HÓA HỌC HỮU CƠ: Hydrocarbon

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Mơn học: HĨA HỌC HỮU CƠ Phần 2: Hydrocarbon TS ĐẶNG THỊ HÀ leha1645@yahoo.com Tổng quan Hydrocarbon - Là HCHC chứa C H với Công thức chung CnHm Hydrocarbon Mạch vòng (Cyclic) Mạch hở (aliphatic, axyclic) Ankan Anken Ankyn No không no Thơm Bài Ankan Dãy đồng đẳng metan Đồng phân Danh pháp Phương pháp điều chế Tính chất vật lý Tính chất hóa học Phương pháp tổng hợp Ankan 3.1 Nguồn tự nhiên: dầu mỏ, khí thiên nhiên -Khí thiên nhiên thường chứa khoảng : 75% metan, 15% etan, 5% propan, lại ankan mạch dài HCHC khác - Khi chưng cất dầu mỏ, thường thu chất sau: Khí thành phần Ete dầu hỏa Xăng Kerozen Dầu mazut Dầu bôi trơn Atphan C1-C4 C5-C6 C6-C8 C12-C15 C16-C23 C18-C22 C20 >C22 t˚ 320˚ ánh sáng tím hỗn hợp sản phẩm dẫn suất halogen ankan - Cơ chế phản ứng : gốc tự T˚ a/s Gđ 1: X2  2X● ●  HX + R ●  R-X + X Gđ 2: X + R-H ● Gđ 3: R + X-X ● ● ● Gđ 4: X + X  X-X - Khả phản ứng halogen: F2 > Cl2 > Br2 > I2 - Khả p/ư nguyên tử carbon: bậc 3> bậc 2> bậc 2a Phản ứng nitro hóa (axit HNO3) - HNO3 lỗng: R-H + HNO3 T˚,P cao  R-NO2 + H2O T˚,P cao - HNO3 đặc: R-H  R’-COOH HNO3 đặc 2b Phản ứng sunfo hóa (axit H2SO4 đặc) R-H + H2SO4 T˚ cao  R-SO3H + H2O Tác dụng với SO2 +O2 SO2 + Cl2: Ánh sáng/peoxit R-H + SO2 + Cl2  R-SO2-Cl + R- Cl + HCl Gđ 1: Cl2 ● Gđ 2: Cl + R-H ● Gđ 3: R + SO2 ● Gđ 4: R-SO2 + Cl2 ● ● R + Cl  2Cl● ●  HCl + R ●  R-SO2 ●  R-SO2-Cl + Cl  R-Cl P/ư để tổng hợp chất tẩy rửa (thủy phân sản phẩm với NaOH)  dùng dư SO2 Ánh sáng, 45˚C R-H + SO2 + O2  R-SO3-H - Phản ứng thuộc liên kết C-C P/ư đốt cháy oxy hóa: - Trong điều kiện dư đủ oxy:  oxy hóa hồn tồn tạo CO2+ H2O -Trong điều kiện thiếu oxy  oxy hóa khơng hồn tồn, sản phẩm tạo hỗn hợp sản phẩm dẫn suất oxy hydrocarbon (như rượu, andehyd, axit…) - Cơ chế phản ứng chế gốc Tia lửa t˚ cao ● ● Gđ khơi mào: R-H  R + H ● ● Gđ p/ư: R + O2  R-OO ● ● H + R-OO  R-OOH ● ● R-OOH  OH + RO ● ● OH + H  H2O ● ● RO + H  R-OH - Trong điều kiện nhiệt độ cao xúc tác muối coban mangan acetate, ankan bị oxy hóa oxy khơng khí tạo thành hỗn hợp sản phẩm axit ankanoic Cơ chế phản ứng: Xúc tác ● R-CH2-CH2-R’  R-CH2 + R’CH2 ● ● R-CH2 + O2  R-CH2-OO ● ● RCH2-OO  R-COOH + H ● ● R’-CH2 + O2  R’-CH2-OO ● R’CH2-OO  R’-COOH + H2O ● P/ư cracking: nhiệt, xúc tác, nước… - P/ư cracking nhiệt: theo chế gốc  thu hỗn hợp hydrocacbon mạch ngắn Ví dụ: cracking n-pentan hydro, metan, etan, eten, propan, propen… - P/Ư hydrocracking: Hydrocracking thành phân tử nhỏ Loại nhóm ankyl Khử vòng naphten P/ư reforming xúc tác: - Mục đích: thu xăng có số octan cao hơn, hydrocacbon thơm khí H2 - Xúc tác: platin/oxit nhơm - Xảy phản ứng sau: Khử Hydro vòng hóa parafin tạo thành hydrocarbon thơm Khử Hydro vòng hóa parafin tạo thành vòng năm cạnh Đồng phân hóa tạo isoparafin Câu hỏi – Bài tập Từ chất sau, viết PTPU điều chế khí etan : etanol, etan clorua, axit axetic, etilen Viết PTPU Fischer-strop điều chế ankan Từ hỗn hợp chất metan clorua, etan clorua, viết PTPU điều chế ankan Viết PTPU xảy điện cực điện phân dung dịch muối natri axetic Viết PTPU Corey – house để điều chế ankan có mạch dài Nêu vài phương pháp điều chế khí metan Viết chế p/ư, cho biết sản phẩm chính, phụ cho hỗn hợp CH3-CH2CH3 + Cl2 tỷ lệ mol 1:1 clo dư điều kiện ánh sang tím peroxit làm xúc tác Viết PTPU chế phản ứng cho propan tác dụng với hỗn hợp khí clorua sunfua dioxit tác dụng ánh sang tím làm xúc tác Khi oxy hóa metan điều kiện t= 400-600C, xúc tác Nox Thu hỗn hợp gồm andehyd formic methanol Viết chế phản ứng 10 Khi oxy hóa etan điều kiện t=280C thu hỗn hợp gồm CH3OH, C2H5OH, CH3CHO, CH3COOH Viết chế phản ứng 11 Viết đồng phân có C5H12, đọc tên đồng phân 12 Nêu đặc điểm cấu tạo phân tử hợp chất ankan nên phản ứng hóa học đặc trưng chúng  ... (18 020 0˚C), P đỏ hay Zn Phương pháp điều chế Ankan 3.1 Phương pháp giữ nguyên mạch carbon Ví dụ: T˚ CH3-CH2-CH2-CH2OH + 2HI  CH3-CH2-CH2-CH3 + H2O + I2 T CH3-CH2-CH2-CH2Cl+ HCl + Zn CH3-CH2-CH2-CH3... chế Ankan 3.3 Phương pháp tăng mạch carbon 3.3.1 Tổng hợp Hydrocarbon từ CO Hydro (Fischer-Strop) CO + H2  CnH2n +2 + H2O Co- chất mang CO + H2 Xt  Fe CnH2n +2 + CO2 CnH2n +2 + CO2 CnH2n + CO2 CO... + H2O  C H n 2n+1OH CnH2n+1CHO Xúc tác: Co, Fe, Ni …Đây trình tỏa nhiệt Xt CO2 + H2  CnH2n +2 + H2O CnH2n + H2O CnH2n+1OH CnH2n+1CHO 3.3 .2 Tổng hợp từ dẫn xuất halogen Na kim loại (Wurtz) 2R