Lý Thuyết hóa hữu cơ 12

Lí THUYT HU C I ESTE 1.Khỏi nim: - Este l sn phm c to thnh thay nhúm OH nhúm cacboxyl ca axit cacboxylic bng nhúm OR ca ancol + Este to bi axit n chc v ru n chc RCOOH v ROH: RCOOR Este no n chc, mch h: CnH2nO2 (n >= 2) + Este to bi axit n chc RCOOH v ru a chc R(OH)n : (RCOO)nR + Este to bi axit a chc R(COOH)m v ru n chc: R(COOR)m HCOOCH2-CH2-CH3: n-propyl fomat CH3COOC2H5: etyl axetat C2H5COOCH3: metyl propionat Danh phỏp: Tờn este = tờn gc hidrocacbon R+ tờn gc axit (i uụi ic -> at ) CH3COOC2H5: etyl axetat ( etyl etanoat); HCOOCH-(CH3)2: isopropyl fomat (isopropyl metanoat) CH2=CH-COO-CH3: metyl acrylat (metyl propenoat) Tớnh cht vt lớ: + Trng thỏi: a s trng thỏi lng Nhng este cú KLPT rt ln cú th trng thỏi rn +.Nhit sụi: Thp, d bay hi khụng to liờn kt hidro gia cỏc phõn t + Tớnh tan: t tan hoc khụng tan nc khụng to liờn kt hidro gia cỏc phõn t vi nc +a s cỏc este cú mựi thm c trng: - Isoamyl axetat: CH3COOCH2CH2(CH3)2: mựi chui - Etyl butirat: CH3CH2CH2COOC4H9: mựi da - Geranyl axetat: CH3COOC10H17: mựi hoa hng 5.Tớnh cht húa hc: a)Phn ng thu phõn + Trong dd axit H2SO4, to RCOOR + H2O RCOOH + ROH -> Phn ng thu phõn dd axit l phn ng thun nghch + Trong dd baz ( p x phũng hoỏ) o t RCOONa + R-OH RCOOR + NaOH -> Phn ng thu phõn dd baz l p khụng thun nghch cũn gi l phn ng x phũng hoỏ b Phn ng gc hidrocacbon: + Phn ng cng vo gc khụng no (cng H2,Br2,Cl2.) CH2=CH-COOCH3 + H2 CH3-CH2-COOCH3 +Phn ng trựng h p: nCH2=CH-COOCH3 (-CH2-CH-)n COOCH3 iu ch: a) Este ca ancol: Dựng phn ng este hoỏ gia acol v axit: un hi lu ancol v axit hu c , cú H2SO4 c lm xỳc tỏc H2SO4, to CH3COOH + CH3OH CH3COOCH3 + H2O - Phn ng este húa l phn ng thun nghch tng hiu sut phn ng thun: + Tng nng cht tham gia + Gim nng sn phm bng cỏch: un núng este bay hi hoc dựng H2SO4 c hỳt nc H2SO4 c va l xỳc tỏc, va lm tng hiu sut phn ng b) Este ca phenol: dựng anhidrit axit hoc clorua axit tỏc dng vi phenol C6H5-OH + (CH3CO)2O CH3COOC6H5 + CH3COOH Anhidrit axetic phenyl axetat ng dng ca este: - Lm dung mụi - Sn xut nhiu cht quan trng nh: poli(metyl acrylat) v poli(metyl metacrylat) dựng lm thy tinh hu c; poli(vinyl axetat) dựng lm cht hoc thy phõn thnh poli(vinyl ancol) dựng lm keo dỏn - Mt s este ca axit phtalic c dựng l cht húa do, dc phm - Mt s este cú mựi thm hoa qu c dựng cụng nghip thc phm v m phm Mt s chỳ ý: a Cỏc phn ng thy phõn c bit RCOOCH=CH-R + NaOH RCOONa+ RCH2- CH=O RCOOC(CH3)= CH-R + NOH RCOONa+ CH3COCH2-R RCOOC6H5 + 2NaOH RCOONa + C6H5ONa+ H2O RCOOC6H4OH + 3NaOH RCOONa + C6H4 (ONa)2+ 2H2O RCOO CH2CH2Cl + 2NaOH RCOONa + HO-CH2-CH2OH + NaCl HO CH2-COOCH2COO C2H5 + 2NaOH HO CH2COONa + C2H5OH Este vũng cho mt sn phm nht: CH2 CH2COO + NaOH HO CH2CH2COONa * Da vo t l s mol + Este thng: Este n chc : n NaOH= n este Este x cha : n NaOH= x n este + Este ca phenol : n NaOH= x n este + Nu n NaOH= n este thỡ cú th - Este hai chc: R(COORtb)2 + NaOH R(COONa)2 + Rtb OH hoc (RtbCOO)2R + NaOH Rtb COONa + R(OH)2 hoc R(COO)2R este vũng + NaOH R(COONa)2 + R(OH)2 - Este n chc ca phenol + Nu este chc ca glixerol dng (RtbCOO)3C3H5 thỡ cú th - to loi mui cú s mol = n este - to mui cú s mol t l : - to mui cú s mol bng = n este + Phn ng thy phõn xong cụ cn thỡ cht rn gm cỏc mui v NaOH cú th d + Thu phõn hai este thu c: mt mui v hai ancol ng ng k tip thỡ hai este ng ng k tip hai mui ca hai axit ng ng k tip v mt ancol thỡ hai este k tip b phn ng chỏy + Este no n chc mch h: CnH2nO2 n CO2 = n H2O + Este ko no n chc mch h, liờn kt ụi gc hidrocacbon CnH2n-2O2 n CO2 + (n-1) H2O nCO2 > n H2O v nCO2 - n H2O= n este + Este no hai chc, mch h: CnH2n-2O4 n CO2 + (n-1) H2O nCO2 > n H2O v nCO2 - n H2O= n este + Bo ton lng, bo ton nguyờn t : meste = mC + mH+ mO nO n este Este n chc - n este= ẵ n O - n este + n O2pu = n CO2 + n H2O/ + t hn hp : - Hn hp este no n chc, h v axit no n chc, h: n CO2 = n H2O - Hn hp este no n chc, h v ancol no n CO2 < n H2O v n H2O n CO2 = n ancol - Hn hp este ko no, n chc mch h, liờn kt ụi gc hidrocacbon v ancol no: - n CO2 = n H2O n este = n ancol - n CO2 > n H2O n este > n ancol v n CO2 - n H2O= n este - n ancol - n CO2 < n H2O n este < n ancol v n H2O - n CO2 = n ancol - n este + t chỏy mui ca axit hu c: R(COONa)a CO2 + H2O + Na2CO3 nC= nCO2 + n Na2CO3 nH = nH2O n Na= n Na2CO3 n O = n Na= n Na2CO3 II LIPIT: Lipit gm cht bộo, sỏp, steroit, photpholipit hu ht chỳng l cỏc este phc Cht bộo l trieste ca glixerol v cỏc axit beo Cỏc axit bộo l cỏc monocacboxylic cú s nguyờn t C chn ( t 12 C n 24C), khụng phõn nhỏnh, Cỏc axit bộo thng gp: axit panmitic C15H31COOH , axit stearic C17H35COOH, axit oleicC17H33COOH , axit linoleic C17H31COOH) Danh phỏp: Gi chung l triglixerit hay triaxylglixerol - Tờn: tri + tờn axit( ic in) VD: tripanmitin, tristearin, triolein Tớnh cht vt lý ca cht bộo: - Trng thỏi rn ( m ng vt) hoc lng ( du thc vt, du cỏ) - Cht bộo nh hn nc khụng tan nuc, tan cỏc dung mụi hu c Tớnh cht hoỏ hc ca cht bộo a Thu phõn mụi trng axit thu c glixerol v cỏc axit bộo t0 (RtbCOO)3C3H5 + 3H2O 3Rtb COOH + C3H5(OH)3 b Thu phõn mụi trng kim thu c glixerol v x phũng t0 (RtbCOO)3C3H5 + 3NaOH 3Rtb COONa + C3H5(OH)3 