ĐẠI CƯƠNG hóa học hữu cơ

HOAHOC.edu.vn Nâng tầm tri thức Written by Zero000 ĐẠI CƯƠNG HÓA HỌC HỮU CƠ Đặc điểm phân loại: Đặc điểm: - Hợp chất hữu hợp chất cacbon, trừ CO, CO2, muối cacbua, muối cacbonat,… - Hợp chất hữu thiết phải có cacbon, thường có H, hay gặp O, N, sau đến halogen, S, P… - Liên kết hóa học chủ yếu hợp chất hữu liên kết cộng hóa trị - Các hợp chất hữu thường dễ bay hơi, bền nhiệt dễ cháy - Phần lớn hợp chất hữu không tan tan nước tan nhiều dung môi hữu - Các phản ứng hóa học hợp chất hữu thường diễn chậm theo nhiều hướng khác tạo thành hỗn hợp sản phẩm Phân loại: Hợp chất hữu Hợp chất không vòng Hợp chất no Hợp chất không no Vòng no Vòng không no Vòng thơm Hợp chất vòng Hợp chất đồng vòng Hợp chất dị vòng Dị vòng no Dị vòng không no Dị vòng thơm I Phân tích thành phần chất hữu thiết lập công thức phân tử: Phân tích thành phần chất hữu cơ: - Phân tích cacbon hydro: Từ lượng CO2 H2O sinh ta tính hàm lượng cacbon hydro chất hữu theo công thức: Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức HOAHOC.edu.vn mC  12mCO %C  Written by Zero000 ;m H  44 12m CO2 100 44a 2m H O 18 ;%H  2m H O 100 18a Với a số gam hợp chất hữu ban đầu: - Phân tích nitơ: Theo công thức: + Nếu chuyển dạng N2: (phương pháp Dumas) mN2  %N  p f 28 V 22400 760 1 t 273 m N 100 a + Nếu chuyển dạng NH3 (phương pháp Kjeldahl) Chuyển dạng muối sunfat sau đun nóng kiềm Định phân lượng NH3 sinh axit sau dung dịch kiềm biết trước nồng độ ta biết lượng nitơ - Phân tích halogen: Sau phá mẫu chất hữu halogen đưa dạng halogenua Chuyển hết halogenua bạc halogenua để định lượng - Định lượng oxy: Tính cách gián tiếp cách lấy 100% hay số gam chất hữu ban đầu trừ cho tổng số nguyên tử khác hợp chất Lập công thức phân tử chất hữu cơ: a) Xác định phân tử khối: - Sử dụng tỉ khối hơi: M A = M B.d A/B - Sử dụng định luật Raoult: M  K m.1000 p.t K: số nghiệm lạnh nghiệm sôi ∆t: Độ tăng nhiệt độ sôi hay độ giảm nhiệt độ đông đặc m: Số gam chất hữu dung môi p: Số gam dung môi M: Khối lượng phân tử chất hữu b) Thiết lập công thức phân tử: Gọi chất hữu cần xác định có công thức phân tử Cx HyOzNt - Thiết lập công thức đơn giản nhất: Từ kết qủa phân tích nguyên tố hợp chất C xHyOzNt, ta lập tỉ lệ số nguyên tử chuyển tỉ lệ thành tỉ số tối giản số nguyên p, q, r, s công thức đơn giản nhất: x : y : z :t  %C %H %O % N      p : q : r : s 12 16 14 Từ công thức đơn giản ta chuyển thành công thức phân tử theo cách sau: (CpH qOrNs)n = M Giải tìm n Ví dụ: Một chất A có công thức đơn giản (C5H6 O)n Biết khối lượng phân tử 164đv.C Xác định công thức phân tử chất Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức HOAHOC.edu.vn Written by Zero000 Giải: MA = 164  (5.12 + + 16)n = 164  n = Vậy CTPT A C10H12 O2 - Tính trực tiếp: 12 x y 16 z 14t M     mC mH mO mN mA y 12x 16 z 14t M hay     %C % H %O % N 100% LIÊN KẾT TRONG PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ - HIỆN TƯỢNG ĐỒNG ĐẲNG VÀ ĐỒNG PHÂN: Liên kết phân tử hợp chất hữu cơ: a) Nội dung thuyết cấu tạo hoá học: - Trong phân tử hợp chất hữu cơ, nguyên tử liên kết với theo hóa trị theo thứ tự định Thứ tự liên kết gọi cấu tạo hoá học Sự thay đổi thứ tự liên kết đó, tức thay đổi cấu tạo hoá học, tạo hợp chất khác Ví dụ: Công thức phân tử C 2H6O có thứ tự liên kết (2 công thức cấu tạo) ứng