PHÂN TÍCH NHÓM CHỨC TRONG HỢP CHẤT HỮU CƠ

PHÂN TÍCH NHÓM CHỨC TRONG HỢP CHẤT HỮU CƠ... NGUYÊN TẮC CHUNG ĐỊNH TÍNH NHÓM CHỨCĐịnh nghĩa nhóm chức: là nhóm nguyên tử hoặc nguyên tử gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp

PHÂN TÍCH NHÓM CHỨC TRONG HỢP CHẤT HỮU CƠ

1 NGUYÊN TẮC CHUNG ĐỊNH TÍNH NHÓM CHỨC

Định nghĩa nhóm chức: là nhóm nguyên tử ( hoặc nguyên tử) gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử

hợp chất hữu cơ. 

Nguyên tắc chung để định tính nhóm chức: dựa vào các dữ kiện phổ đặc trưng, phản ứng đặc trưng và dẫn

xuất đặc trưng của loại hợp chất

Ví dụ: Phân biệt 3 khí sau: CH4, C2H4, C2H2.

STT Loại hợp chất Số kí hiệu thuốc thử

1 Hidrocacbon béo no

R-H

4.1a

2 Hidrocacbon béo chưa no

R-CH=CH-R’

R-C≡CH

R-C≡C-R’

4.2,4.3, 4.4

3 Hidrocacbon thơm

Ar-R

4.1b, 4.3, 4.6

4 Dẫn xuất halogen béo

R-Hal

4.5b, 4.7a, 4.8, 4.9

5 Dẫn xuất halogen thơm

Ar-Hal

4.5b, 4.7a

R-OH

3600-3300 cm-1 (vOH), đỉnh rộng với δ thay đổi khi mất đikhi thay thế bằng (D) 4.10, 4.11, 4.12b, 4.13, 4.14, 4.15a, 4.15c, 4.16

7 Poliol (glycol)

RCH(OH)CH(OH)R’

4.15b, 4.17a, 4.18

Ar-OH

3400-3200cm-1‑ 4.4, 4.12, 4.20a, 4.21, 4.22

Bảng thống kê thuốc thử để phát hiện nhóm chức và điều chế dẫn xuất

9 Poliphenol

Ar-(OH)n

4.5a, 4.23

R-C(OH)=CH-R’

4.11, 4.17b, 4.19

11 Ete béo

R-O-R’

4.24a

12 Ete thơm

Ar-O-R

4.24a

13 Andehit

RCHO

-Chung cho andehit và xeton:1740-1700 cm-1(vCO)

-Riêng cho andehit: 2 đỉnh ở 2720 và 2820 cm-1(vCH) và δCHO=9-10

4.5a, 4.15a, 4.17c, 4.23, 4.25, 4.26, 4.28, 4.14

14 Xeton -Chung cho xeton và andehit: 4.29, 4.30, 4.31, 4.32, 4.14

15 Quinon 4.24b, 4.32, 4.33a, 4.33b, 4.34, 4.35

16 Axetal, xetal

RCH(OR’)2

R2C(OR’)2

4.7b

17 Hidratcacbon

R-(CHOH)nCHO

R-(CHOH)nCOCH2OH

4.3, 4.5a, 4.15c, 4.17c, 4.17d, 4.23, 4.36, 4.37, 4.38

18 Axit mono cacboxilic

RCOOH

1720 cm-1, mạnh (vCO) và đỉnh rộng ở 3400cm-1 và 2500 cm-1 (vOH), hidro axit (thay thế bằng D2O) δ=10-13. 4.12a, 4.19, 4.39, 4.4, 4.41, 4.42

19 Axit đicacboxilic

R=(CHOOH)2

20 Anhidrit axit

(RCO)2O

~1820 và 1760 cm-1 (vC=O) 4.7, 4.4, 4.12a, 4.43

21 Halogenua axit

RCOHal

~1800 cm-1 (vC=O) 4.7, 4.12a

22 Este, (lacton)

RCOOR’

1750-1730 cm-1 (vC=O) và 1300-1100 cm-1 (vC-O) ~1750 cm-1 (vC=O tùy vòng) và 1300-1100cm-1 (vCO) 4.7a, 4.43

23 Amit bậc nhất

R-CONH2

4.7a, 4.43

24 Amit thế, (imit)

RCONHR’

4.7a

25 Nitrin

R-CN

4.7a, 4.7b

26 Hidroxiaxit

R-CH(OH)COOH

4.11, 4.13, 4.21, 4.39

Bảng thống kê thuốc thử để phát hiện nhóm chức và điều chế dẫn xuất

27 Amin bậc 1

RNH2

Vạch kép ở 3320 và 3500 cm-1(vas và vs của NH), dao động biến dạng của NH ở ~1600 cm-1; nhận biết bằng thay thế H bằng thêm D2O 4.20b, 4.39, 4.45, 4.46,4.8, 4.29, 4.44a, 4.47, 4.48, 4.56,