c Phn ng hiro hoỏ lipit lng lipit rn (C17H33COO)3C3H5 + H2 (C17H35COO)3C3H5 Triolein ( lng) tristearin ( rn) d Phn ng chỏy: X + O2 CO2 + H2O n CO2 n H2O= a n X s lk pi= a+ AMIN Khái niệm Amin hợp chất hữu có đợc thay nhiều nguyên tử hidro phân tử NH3 nhiều gốc hidrocacbon Thí dụ: NH3 ; CH 3NH2 (1) ; C2H5NH2 (2); CH3 NH CH3 (3); (CH3)3N (4); CH2=CH-CH2-NH2 (5) Phõn loi theo bậc amin -amin bậc 1: CH3NH2 ; C2H5NH2 -amin bậc 2: CH3 NH CH3 -amin bậc 3: CH3 N CH3 CH3 Danh pháp Cách gọi tên theo danh pháp gốc-chức: Tên gốc hidrocacbon+ amin: VD : etyl amin; imetyl amin Cách gọi tên theo danh pháp thay thế: N-tên gốc hidrocacbon + tên hidrocacbon + số + amin VD: CH3NH2: metan amin; CH3- NH-C2H5: N-metyl etanamin Tên thông thờng : Chỉ áp dụng cho số amin nh : C6H5NH2 Anilin; C6H5-NH-CH3 N-Metylanilin Đồng phân: Amin có loại đồng phân: - Đồng phân mạch cacbon - Đồng phân vị trí nhóm chức - Đồng phân bậc amin Tớnh cht vt lý Các amin no đầu dãy (metyl, etyl) chất khí có mùi khai khó chịu , dễ tan nớc Các amin đồng đẳng cao chất lỏng rắn, độ tan nớc giảm dần theo chiều tăng khối lợng phân tử C6H5NH2 chất lỏng, sôi 1840C, không màu rát dộc, tan nớc, tan etanol, benzen Để lâu không khí, anilin chuyển sang màu nâu đen bị oxi hóa oxi không khí Tính chất húa hc a) Tính bazơ: nguyờn t N cũn cp e RNH2 + H2O [RNH3]+ + OHCH3NH2 + HCl [CH3NH3]+ClMetylamin Metylamoni clorua * So sánh tính baz CH3-NH2 > NH3 > C6H5NH2 Quỳ tím: Xanh Xanh Không đổi màu b Phản ứng nhân thơm anilin: Phản ứng với nớc brom NH2 NH2 + 3Br2 H2O Br Br + 3HBr Br (trắng) Điều chế: amin đợc điều chế nhiều cách a)Ankylamin đợc điều chế từ amoniăc ankyl halogenua + CH3I + CH3I + CH3I NH3 CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N -HI -HI -HI b) Anilin amin thơm thờng đợc điều chế cách khử nitro benzen (hoặc dẫn xuất nitro tơng ứng) hidro sinh (Fe + HCl) Fe + HCl C6H5NO2 + 6H t0 C6H5NH2 + H2O AMINO AXIT nh ngha Amino axit l loi HCHC chc m phõn t cha ng thi nhúm amoni (NH2) v nhúm cacboxyl (COOH) VD: H2N CH2 COOH Cu to phõn t Nhúm COOH v nhúm NH2 amino axit tng tỏc vi to ion lng cc, ion ny nm cõn bng vi dng phõn t R - CH - COO+ NH3 Dng ion lng cc R - CH - COOH NH2 Dng phõn t Danh phỏp Tờn thay th: axit + (v trớ nhúm NH2 : 1, 2,) + amino + tờn axit cacboxylic tng ng Tờn bỏn h thng: axit + (v trớ nhúm NH2: , , , ) + amino + tờn thụng thng axit cacboxylic tng ng Cỏc amino axit hay gp: Glixin: Alanin: Valin: Lysin: Glutamic: Tyrosin: TNH CHT VT Lí Cỏc amin axit l cỏc cht rn khụng mu, v hi ngt, nhit núng chy cao, d tan nc TNH CHT HểA HC a