QUY LUẬT THẾ vào VÒNG BENZEN ĐĂNG tạp CHÍ

QUY LUẬT THẾ VÀO VÒNG BENZEN ÔN THI ĐẠI HỌC Tác giả: Trần Văn Hiền (Hiền Pharmacist) – Khoa Dược – Đại học Y Dược Huế Địa chỉ: Số – Kiệt 29 – Hàm Nghi – Tp Huế DĐ: 01642689747 ĐẠI CƯƠNG: Nhân benzen nhân thơm bền vững nhờ có liên hợp electron π, tạo nên hệ liên hợp kín, có lượng bền vững gọi “năng lượng thơm” Do tính chất nhân benzen dễ thế, khó cộng bền với tác nhân oxi hóa, nhân benzen bị oxi hóa pha khí oxi có xúc tác V 2O5 Vòng benzen hệ giàu điện tử với điện tử π tham gia liên hợp, nguyên tử cacbon lai hóa sp2 Do tác nhân dương công vào nhân thơm Vậy yếu tố làm tăng mật độ electron nhân benzen làm cho phản ứng (SE) xảy dễ dàng Ví dụ: Toluen tham gia phản với brom có mặt bột sắt dễ so với benzen Phản ứng nhân benzen xảy theo chế electrophile (S E) tác nhân công vào vòng benzen tác nhân dương như: Br+, NO2+, CH3+,.v v nhân benzen nhân giàu điện tử Ngoài ra, benzen tham gia phản ứng cộng theo chế gốc (AR) với clo (hoặc brom) có ánh sáng khuếch tán tạo hợp chất C6H6Cl6 Ở phân tử benzen, mật độ ectron đỉnh cacbon nhau, nhân có nhóm hút đẩy điện tử làm thay đổi mật độ electron đỉnh nhân benzen, tăng giảm tùy thuộc vào chất nhóm QUY LUẬT THẾ: + Đối với nhóm no (không chứa liên kết π) đẩy electron như: Các nhóm ankyl ( -CH3, -C2H5, v v ) , nhóm như: -OH (hidroxy), -O-CH3 (metoxy), -NH2, -N(CH3)2 phản ứng vào nhân dễ dàng so với benzen nhóm đẩy electron vào nhân thơm, làm tăng mật độ electron tất đỉnh vòng thơm, cao vị trí ortho para Và sản phẩm định hướng vào vị trí ortho para Trên nhân nhiều nhóm đẩy electron dễ thế.Ta gọi nhóm nhóm định hướng ortho, para + Đối với nhóm chưa no(chứa liên kết π ) hút electron như: -NO2, -CHO, -COOH, -COCH3 (acetyl),v v Thì phản ứng vào nhân xảy khó benzen định hướng vào vị trí meta sản phẩm Do nhóm hút electron, làm giảm mật độ electron nhân benzen, khó khăn benzen Trên nhân nhiều nhóm hút electron khó Ta gọi nhóm nhóm định hướng meta Đặc biệt ý: Đối với nhóm halogen: -Cl, -Br,.v v Thì phản ứng vào nhân khó so với benzen định hướng vào vị trí ortho, para Đối với nhóm vinyl: -CH=CH2, định hướng vào vị trí ortho – para nhóm chưa no (Do hiệu ứng liên hợp +C) Mở rộng: Khi nhân chứa đồng thời nhóm đẩy electron, nhóm định vị trí nhóm đôi electron chưa liên kết như: -NH2, -OH, -O-CH3, v v (Thế vào ortho – para) Khi nhân chứa đồng thời nhóm có nhóm hút, nhóm đẩy nhóm đẩy định vị trí Các nhóm có đôi electron chưa liên kết nằm nhân làm màu Br2/H2O như: Anilin (C6H5-NH2), C6H5-OH, C6H5-O-CH3, v v Một số tác nhân vào nhân benzen: Br2/Fe , Br2/FeBr3, R-X (X halogen) R- vào nhân Ví