với hai hợp chất sau: H3C – O – CH3: ete metylic chất khí, không tác dụng với Na H3C – CH2 – O – H: ancol etylic, chất lỏng, tác dụng với Na giải phóng hydro - Trong phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon có hoá trị Những nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử nguyên tố khác mà liên kết với thành mạch cacbon khác nhau: II H2 C H3C H2 C CH3 H C H 3C CH3 CH3 (mạch không nhánh) (mạch nhánh) H2C CH2 H2C CH2 (mạch vòng) Tính chất chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng nguyên tử) cấu tạo hóa học (thứ tự liên kết nguyên tử) Thí dụ: Ví dụ: Phụ thuộc thành phần phân tử: CH4 chất khí dễ cháy; CCl chất lỏng không - cháy Phụ thuộc cấu tạo hóa học: Xem CH3CH 2OH CH3 OCH3 ví dụ b) Liên kết cộng hóa trị phân tử hợp chất hữu - Liên kết xichma (): Được hình thành xen phủ “đầu với đầu” hai obitan nguyên tử tạo nên obitan phân tử có trục đối xứng trùng với trục nối hai hạt nhân nguyên tử: s s p p Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com s p Nâng tầm tri thức - Written by Zero000 Liên kết pi ():Được hình thành xen phủ “bên với bên” hai obitan p cạnh mà có trục song song với nhau: Sự lai hóa obitan: Để giải thích hóa trị bốn cacbon, người ta cho trạng thái “kích thích”, electron 2s chuyển chỗ sang obitan trống 2pz: 1s 2s22px12p y1  1s22s12px12py12p z1 Khi xảy tổ hợp obitan 2s với số obitan 2p gọi lai hóa obitan Trong hợp chất hữu có kiểu lai hóa:  Lai hóa sp3 : Một obitan s obitan p tổ hợp với để tạo thành obitan lai hóa sp có trục tạo nên góc 109 o28’  Lai hóa sp2 : Một obitan s obitan p tổ hợp với tạo thành obitan lai hóa sp2 có trục nằm mặt phẳng hình thành góc 120o  Lai hóa sp: Một obitan s tổ hợp với obitan p tạo nên obitan lai hóa sp có trục nằm đường thẳng Hiện tượng đồng đẳng đồng phân: - Đồng đẳng: Những chất có thành phần phân tử hay nhiều nhóm CH có tính chất hóa học tương tự chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng Ví dụ: Dãy CH4 ; C2H6; C3 H8…; C nH2n+2 có tính chất hóa học tương tự metan chất sau chất trước nhóm CH2 Các chất thuộc dãy đồng đẳng gọi dãy đồng đẳng metan - Đồng phân: Những hợp chất có công thức phân tử, tính chất (hóa, lý, sinh học) khác (do cấu tạo hóa học chúng khác nhau) Ví dụ: Xét hai chất ancol etylic dimetyl ete  Phân biệt loại đồng phân: + Đồng phân phẳng: Loại đồng phân khác cấu tạo hóa học, chưa kể tới yếu tố không gian Các đồng phân cấu tạo: Đồng phân mạch cacbon: Loại đồng phân chức hóa học khác mạch cacbon: Ví dụ: Xét butan C 4H10: - H3C H2 C H2 C CH3 H3C H C CH3 CH3 Đồng phân chức hoá học: Loại đồng phân khác chúng chứa nhóm chức hóa học khác nhau, đặc trưng cho tính chất hóa học khác nhau: Ví dụ: Xét ancol etylic dimetyl ete Đồng phân vị trí nhóm chức: Loại đồng phân có mạch cacbon giống nhau, có nhóm chức khác vị trí nhóm chức mạch cacbon: Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 Ví dụ: Xét đồng phân mạch thẳng butan-1-ol H2 C H3C H C CH3 H2 C H3C H2 C H2 C OH OH + Đồng phân không gian loại đồng phân xuất khác vị trí nguyên tử nhóm nguyên tử không gian Có hai loại đồng phân không gian đồng phân quang học đồng phân hình học ta xét đồng phân hình học Đồng phân hình học: Các đồng phân khác vị trí nhóm mặt phẳng liên kết đôi Ví dụ: Xét 1,2 – dicloetylen H H C Cl H Cl C C Cl cis - 1,2 - dicloetylen Cl C H trans - 1,2 - dicloetylen Điều kiện để có đồng phân hình học: Ngoài có mặt liên kết đôi nguyên tử cacbon liên kết đôi, cacbon phải đính với nhât hai nguyên tử hai nhóm có chất khác Khi hai nhóm phía ta có dạng đồng phân cis, khác phía ta có dạng đồng phân trans DANH PHÁP HỢP CHẤT HỮU CƠ Để gọi tên hợp chất hữu cơ, người ta có nhiều danh pháp khac quy thành hai loại chính: danh pháp thong thường danh pháp có hệ thống (giữa hai loại có danh pháp nửa hệ thống) Dùng loại thứ hai gọi tên tất hợp chất hữu mà tiêu biểu hịên danh pháp IUPAC Hiệp hội quốc tế hóa học ứng dụng (viết tắt tiếng Anh IUPAC) chủ trì Sau ta nghiên cứu cách gọi tên nhóm chức theo danh pháp IUPAC I DANH PHÁP HYDROCACBON Danh pháp ankan, anken, ankin Đối với ankan mạch không nhánh, bốn chất đầu có tên gọi metan, etan, propan butan Tên ankan cao gồm hai phần: phần để số lượng Cacbon mạch hậu tố (suffix) đặc trưng cho hydrocacbon no an, anken en, ankin in Thí dụ: C 5H12 = pent + an; C 6H14 = hex + an = hexan C 12H26 = dodec + an = dodecan Anken ankin tương tự Tên gốc hydrocacbon no hóa trị mạch không nhánh dựa theo tên hydrocacbon tương ứng, đổi -an thành –yl Đối với gốc không no –en thành –enyl; -in thành –inyl Ví dụ: CH3 – CH - :etyl; CH2 = CH - ; etenyl (hay vinyl); CH  C- : etinyl Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 Nhưng mạch có chứa liên kết bội cách gọi phức tạp tức phải rõ vị trí nối đôi, nối ba mạch Ví dụ: CH = CH – 1CH - : – Propenyl (thường gọi anlyl) Để gọi tên ankan có mạch nhánh, thí dụ: CH3 H3C C H2 C 4H C H2 C CH3 CH3 HC CH3 CH3 cần thực bước sau đây: - Xác định mạch chính, mạch cacbon dài (nếu có chứa liên kết bội đánh dấu số nguyên tử C phía gần liên kết bội hơn) cần chọn lựa mạch có nhiều nhánh Trong thí dụ mạch hexan Tên mạch đặt phần cuối tên hydrocacbon - Tìm mạch nhánh gọi tên chúng Nếu có nhiều mạch nhánh giống dùng tiền tố độ bội di, tri, tetra… Trong thí dụ có nhánh etyl nhánh metyl (nên gọi tên trimetyl) - Đánh số nguyên tử cacbon mạch chính, xuất phát từ đầu gần nhánh cho tổng số nhánh nhỏ Trong thí dụ cần đánh số ghi công thức - Gọi tên hydrocacbon cách trước hết nêu tên nhánh theo thứ tự chữ tên nhánh (không theo chữ tiền tố di-; tri-; sec-; tert-, v.v…) - Đứng trước tên gốc hydrocacbon số vị trí nhánh hay gốc ngăn cách gạch nối Nếu có nhiều số liên tiếp số ngăn cách dấu phẩy Như tên hydrocacbon 4-etyl-2,2,5-trimetylhexan Nếu mạch có nối đôi (hay nối ba) mạch mạch có chứa liên kết bội cách đánh số từ phía gần liên kết bội Nếu có đồng phân hình học ghi cis-; transtrước tên gọi Đặc biệt mạch chứa nối đôi lẫn nối ba đánh số gần nối đôi hơn: Ví dụ: 5CH  4C – CH2 – 2CH = 1CH 2: Pent – –en – – in Tên gốc hay gặp: Isopropyl: (CH3)2 CH - ; sec – butyl: CH3 – CH – CH(CH3) Tert – butyl: (CH3) 3C - ; Etinyl: CH  C – Vinyl: CH2 = CH -; Anlyl: CH2 = CH – CH – Danh pháp xicloankan aren - Tên hydrocacbon đơn vòng no không no hình thành từ tên hydrocacbon mạch hở tương ứng cách them tiếp đầu ngữ xiclo- Khi vòng có nối đôi nối ba hai tên gọi tận đuôi –en; -adien; -in.,… với số vị trí nguyên tử cacbon mang nối đôi Ví dụ: Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 6 3 Xiclopropan Xiclohexan Xiclohexen Xiclohexa - 1,3 - dien Tên gốc hydrocacbon đơn vòng no không no thiết lập với