Tớnh cht axit baz ca dd amino axit : amino axit cú tớnh lng tớnh: va tỏc dng vi axit, va tỏc dng vi baz HOOC CH2 NH2 + HCl -> HOOC CH2 NH3Cl NH2 CH2 COOH + NaOH -> NH2 CH2 COONa +H2O b Phn ng este húa nhúm COOH Khớ HCl NH2 CH2 COOH + C2H5OH NH2 CH2 COOC2H5 + H2O ( thc cht sn phm ClNH3 CH2 COOC2H5) c Phn ng trựng ngng nH NH [CH2]5CO OH > (- NH [CH2]5CO -)n + nH2O NG DNG - amino axit thiờn nhiờn l c s kin to protein ca c th sng - mt s amino axit c dựng ph bin i sng v sn xut nh ch to mỡ chớnh, thuc b thn kinh ., ch to nilon 6, nilon PEPTIT Khỏi nim: - liờn kt ca nhúm ca nhúm CO vi nhúm NH gia n v -amino axit c gi l liờn kt peptit - peptit l nhng hp cht cha t n 50 gc -amino axit liờn kt vi bng liờn kt peptit - Phõn loi: + Oligopeptit: cú t n 10 gc -amino axit + Polipeptit: cú t 11 n 50 gc -amino axit Cu to -Phõn t peptit hp thnh t cỏc phõn t -amino axit liờn kt vi bng liờn kt peptit theo trt t nht nh Vớ d: H2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CONH-CH-COOH R1 R2 R3 Rn u N liờn kt peptit u C ng phõn- danh phỏp - Thay i trt t cỏc gc a a s c cỏc ng phõn khỏc nhau: t n phõn t -amino axit khỏc cú n! ng phõn peptit - Tờn cỏc gc axyl ca cỏc -amino axit bt u t u N + tờn axit u C (c gi nguyờn) Vớ d: H2NCH2CO-NHCHCO-NHCHCOOH CH3 CH(CH3)2 Glyxylalanylvalin(Gly-Ala-Val) Tớnh cht vt lý: -Rn, Tn/c cao, d tan nc Tớnh cht hoỏ hc a Phn ng mu biure: Peptit + Cu(OH)2 -> phc mu tớm Chỳ ý: i peptit khụng cú phn ng ny b phn ng thu phõn:sn phm cui cựng l cỏc amino axit H2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOH + H2O t0, H+ R1 R2 R3 H2N-CH-COOH + H2N-CH-COOH R1 R2 + H2N-CH-COOH R3 PROTEIN 1- Khỏi nim v phõn loi: - Protein l nhng polipeptit cao phõn t cú pt t vi chc nghỡn n vi triu - Protein gm loi: + Protein n gin: c to thnh t cỏc gc -aminoaxit + protein phc tp: c to thnh t protein n gin cng vi thnh phn phi protein nh axit nucleic, lipit, cacbonhidrat tớnh cht húa hc: a/ P thy phõn: xỳc tỏc H+, t0 hay enzim: Protein polipeptit cỏc - aminoaxit b/ phn ng mu + P vi Cu(OH)2 (p biure): Protein + Cu(OH)2 phc mu tớm + P vi HNO3 c: Protein + HNO3c kt ta mu vng POLIME I Khỏi nim, phõn loi v danh phỏp: Khỏi nim:Polime l nhng hp cht cú phõn t rt ln nhiu n v nh (gi l mt xớch) liờn kt vi VD: Polietilen (-CH2-CH2-)n cỏc mt xớch CH2-CH2- liờn kt vi n c gi l h s polime húa hay polime húa ; Cỏc phõn t to nờn tng mt xớch ca polime c gi l monome: CH2=CH2 Danh phỏp: - Tờn ca polime c cu to bng cỏch ghộp t poli trc tờn monome VD: (-CH2-CH2-)n l polietilen, (-C6H10O5-)n l polisaccarit - Nu tờn monome gm t tr lờn