 6 6 H H 6 6 ,C ,C 7 7 H H 8 8 ,C ,C 8 8 H H 10 10 , . , . tõ C tõ C 6 6 H H 6 6 theo kh¸i niÖm ®ång ®¼ng theo kh¸i niÖm ®ång ®¼ng C C 6 6 H H 6 6 (CH (CH 2 2 ) ) k k → → C C 6+k 6+k H H 6+2k 6+2k ®Æt 6+k=n(n ®Æt 6+k=n(n ≥ ≥ 6) 6) 3/2008 4 Vậy công thức tổng quát chung của dãy đồng đẳng Benzen: Vậy công thức tổng quát chung của dãy đồng đẳng Benzen: C C n n H H 2n-6 2n-6 (n (n 6) 6) Các chất có công thức như trên được gọi là Các chất có công thức như trên được gọi là hidrocacbon thơm(AREN) hidrocacbon thơm(AREN) 2.Đồng phân,danh pháp 2.Đồng phân,danh pháp 3/2008 5 C«ng C«ng thøc thøc Ph©n tö Ph©n tö C«ng thøc cÊu C«ng thøc cÊu t¹o t¹o Tªn th«ng Tªn th«ng thêng thêng Tªn thay thÕ Tªn thay thÕ T T nc. nc. 0 0 C C T T s. s. 0 0 C C C C 6 6 H H 6 6 benzen benzen benzen benzen 5,5 5,5 80 80 C C 7 7 H H 8 8 toluen toluen Metyl benzen Metyl benzen -95,0 -95,0 111 111 etylbenzen etylbenzen -95,0 -95,0 136 136 O-xilen O-xilen (1) (1) 1,2-dimetylbenzen 1,2-dimetylbenzen (0-®imetylbenzen) (0-®imetylbenzen) -25,2 -25,2 144 144 C C 8 8 H H 10 10 m-xilen m-xilen 1,3-®imetylbenzen 1,3-®imetylbenzen (m-®imetylbenzen) (m-®imetylbenzen) -47,9 -47,9 139 139 P-xilen P-xilen 1,4-®imetylbenzen 1,4-®imetylbenzen (p-®imetylbenzen) (p-®imetylbenzen) 13,2 13,2 138 138 CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 3/2008 6 Ankylbenzen có các đồng phân về: Ankylbenzen có các đồng phân về: -vị trí tương đối của các nhóm ankyl xung quanh vòng -vị trí tương đối của các nhóm ankyl xung quanh vòng benzen benzen -cấu tạo mạch C của nhánh. -cấu tạo mạch C của nhánh. + Tên hệ thống của benzen được gọi bằng + Tên hệ thống của benzen được gọi bằng cách gọi tên các cách gọi tên các nhóm ankyl+benzen. nhóm ankyl+benzen. + khi vòng benzen có 2 hay nhiều nhóm + khi vòng benzen có 2 hay nhiều nhóm ankyl thì chỉ rõ vị trí các nhóm ankyl trong vòng ankyl thì chỉ rõ vị trí các nhóm ankyl trong vòng benzen benzen 3/2008 7 C¸ch ®¸nh sè c¸c nguyªn tö C trong vßng benzen sao C¸ch ®¸nh sè c¸c nguyªn tö C trong vßng benzen sao cho tæng chØ sè trong tªn gäi lµ nhá nhÊt. cho tæng chØ sè trong tªn gäi lµ nhá nhÊt. VD VD : : CH 3 CH 3 1 2 3 4 5 6 1,2,4-trimetylbenzen 1,4,6-trimetylbenzen CH 3 1 6 5 4 3 2 CH 3 3/2008 8 + + nếu vòng benzen có 2 nhóm ankyl ở vị trí: nếu vòng benzen có 2 nhóm ankyl ở vị trí: 1,2 gọi là ortho-kí hiệu(o-). 1,2 gọi là ortho-kí hiệu(o-). 1,3 gọi là vị trí meta-kí hiệu(m-). 1,3 gọi là vị trí meta-kí hiệu(m-). 1,4 gọi là vị trí para-kí hiệu(p-) 1,4 gọi là vị trí para-kí hiệu(p-) 3.Cấu tạo 3.Cấu tạo Mô hình phân tử benzen -dạng đặc(a) -dạng rỗng(b) Xem hinh Kekule-người tìm ra công thức cấu tạo của benzen 3/2008 9 NhËn xÐt: NhËn xÐt: Ph©n tö benzen: Ph©n tö benzen: -cã 3 liªn kÕt ®«i liªn hîp khÐp kÝn trong vßng benzen. -cã 3 liªn kÕt ®«i liªn hîp khÐp kÝn trong vßng benzen. -khung C lµ mét h×nh lôc gi¸c ®Òu -khung C lµ mét h×nh lôc gi¸c ®Òu Cã 2 c¸ch biÓu diÔn benzen ®Òu ®îc: Cã 2 c¸ch biÓu diÔn benzen ®Òu ®îc: 3/2008 10 II. II. tính chất vật lí tính chất vật lí +benzen và đồng đẳng là chất lỏng có t +benzen và đồng đẳng là chất lỏng có t 0 0 s s tăng dần,t