nguyên tắc tương tự với gốc mạch hở - Tên chung hydrocacbon thơm monoxiclic (đơn vòng) polixiclic (đa vòng) “aren” Tên thường nhiều hydrocacbon thơm đơn vòng đa vòng IUPAC giữ lại dùng Thí dụ: - CH3 H3 C CH CH3 CH3 HC CH2 CH3 CH3 H3 C Benzen - Naphtalen Toluen Cumen o-Xilen Stiren CH3 Mestilen Các hydrocacbon thơm monoxiclic khác gọi tên dẫn xuất benzen; có hai nhóm vị trí 1,2; 1,3; 1,4 thay o- (ortho), m- (meta) p- (para) Thí dụ: CH2CH3 HC CH2 CH2CH2CH3 HC CH2 CH2CH2CH3 CH3 CH3 1-Etyl-4-propylbenzen hay p-etylpropylbenzen 1,4-Divinylbenzen hay p - divinylbenzen 1,2-dimetyl-3-propylbenzen DANH PHÁP CÁC DẪN XUẤT CỦA HYDROCACBON Muốn gọi tên dẫn xuất hydrocacbon ta cần: - Xác định rõ nhóm chức phân tử thuộc loại gọi tên dạng tiếp đầu ngữ (nhóm loại A, xem bảng 1) hay thuộc loại gọi tên dạng tiếp đầu ngữ tiếp vĩ ngữ (nhóm loại B, xem bảng 2) tùy trường hợp Nếu hợp chất tạp chức cần xác định thêm xem nhóm chức “nhóm chức chính” để gọi tên dạng tiếp vĩ ngữ: nhóm chức khác phân tử gọi tên dạng tiếp đầu ngữ theo trình tự bảng chữ - Xác định mạch chính: Đó mạch dài mà chứa nhóm chức Nếu hợp chất tạp chức mạch chứa nhóm chức - Đánh số mạch từ đầu gần nhóm chức - Đối với hợp chất đơn chức đa chức chứa nhóm loại A gọi tên nhóm chức (dạng tiếp đầu ngữ) với số vị trí đến tên mạch Nếu hợp chất chứa nhóm loại B gọi tên mạch trước đến tên nhóm chức (dạng tiếp vĩ ngữ) với số vị trí II Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức - Written by Zero000 Đối với hợp chất tạp chức, cần nêu tên trước tiên nhóm nhóm theo trình tự bảng chữ với số vị trí đến tên mạch sau hết tên nhóm chức (dạng tiếp vĩ ngữ) với số vị trí cần Bảng 1: Một số nhóm loại A thường gặp Loại hợp chất Nhóm Tiếp đầu ngữ Dẫn xuất flo Dẫn xuất clo Dẫn xuất brom Hợp chất nitro Ete -F -Cl -Br -NO2 -OR Flo- (hay floro-) Clo- (hay cloro-) Brom (hay bromo-) NitroR-oxi- (metoxi-; etoxi-;…) Bảng 2: Một số nhóm loại B hay gặp: Loại hợp chất Nhóm Tiếp đầu ngữ Tiếp vĩ ngữ Axit cacboxylic -COOH CacboxiAxit…cacboxylic -COOH Axit…oic Este -COOR R-oxicacbonylR…cacboxylat -COOR R…oat Nitrin Xiano…cacbonitrin -CN …nitrin -CN Andehit Fomyl…cacbandehit -CH=O Oxo…al -CH=O Xeton Oxo…on -COAncol Hydroxi…ol -OH Amin Amino…amin -NH2 Ghi chú: nguyên tử C (in đậm) tính tên mạch chính, không tính tên tiếp đầu ngữ hay tiếp vĩ ngữ Trong tên hợp chất tạp chức thứ tự ưu tiên (theo IUPAC) giảm theo thứ tự sau: -COOH > -SO3H > -COOR > -CHO > -CO- > -OH > -NH2 > -OR > -R Ví dụ: CH – CH – CHCl – CH 3: – clobutan CH – CHOH – CH3 : propan – – ol Cl – CH2 – CH – CH – OH: – clopropan – 1- ol CH – CH(OH) – CH – CH2 – CH – CH = O: – hydroxihexanal HO3 CH2 – 2CH(NH2) – 1COOH: Axit – – amino - – hydroxipropanoic PHẢN ỨNG CỦA HYDROCACBON I PHẢN ỨNG THẾ: Ankan: Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 a) Ankan mạch hở: Phản ứng halogen hóa xảy sử dụng ánh sáng hay đốt nóng hỗn hợp ankan halogen Sau xét metan đồng đẳng Metan: CH4 + Cl  CH3 Cl + HCl CH3Cl + Cl  CH2 Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2  CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl  CCl4 + HCl Các đồng đẳng: xét propan: CH3 – CH2 – CH + Cl  CH – CHCl – CH (57%) + CH3 – CH – CH2Cl(43%) + HCl CH3 – CH2 – CH + Br2  CH – CHCl – CH3 (97%) + CH3 – CH2 – CH 2Cl(3%) + HCl Ta nhận thấy phản ứng