28 Amin bậc 2

R2NH

Vạch đơn ~3350 cm-1 (vNH) Dao động biến dạng của NH ở ~11600 cm-1, nhận biết bằng khả năng thay thế H bằng thêm D2O 4.20b, 4.39, 4.45, 4.46, 4.49, 4.56

29 Amin bậc 3

R3N

4.20b, 4.39, 4.45, 4.46, 4.50

30 Axit amin ∝

RCH(NH2)COOH

4.17a, 4.20b, 4.51

31 Amoniphenol

Ar(OH)(NH2)

4.52, 4.52

32 Hiđrazin

RNHNH2

4.7b, 4.17c

33 Semicacbazon, hidrazon

R2=C=NNHR’

4.7b

34 Oxim

R=NOH

4.7b

35 Hợp chất nitro

R_NO2, ArNO2

1530 và 1370 cm-1(vas và vs của NO2)

4.19, 4.20c, 4.33a, 4.44b, 4.53

36 Hợp chất nitrozo

R-NO

R2N-N=O

4.7b, 4.25b, 4.33a, 4.42

37 Hợp chất azo và azoxi thơm Và hidrazo

Ar-N=N-Ar

Ar-N(O)N-Ar

Ar-NH-NH-Ar

4.33a

38 Tiol

R-SH

4.5a, 4.11, 4.17d, 4.22, 4.54

39 Tioete, đitioete

R-S-R

R-S-S-R

4.5a, 4.15c, 4.33a, 4.54

41 Axit sunfonic

R-SO3H

3400-3200 cm-1 (vOH), 1150 và 1050 cm-1 (vS=O) 4.54

42 Axit sunfonic

R-SO2H

3400-3200 cm-1 (vOH), 1150 và 1090 cm-1 (vS=O) 4.15c, 4.33a, 4.54, 4.55

44 Isotioxianat

R-NCS

4.7b, 4.56

Bảng số kí hiệu và tên gọi thuốc thử

4.3 H2SO4 đặc (bốc khói) 4.31 2,4-Đinitrophenylhidrazin

4.15 Oxi hóa 4.43 Axit hidroxamic

4.26 Axit benzensunfohidroxamic 4.54 Kiềm chảy

4.27 Meton (đimetylxiclohexađion) 4.55 Smiles

a Thuốc thử brom

 mất màu brom + khí HBr làm đỏ giấy quỳ tím xanh

R – H + Br2 R – Br + HBr

Các hiđrocacbon thơm mất màu brom + HBr làm đỏ giấy quỳ tím xanh

Ar – H + Br2 R – Br + HBr

Ví dụ:

CH4 + Br2 R – Br + HBr

C6H6 + Br2 C6H5 – Br + HBr

2 CÁC THUỐC THỬ PHỔ BIẾN ĐỂ ĐỊNH TÍNH NHÓM CHỨC

2 4

dd Br 1% / CCl ánh sáng

Các ankan  →

h ν

→

2

Br Fe

 →

Fe

→

h ν

→

Fe

→

b Mẫu thử KMnO4

 Các anken, ankin, một số anđehit và hiđroxiaxit

mất màu KMnO4

 Anken làm mất màu nhanh hơn ankin

Ví dụ:

3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3CH2(OH)- CH2(OH)

2MnO2 + 2KOH

4

KMnO 1%

→

 →

c Mẫu thử H2SO4 đặc

 Anken tan trong H2SO4 đặc

 Aren không tan trong H2SO4 đặc ở nhiệt độ thường

R – CH = CH – R + H2SO4 R – CH2 – CH(OSO2OH)- R

Ar – H + H2SO4 Ar – SO3H + H2O

Ví dụ:

CH2 = CH2 + H2SO4 CH3 – CH2(OSO2OH)

C6H6 + H2SO4 C6H5 SO3H + H2O

 Hiđratcacbon bị than hòa khi tiếp xúc với H2SO4 đặc

ˆ ˆ†

‡ ˆˆ

ˆ ˆ†

‡ ˆˆ

 Các anken làm mất màu nhanh, ankin mất màu chậm nước Br2

R – CH = CH – R + Br2 R – CH(Br) – CH(Br)-R

 Các phenol, amin thơm mất màu Br2 + tạo kết tủa trắng/ vàng nhạt

Ví dụ:

CH3 - CH = CH2 + Br2 CH3 – CH(Br) – CH2Br

C6H5OH + 3 Br2 C6H2Br3OH + 3 HBr

 →

2

Br 3%

→

 →

 →