tăng dần,t o o nc nc giảm dần và có sự bất thường ở p-xilen,m-xilen,o-xilen. giảm dần và có sự bất thường ở p-xilen,m-xilen,o-xilen. +benzen không màu,có mùi thơm,không tan trong +benzen không màu,có mùi thơm,không tan trong nước,có khả năng hoà tan nhiều chất hữu cơ. nước,có khả năng hoà tan nhiều chất hữu cơ. III.tính chất hoá học III.tính chất hoá học các hidrocacbon thơm có hai trung tâm phản ứng là: các hidrocacbon thơm có hai trung tâm phản ứng là: +nhân benzen. +nhân benzen. +mạch nhánh +mạch nhánh khả năng phản ứng của ankylbenzen là khả năng phản ứng của ankylbenzen là +phản ứng thế +phản ứng thế +phản ứng cộng +phản ứng cộng +phản ứng oxi hoá +phản ứng oxi hoá [...]... nitiric NO2 + HNO3đặc H2SO4đặc + H2 O Nitrobenzen 3/2008 14 Các ankylbenzen khác chủ yếu cho sản phẩm thế vào vị trí ortho và para so với ankyl CH VD: 3 CH3 NO2 58% ` HNO3 đặc,H2SO4đặc -H2O CH3 2-nitorotoluen (o-nitrotoluen) 42% 4nitorotoluen (p-nitrotoluen) NO2 3/2008 15 Quy tắc thế:các ankylbenzen dễ tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzen hơn benzen và sự ưu tiên vị trí ortho và para so... ứng thế a) thế nguyên tử H của vòng benzen Phản ứng với halogen Br + Br2 3/2008 Bột Fe + HBr 11 xem 3/2008 12 Với ankylbenzen hỗn hợp sản phẩm thế chủ yếu vào vị trí para và ortho so với nhóm ankyl: VD: CH 3 Br CH3 (41%) 2-brômtluoe(obromtuloen) Br2,Fe -HBr CH3 (59%) 4-brômtluoe(pbromtuloen) Br 3/2008 13 III.tính chất hoá học 1.phản ứng thế a) thế nguyên tử H của vòng benzen Phản ứng với halogen phản... dễ tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzen hơn benzen và sự ưu tiên vị trí ortho và para so với nhóm ankyl 1.phản ứng thế a) thế nguyên tử H của vòng benzen b) thế nguyên tử H của mạch nhánh Khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ thì ankylbenzen phản ứng với Br2 xảy ra ở gốc ankyl tương tự ankan,phương trình hoá học: CH CH2Br 3 ánh sáng + Br2 3/2008 + HBr benzylbromua 16 III.tính chất hoá học 1.phản... 3.phản ứng oxi hoá a) phản ứng oxi hoá không hoàn toàn xem 3/2008 19 chỉ có toluen phản ứng với KMnO4 khi đun nóng COOK CH3 +2KMnO4 to +2MnO2+KOH+H2O kalibenzoat Nhận xét: -benzen không tác dụng với KMnO4 ngay cả khi đun nóng -các ankylbenzen chỉ phản ứng với KMnO4 khi đun nóng,tạo ra sản phẩm axit thơm 3/2008 20 Các đồng đẳng có mạch nhánh nhiều C khi bị oxi hoá bởi dung dịch KMnO4 có axit làm môi trường... 2.phản ứng cộng 3.phản ứng oxi hoá a) phản ứng oxi hoá không hoàn toàn b)phản ứng oxi hoá hoàn toàn t 2C6H6 +15O212CO2 +6H2O Phương trình tổng quát: t 2CnH2n-6 +(3n-3)O22nCO2+(2n-6)H2O 0 0 3/2008 22 -Benzen và đồng đẳng tương đối dễ tham gia phản ứng thế hơn so với phản ứng cộng - bền với các chất oxi hoá đó là tính chất hoá học đặc trưng của hidrocacbon thơm (gọi là tính thơm) 3/2008 23 IV)điều chế: . 6 H H 6 6 benzen benzen benzen benzen 5,5 5,5 80 80 C C 7 7 H H 8 8 toluen toluen Metyl benzen Metyl benzen -95,0 -95,0 111 111 etylbenzen etylbenzen -95,0. 1,2-dimetylbenzen 1,2-dimetylbenzen (0-®imetylbenzen) (0-®imetylbenzen) -25,2 -25,2 144 144 C C 8 8 H H 10 10 m-xilen m-xilen 1,3-®imetylbenzen 1,3-®imetylbenzen