clo hóa không chọn lọc phản ứng brom hóa Phản ứng brom hóa chủ yếu cho sản phẩm vào nguyên tử hydro bậc cao (Quy luật thế: bậc 3> bậc 2>bậc 1) Flo phản ứng mãnh liệt nên phân huỷ ankan thành C HF, Iot qúa yếu nên không phản ứng với ankan b) Xicloankan: Chỉ xảy vòng cạnh trở lên phản ứng tương tự ankan Anken: Các phản ứng anken xảy điều kiện nhiệt độ cao (500o C) thường vị trí  dối với cacbon mang nối đôi (trừ etylen): C CH – CH = CH + Cl 500   ClCH2 – CH = CH2 + HCl 500 C CH = CH2 + Cl2  CH2 = CH – Cl + HCl Ankin cho phản ứng với ion kim loại nguyên tử hydro đính với cacbon mang liên kết ba (liên kết ba đầu mạch) linh động nhiều so với nguyên tử cacbon mang liên kết đơn đôi Thường nguyên tử hydro bị thay nguyên tử bạc Phản ứng chung xảy sau: R – C  C – H + [Ag(NH3)2 ]OH  R – C  C – Ag + H2 O + 2NH3 Hoặc phản ứng viết sau: R – C  C – H + AgNO3 + NH3  R – C  C – Ag + NH4NO R – C  C – Ag kết tủa màu vàng nhạt Trong dãy đồng đẳng ankin, có axetilen tham gia hai lần với ion kim loại Aren: Một số phản ứng quan trọng: a) Phản ứng brom hóa: Benzen: o o Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 H Br Fe, to + Br2 + HBr Toluen: CH3 CH3 CH3 Br Fe, t + Br2 o + Br Nếu ta không sử dụng sắt làm xúc tác mà sử dụng ánh sáng aren có mạch nhánh toluen bị vào mạch nhánh: CH3 H2C + Br2 Br as + HBr b) Phản ứng nitro hóa: Benzen: H NO + HNO H2SO4 + H 2O Nitrobenzen tác dụng với hỗn hợp axit HNO3 bốc khói H2SO4 đậm đặc đồng thời đun nóng tạo thành dinitrobenzen: Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com + HBr Nâng tầm tri thức H 2C OH Written by Zero000 HO OH HO H2C O + Cu + CH O CH O H CH Cu HC OH HO CH HC H 2C OH HO CH H2C O H OH HO + 2H2O CH glyxerol (đồng II glyxerat màu xanh da trời) Phản ứng dung để nhận biết polyancol mà nhóm chức OH cạnh Phản ứng nhóm OH Do chịu ảnh hưởng vòng thơm nên liên kết C – O trở nên bền vững so với ancol nên phenol không tham gia vào phản ứng nhóm –OH Ancol bị nhóm –OH tác dụng với axit mạnh đậm đặc.Ví dụ: C 2H5OH + HBr  C 2H5Br + H2 O Tổng quát: R – OH + HA  R – A + H2O Phản ứng tách nước: Phenol không tham gia phản ứng nguyên tử hydro vòng thơm bền nên không tham gia phản ứng tách Ancol tham gia phản ứng tách nước liên phân tử nội phân tử: a) Tách nước liên phân tử tạo ete R – O – R’ 140 C C2H5 – OH + HO – C2H5 HSO/  C2 H5 – O – C 2H5 (dietylete) + H 2O Nếu dung hỗn hợp hai rượu khác tạo thành hỗn hợp ete b) Tách nước nội phân tử: tạo anken C C 2H5OH HSO/ 170   C 2H4 + H2O Phản ứng tách tuân theo quy tắc Zaixép Phản ứng oxy hóa a) Phản ứng cháy: Cả ancol phenol cháy mạnh toả nhiều nhiệt b) Phản ứng oxy hóa nhẹ: Phenol không tham gia phản ứng oxy hóa nhẹ Trong điều kiện oxy hóa đồng (II) oxit ancol bậc tạo thành andehit, ancol bậc tạo thành xeton, ancol bậc không bị oxy hóa điều kiện ta dung tác nhân oxy hóa mạnh (KMnO4/H2SO4 ; to) mạch cacbon bị gãy sinh sản phẩm phức tạp t R – CH – OH + CuO  R – CHO + Cu + H2O t R – CHOH – R’ + CuO  R – CO – R’ + Cu + H 2O Phản ứng vòng thơm Do –OH nhóm hoạt hóa mạnh vòng thơm phản ứng vào phenol xảy dễ dàng cho sản phẩm vị trí ortho para Nhỏ nước brom vào dung dịch phenol màu nước brom bị sinh kết tủa trắng 2,4,6 – tribromphenol Phản ứng thường dung để nhận biết phenol Phenol tác dụng với HNO3 đặc có mặt H2SO đặc thu chất rắn màu