dụ: C6H6 + Br2/Fe → C6H5-Br + HBr ( Fe chất xúc tác) C6H6 + C2H5Cl/ AlCl3 → C6H5-C2H5 + HCl C6H6 + H2SO4 đậm đặc, nóng → C6H5-SO3H + H2O C6H6 + HNO3 đặc/H2SO4 đặc → C6H5-NO2 + H2O C6H6 + CH3-COCl /AlCl3 → CH3CO-C6H5 + HCl BÀI TẬP VẬN DỤNG: Bài 1: Cho chất sau: Nitrobenzen, clobenzen, o-crezol, anilin, toluen, cumen, naphtalen, metoxybenzen Số chất tác dụng với HNO3 đặc/H2SO4 đặc dễ so với benzen là: A B C.5 D Hướng dẫn: Các chất: o-crezol, anilin, toluen, cumen, naphtalen, metoxybenzen tác dụng với HNO đặc/H2SO4 đặc dễ so với benzen mật độ điện tử nhân benzen tăng cường nhóm Đáp án: D Bài 2: (Trích “Đề thi thử Đại học lần III – Giải Đáp Hóa Học”) Từ toluen điều chế axit 2-brom-4-nitro benzoic (Z) theo phương pháp sau đây: HNO3 / H SO4 KMnO4 / H + Br2 ( Fe ) toluen  → X → Y  →Z A HNO3 / H SO4 KMnO4 / H + Br2 ( Fe ) toluen → X  → Y → Z B HNO3 / H SO4 Br2 ( Fe ) KMnO4 / H + toluen → X  → Y  →Z C HNO3 / H SO4 Br2 ( Fe ) KMnO4 / H + toluen  → X → Y  →Z D Hướng dẫn: Dựa vào quy luật vào vòng benzen , xét ảnh hưởng nhóm tới gắn gốc vào nhân Theo đó, có đáp án D thỏa mãn P/S: Tài liệu biên soạn nhằm chuẩn bị cho thi ĐH tới, kiến thức nằm phổ thông, tác giả không viết chuyên sâu vấn đề chuyên sâu vào rộng, chi tiết liên quan tới phần hiệu ứng , chế hữu Các em cần nắm kiến thức xử lý dạng câu hỏi liên quan tới vấn đề Gửi em “Thám Tử”  Câu 10: Trộn mol khí NO lượng chưa xác định khí O2 vào bình kín có dung tích lít 40o C Biết: NO(k) + O2 (k)< -> NO2 (k) Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, ta hỗn hợp khí có 0,00156 mol O2 0,5 mol NO2 Hằng số cân K lúc có giá trị là: A 4,42 B.40,1 C.71,2 D.214 Hướng dẫn: [NO] = 2M (V bình lít) Tương tự thì: [O2]cân = 0,00156M [NO2] cân = 0,5M Ta có cân bằng: 2NO(k) + O2 (k) < -> NO2 (k) Ban đầu: x Phản ứng: 2a a 2a Cân bằng: 2-2a x-a 2a Theo đề ta có: Giải hệ ta được: Suy thời điểm cân ta có nống độ chất sau: [O2]cân = 0,00156M ; [NO2] cân = 0,5M ; [NO] = 1,5M Vậy ta có biểu thức tính Kcb : Kcb = = 71,2 ĐÁP ÁN: C Hiền Pharmacist ... Br2/H2O như: Anilin (C6H5-NH2), C6H5-OH, C6H5-O-CH3, v v Một số tác nhân vào nhân benzen: Br2/Fe , Br2/FeBr3, R-X (X halogen) R- vào nhân Ví dụ: C6H6 + Br2/Fe → C6H5-Br + HBr ( Fe chất xúc tác)... Fe ) KMnO4 / H + toluen  → X → Y  →Z D Hướng dẫn: Dựa vào quy luật vào vòng benzen , xét ảnh hưởng nhóm tới gắn gốc vào nhân Theo đó, có đáp án D thỏa mãn P/S: Tài liệu biên soạn nhằm... C6H5-C2H5 + HCl C6H6 + H2SO4 đậm đặc, nóng → C6H5-SO3H + H2O C6H6 + HNO3 đặc/H2SO4 đặc → C6H5-NO2 + H2O C6H6 + CH3-COCl /AlCl3 → CH3CO-C6H5 + HCl BÀI TẬP VẬN DỤNG: Bài 1: Cho chất sau: Nitrobenzen,