hoc t hai monome to nờn polime thỡ tờn monome phi ngoc n VD: (-CH2CHCl-)n poli (vinyl clorua); (-CH2CH=CH-CH2-CH2-CH(C6H5)-)n Poli (butaien-stiren) Mt s polime cú tờn riờng (tờn thụng thng) VD: (-CF2-CF2-)n : Teflon; (-NH-[CH2]5-CO-)n: nilon-6; (C6H10O5)n : xenluloz II Tớnh cht: 1.Tớnh cht vt lý: Hu ht cỏc polime l nhng cht rn, khụng bay hi, khụng cú nhit núng chy xỏc nh, m núng chy mt khong nhit khỏ rng a s polime núng chy, cho cht lng nht, ngui s rn li chỳng c gi l cht nhit Mt s polime khụng b núng chy m b phõn hy un núng, gi l cht nhit rn a s polime khụng tan dung mụi thụng thng, mt s tan c dung mụi thớch hp to dung dch nht Tớnh cht húa hc: Polime cú th tham gia phn ng gi nguyờn mch, phõn cỏch mch v khõu mch a.Phn ng gi nguyờn mch: - Cỏc nhúm th ớnh vo mch polime cú th tham gia phn ng m khụng lm thay i mch polime VD: poli(vinyl axetat) b thy phõn cho poli(vinyl ancol) - Nhng polime cú liờn kt ụi mch cú th tham gia phn ng cng vo liờn kt ụi m khụng lm thay i mch polime VD: Cao su tỏc dng vi HCl cho su hiroclo húa b Phn ng phõn cỏch mch polime: Tinh bt, xenluloz, protein, nilon, b thy phõn ct mch mụi trng axớt, polistiren b nhit phõn cho stiren, cao su thiờn nhiờn b nhit phõn cho isopren, Polime trựng hp b nhit phõn hay quang phõn thnh cỏc on nh v cui cựng l monome ban u, gi l phn ng gii trựng hp hay epolime húa c Phn ng khõu mch polime: Khi hp núng cao su thụ vi lu hunh thỡ thu c cao su lu húa cao su lu húa, cỏc mch polime c kt ni vi bi cỏc cu S-S- Khi un núng nha rezol thu c nha zezit, ú cỏc mch polime c khõu vi bi cỏc nhúm CH2 Polime khõu mch cú cu trỳc khụng gian ú tr nờn khú núng chy, khú tan v bn hn so vi polime cha khõu mch III iu ch: Cú th iu ch polime bng phn ng trựng hp hoc trựng ngng Phn ng trựng hp: - Trựng hp l quỏ trỡnh kt hp nhiu phõn t nh (monome), ging hay tng t thnh phõn t rt ln (polime) iu kin cn v cu to ca monome tham gia phn ng trựng hp l phõn t phi cú liờn kt bi (nh CH2=CH2, CH2=CHC6H5,) hoc vũng kộm bn nh caprolactam Ngi ta phõn bit phn ng trựng hp thng (ch ca mt loi monome nh trờn) v phn ng ng trựng hp ca mt hn hp monome ,p nCH2=CH-CH=CH2 + nCH2=CH(C6H5) xe ,t (-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH(C6H5)-)n Phn ng trựng ngng: - Trựng ngng l quỏ trỡnh kt hp nhiu phõn t nh (monome) thnh phõn t ln (polime) ng thi gii phúng nhng phõn t khỏc (nh H2O,) t0 VD: nH2N[CH2]5COOH (-NH[CH2]5CO-)n + nH2O -aminocaproic policaproamit t0 n(p-HOOC-C6H4-COOH) + n HO-CH2-CH2-OH (-CO-C6H4-CO-O-CH2-CH2-O-)n + 2n H2O axit terephtalic etylen glicol poli (etylen-terephtalat) - iu