vàng gọi axit picric (rất dễ nổ) O 2 4 O o o ANDEHIT, XETON, AXIT CACBOXYLIC, ESTE Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức I Written by Zero000 ANDEHIT, XETON Phản ứng cộng a) Cộng hydro: Khi có xúc tác Niken nung nóng, andehit xeton cộng hydro để tạo ancol bậc tương ứng H3C C H O H3C C CH3 + H2 + H2 Ni, to Ni, to H3C H2 C OH H3C H C CH O OH b) Cộng hydroxianua: tạo xianohydrin Sơ đồ tổng quát sau: CN R C R' R + HCN O C R' OH Ví dụ: CH 3CHO + HCN  CH3CH(OH)CN CH 3COCH3 + HCN  CH 3C(OH)(CN)CH3 Phản ứng oxy hoá: Andehit dễ bị oxy hóa Nó bị oxy hoá với chất oxy hóa yếu phức bạc amoniacat (phản ứng tráng gương); đồng (II) hydroxit; nước brom dẫn đến sản phẩm cuối axit tương ứng hay muối axit Xeton bền với chất oxy hoá Nó bị oxy hóa gẫy mạch cacbon điều kiện khắc nghiệt để sinh axit Ví dụ: RCHO + Br2 + H2O  R-COOH + 2HBr 2RCHO + O2  2RCOOH RCHO + 2[Ag(NH3) 2]OH  RCOONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O H3C C CH3 KMnO4/H2SO4 CH3COOH + HCOOH to O Phản ứng gốc hydrocacbon Nguyên tử hydro bên cạnh nhóm cacbon cacbonyl (-CO-) dễ tham gia phản ứng thế: ;t (CH3)2CH – CH = O + CuCl2 HO  (CH3)2 CCl – CH = O + CuCl H CH 3COCH3 + I  CH 3COCH2I + HI II AXIT CACBOXYLIC Tính axit ảnh hưởng nhóm Axit cacboxylic axit yếu nhiên chúng có đầy đủ tính chất axit như: làm hồng qùy tím, tác dụng với kim loại sinh hydro, phản ứng với bazơ, đẩy axit yếu khỏi muối o  Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 Lực axit axit cacboxylic phụ thuộc nhiều vào ảnh hưởng nhóm Nếu nhóm có tính chất đẩy electron tính axit giảm ngược lại (Điều đề cập thê m phần liên hệ cấu trúc tính chất) Các phản ứng tạo thành dẫn xuất axit a) Phản ứng este hóa: Phản ứng xảy axit hữu với ancol có xúc tác axit mạnh (thường H2SO4 đặc) phản ứng xảy cách thuận nghịch Một cách tổng quát, phản ứng xảy sau: H+ ; to R-COOH + H-OR’ ⇌ RCOOR’(este) + H 2O Chiều thuận phản ứng este hóa, chiều nghịch phản ứng thuỷ phân este b) Phản ứng tách nước Khi cho tác dụng với P2O5, hai phân tử axit tách phân tử nước tạo thành phân tử anhydrit axit Thí dụ: /t 2CH3COOH PO   (CH3CO)2O (anhydrit axetic)+ H2 O Phản ứng gốc hydrocacbon a) Phản ứng gốc no: Khi gốc cacbon axit cacboxylic gốc no có phản ứng halogen để tạo halogenua axit Cần phân biệt hai trường hợp:  Nếu sử dụng điều kiện ánh sáng khuếch tán: CH 3CH2 COOH + Cl2 ClCH 2CH 2COOH + HCl o CH 3CHClCOOH + HCl Trong sản phẩm chiếm tỉ lệ lớn  Nếu sử dụng P ta thu sản phẩm với tỉ lệ 97% b) Phản ứng gốc thơm: Nhóm cacboxyl vòng benzen định hướng cho phản ứng vào vị trí meta làm cho phản ứng khó khăn so với vào benzen Thí dụ: COOH COOH + + HNO3 H2O NO c) Nếu gốc hydrocacbon gốc không no có phản ứng đặc trưng riêng cho gốc không no phản ứng cộng III ESTE Phản ứng nhóm chức: a) Phản ứng thuỷ phân Este bị thuỷ phân môi trường axit kiềm - Phản ứng thuỷ phân môi trường axit este phản ứng nghịch phản ứng este hóa ;t RCOOR’ + H2O H⇌ RCOOH + R’OH - Phản ứng thuỷ phân môi trường kiềm phản ứng chiều gọi phản ứng xà phòng hóa: + o Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 O RCOOR’ + NaOH H   RCOONa + R’OH b) Phản ứng khử: Este bị khử Liti nhôm hydrua (LiAlH4) chuy ển v ề ancol b ậc Axit cho phản ứng RCOOR’ LiAlH  R – CH2 – OH + R’ – OH Phản ứng gốc hydrocacbon a) Phản ứng cộng vào gốc không no: CH3CH = CHCOOH + Br  CH3 CHBrCHBrCOOH b) Ph ản ứng trùng hợp: Một số este (có liên kết C+C) có khả tham gia phản ứng trùng hợp Ví dụ: H2C C C O CH3 H O xt, to H2 H C C COOCH3 n (Polymetylacrylat) OH OH Br Br + 3Br2 + 3HBr Br OH OH O 2N NO2 o + 3HNO3 H2SO4 /t + 3H2 O NO CACBOHYDRAT I Monosaccarit Cấu tạo tính chất hoá học glucozơ Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 a) Dạng mạch hở glucozơ Glucozơ có cấu tạo andehit đơn chức ancol chức, có công thức cấu tạo: CH 2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH – CHO, viết gọn CH 2OH(CHOH)4 CHO - Khử hoàn toàn glucozơ cho n-hexan Vậy nguyên tử C phân tử glucozơ tạo thành mạch dài - Phân tử glucozơ cho phản ứng tráng bạc, phân tử có nhóm –CH=O Các phản ứng đặc trưng cho nhóm là: t CH 2OH(CHOH)4 CHO + 2[Ag(NH3)2 ]OH  CH2 OH(CHOH)4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O t CH 2OH(CHOH)4 CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH  CH2OH(CHOH) 4COONa + Cu 2O + 3H2 O No , t CH 2OH(CHOH)4 CHO + H2  CH 2OH(CHOH)4CH2OH - Phân tử glucozơ tác dụng với Cu(OH)2 cho dung dịch màu xanh lam, phân tử có nhiều nhóm –OH vị trí kề 2C6H11 O6 – H + Cu(OH)2  (C 6H11 O6)2Cu + 2H 2O - Glucozơ tạo este chứa gốc axit CH3COO-; phân tử có nhóm –OH CH 2OH(CHOH)4 CH2OH + 5CH 3COOH  CH2OCOCH 3(CHOCOCH3)4 CH2OCOCH3 + 5H2 O b) Dạng mạch vòng glucozơ Nhóm –OH C5 cộng vào nhóm –CO tạo hai dạng vòng sáu cạnh  : Giữa dạng mạch vòng mạch hở có tồn cân bằng: o o o CH2OH CH2OH H O H OH H H H OH H H H H O CH OH OH OH CH2 OH H O OH OH H H OH H OH O H OH H OH   Nhóm –OH C1 (C nhóm andehit) dạng vòng tác dụng với methanol có HCl làm xúc tác tạo ete vị trí gọi metyl glucozit: CH2OH H CH 2OH O H OH H + H OH OH H HOCH3 HCl H O H OH H OCH3 OH OH H H OH Khi nhóm –OH C1 (được gọi nhóm – OH hemiaxetal) chuyển thành nhóm –OCH3 dạng vòng chuyển sang dạng mạch hở c) Các phản ứng lên men Glucozơ lên men tạo thành sản phẩm sau: glyxerol, ancol etylic; axit lactic, vitamin C… quan trọng qúa trình lên men tạo ancol etylic: / 30 30 C C 6H12O6 enzym   2C2H5 OH + 2CO2 Đồng phân glucozơ: fructozơ Fructozơ polihydroxi xeton có công thức thu gọn là: CH2 OH(CHOH)3COCH2 OH có công thức dạng mạch vòng là: o Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức CH 2OH Written by Zero000 CH 2OH CH 2OH OH OH O H OH H OH H  H O H OH OH H CH2O H  Tương tự glucozơ, fructozơ tác dụng với Cu(OH)2 dung dịch phức màu xanh lam, cộng với hydro cho poliancol, bị oxy hóa phức bạc amoniacat Cu(OH)2 (phản ứng nhóm andehit fructozơ chuyển thành glucozơ môi trường bazơ) II DISACCARIT Cấu tạo tính chất Saccarozơ - Saccarozơ có cấu tạo sau: CH 2OH O H H OH H H OH H CH 2OH H O H OH OH H O OH CH 2OH Phân tử saccarozơ hợp phân tử  - glucozơ  - fructozơ - Dung dịch saccarozơ làm tan Cu(OH)2 cho dung dịch màu xanh lam - Dung dịch saccarozơ không tham gia phản ứng tráng bạc, khử đồng (II) hydroxit không nhóm –OH hemiaxetal tự - Đun nóng dung dịch saccarozơ có mặt axit vô làm chất xúc tác ta thu glucozơ fructozơ: t C12H 22O11 + H 2O H  C 6H12O6 (glucozơ) + C6 H12O6 (fructozơ) Phản ứng xảy nhanh nhờ enzym - Saccarozơ tan dung dịch vôi sữa sục CO2 vào giải phóng lại saccarozơ Phản ứng dung để tinh chế đường C12H 22O11 + Ca(OH)2  C 12H22 O11.CaO.2H2O (canxi saccarat) C12H 22O11.CaO.2H2O + CO2  C 