kin cú phn ng trựng ngng l: cỏc monome tham gia phn ng trựng ngng phi cú ớt nht hai nhúm chc cú kh nng phn ng to c liờn kt vi VD: cỏc amoni axit; HOCH2CH2OH, HOOC-C6H4 -COOH; NH2-(CH2)6-NH2; HCHO v C6H5OH; IV CHT DO Cht l nhng vt liu polime cú tớnh (chu tỏc dng ca nhit, ỏp lc bờn ngoi v gi nguyờn s bin dng ú thụi tỏc dng) a Polietylen (PE): (-CH2-CH2)n , p , xt nCH = CH2 t ( CH2 - CH2 )n b Poli (vinyl clorua) (PVC): (-CH2-CHCl-)n nCH2 = CHCl , p , xt ( CH2 - CHCl )n t c Poli (metyl metacrylat) (-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)n COOCH3 nCH2 = C - COOCH3 (-CH2-C-)n CH3 CH3 d Poli (phenol-fomalehit) (PPF) Cho C6H5OH + HCH=O (xt) nha phenol- fomalehit V T Khỏi nim: polime hỡnh si, di, mnh, bn xỏc nh Phõn loi: a T thiờn nhiờn: Bụng, len lụng cu, t tm b T húa hc: -T bỏn tng hp: t visco, t axetat u cú bn cht xenlulozo -T tng hp: t nilon-6,6; t capron; t lapsan; t nitrron(olon) Mt s loi t thng gp: a.T nilon-6: cú th /c bng c trựng hp v trựng ngng CH2 - CH2 - CH2 n C = O (-NH(CH2)5 CO-)n CH2 - CH2 - NH Caprolactam Nilon t0 nH2N[CH2]5COOH (-NH[CH2]5CO-)n + nH2O -aminocaproic policaproamit b T nilon-6,6 t0 n NH2(CH2)6NH2 +n HOOC-(CH2)4- COOH (-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-)n + 2n H2O c t lapsan t0 n(p-HOOC-C6H4-COOH) + n HO-CH2-CH2-OH (-CO-C6H4-CO-O-CH2-CH2-O-)n + 2n H2O axit terephtalic etylen glicol poli (etylen-terephtalat) d T nitron( olon) nCH2=CH-CN (-CH2-CH(CN)-)n VII Cao su: Khỏi nim: l nhng vt liu polime cú tớnh n hi Phõn loi: a.Cao su thiờn nhiờn: (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n b.Cao su tng hp: Cao su buna; Cao su buna-S; Cao su buna-N + Cao su BuNa Na , p ,t nCH = CH - CH = CH2 (-CH2 - CH = CH - CH2- )n + Cao su isopren CH2=C(CH3)-CH=CH2 (-CH2-C(CH3)=CH-CH2 -)n + Cao su buna-S: nCH2 = CH - CH = CH2 + CH2=CH-C6H5 (-CH2 - CH = CH - CH2-CH2-CH(C6H5)- )n + Cao su buna-N: nCH2 = CH - CH = CH2 + CH2=CH-CN (-CH2 - CH = CH - CH2-CH2-CH(CN)- )n ... l trieste ca glixerol v cỏc axit beo Cỏc axit bộo l cỏc monocacboxylic cú s nguyờn t C chn ( t 12 C n 24C), khụng phõn nhỏnh, Cỏc axit bộo thng gp: axit panmitic C15H31COOH , axit stearic C17H35COOH,... triaxylglixerol - Tờn: tri + tờn axit( ic in) VD: tripanmitin, tristearin, triolein Tớnh cht vt lý ca cht bộo: - Trng thỏi rn ( m ng vt) hoc lng ( du thc vt, du cỏ) - Cht bộo nh hn nc khụng tan... d Phn ng chỏy: X + O2 CO2 + H2O n CO2 n H2O= a n X s lk pi= a+ AMIN Khái niệm Amin hợp chất hữu có đợc thay nhiều nguyên tử hidro phân tử NH3 nhiều gốc hidrocacbon Thí dụ: NH3 ; CH 3NH2 (1)