12H22 O11 + CaCO3 + 2H2O Cấu tạo tính chất mantozơ Cấu tạo: Do hai gốc glucozơ liên kết với qua nguyên tử oxy, gốc thứ C 1; gốc thứ hai C 4:  o CH2 OH CH 2OH O H H OH H H H O H OH H OH O OH H OH H H OH Vì nhóm –OH hemiaxetal góc glucozơ thứ hai tự dung dịch nước, gốc mở vòng tạo nhóm –CHO Do cấu trúc mantozơ có tính chất chính: Tính chất poliol giống saccarozơ Có tính khử tương tự glucozơ Khi có mặt axit enzym mantozơ bị thủy phân sinh hai phân tử glucozơ III POLISACCARIT Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 Tinh bột Là polisaccarit có cấu trúc vòng xoắn, tinh bột biểu yếu tính chất poliol andehit, biểu hịên rõ tính chất thuỷ phân phản ứng màu với iot a) Phản ứng thuỷ phân Khi đun nóng có xúc tác axit, tinh bột bị thủy phân đến cho glucozơ: ;t (C 6H10O5 )n + nH2O H  nC6H12 O6 Thực tinh bột bị thủy phân bước qua giai đoạn trung gian dextrin [C 6H10O5 ]x (x H H C > C >> C >>> Cl H H H Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Written by Zero000 Sự phân cực lan truyền dọc theo trục liên kết  gọi phân cực cảm ứng hay hiệu ứng cảm ứng, kí hiệu chữ I (từ Inductive Effect) Hiệu ứng giảm mạch dài II PHÂN LOẠI HIỆU ỨNG CẢM ỨNG: Nếu coi liên kết C – H không phân cực –H hiệu ứng cảm ứng ( I  0) –Cl gây nên hiệu ứng cảm ứng cách kéo electron hay hút electron phía nó, gọi hiệu ứng cảm ứng âm (kí hiệu –I) Ngoài hiệu ứng –I có hiệu ứng +I gọi hiệu ứng cảm ứng dương Đó hiệu ứng nhóm đẩy electron thí dụ -CH3 - Các nhóm –I hay gặp thứ tự ảnh hưởng -Br < - Cl < -F -NH < -OH < -F -CH = CH < -C6H5 < -C  CH - Hiệu ứng +I nhóm ankyl tăng theo bậc ankyl -CH < -CH2 – CH < -CH(CH 3)2 < -C(CH3) III ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG CẢM ỨNG: Với tính chất chất hữu a) Ảnh hưởng đến tính axit axit cacboxylic: Khi có nhóm hút electron gần nhóm –COOH lực axit tăng lên có truyền hiệu ứng I đến nhóm –COOH làm tăng tính axit ngược lại gốc hydrocacbon có tính đẩy electron mạnh tính axit giảm b) Đến tính bazơ amin Khi có nhóm đẩy electron gần nguyên tử nitơ lực bazơ tăng (do làm linh động cặp electron không liên kết N) ngược lại có nhóm hút electron làm giảm linh động cặp electron nguyên tử N kết qủa làm giảm tính bazơ Như amin thơm có tính bazơ amin không thơm amin bậc dãy béo có tính bazơ mạnh amin bậc Với phản ứng hữu a) Phản ứng cộng anken Nếu gần nguyên tử C sp2 (C=C) có chứa nhóm hút electron khả tham gia phản ứng cộng giảm xuống ngược lại (do làm giảm tính bền cacbocation) b) Phản ứng vòng thơm: - Các nhóm loại I nhóm có hiệu ứng +I: - Các nhóm loại II nhóm có hiệu ứng –I Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Nâng tầm tri thức Câu lạc Gia sư Hà Nội – www.giasuhanoi.com Written by Zero000 ... HỢP CHẤT HỮU CƠ - HIỆN TƯỢNG ĐỒNG ĐẲNG VÀ ĐỒNG PHÂN: Liên kết phân tử hợp chất hữu cơ: a) Nội dung thuyết cấu tạo hoá học: - Trong phân tử hợp chất hữu cơ, nguyên tử liên kết với theo hóa trị... obitan 2p gọi lai hóa obitan Trong hợp chất hữu có kiểu lai hóa:  Lai hóa sp3 : Một obitan s obitan p tổ hợp với để tạo thành obitan lai hóa sp có trục tạo nên góc 109 o28’  Lai hóa sp2 : Một obitan... chất (hóa, lý, sinh học) khác (do cấu tạo hóa học chúng khác nhau) Ví dụ: Xét hai chất ancol etylic dimetyl ete  Phân biệt loại đồng phân: + Đồng phân phẳng: Loại đồng phân khác cấu tạo hóa học,