HÓA HỌC HỮU CƠ: ankin

Phương pháp tổng hợp Ankin 1- Đi từ dẫn suất dihalogen: - Điều kiện: đihalogen ankan dạng 1,2-đihalogen hay gem-đihalogen hai nguyên tử halogen đính vào 2C cạnh nhau hoặc trên cùng 1C tr

Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TS ĐẶNG THỊ HÀ

leha1645@yahoo.com

Phần 2: Hydrocarbon

Tổng quan về Hydrocarbon

- Là những HCHC chỉ chứa C và H với Công thức chung là CnHm

Hydrocarbon

Mạch hở

(aliphatic, axyclic)

Mạch vòng

(Cyclic)

1 Dãy đồng đẳng axetilen

2 Danh pháp

3 Đồng phân

4 Phương pháp điều chế

5 Tính chất vật lý

6 Tính chất hóa học

Bài 4 Ankin

4 Phương pháp tổng hợp Ankin

1- Đi từ dẫn suất dihalogen:

- Điều kiện: đihalogen ankan dạng 1,2-đihalogen hay

gem-đihalogen (hai nguyên tử halogen đính vào 2C cạnh nhau hoặc

trên cùng 1C) trong môi trường kiềm rượu

2- Đi từ dẫn suất tetrahalogen:

Điều kiện: dẫn suất tetrahalogen có 4 halogen đính vào hai

cacbon liền nhau tác dụng với bột Zn

3- Đi từ axetylenua kim loại với dẫn suất mono halogen

-Bước 1: chuyển hóa axetilen thành dẫn suất cơ kim (cơ Na)

-Bước 2: cho natri axetylenua tác dụng với RX

Phương pháp tổng hợp Axetilen

1- Đi từ CaCO3 hay than đá theo sơ đồ sau:

CaCO3Lò nung

2500˚C Than đá Than cốc

CaO

CaC2 H2O axetilen

2- Đi từ khí thiên nhiên hay sản phẩm dầu mỏ: oxi hóa metan ở

nhiệt độ cao:

6CH4 + O2 2C2H2 + 2CO + 10H2O

1500˚C

3- Cracking oxi hóa nhiệt: tỷ lệ CH4:O2 = 1:0.65

6CH4 + 4O2 C2H2 + 8H2 + 3CO + CO2 + 3H2O

1500˚C

5 Tính chất vật lý của Ankin

6 Tính chất hóa học của Ankin

Đặc điểm của ankin: chứa liên kết ba tạo nên bởi 2

nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp có độ âm điện lớn(

>sp2 > sp3) làm cho liên kết ΞC-H có sự phân cực

mạnh về phía C, từ đó làm tăng khả năng tách H dưới

dạng proton

Phản ứng của Ankin gồm 3 loại chính:

Phản ứng cộng

(giống anken)

Phản ứng khử, cộng hợp, oxi hoá

6.1 Phản ứng cộng electrophin vào liên kết 3

6.1a Cộng electrophin đối xứng X2

- Ankin có khả năng cộng vơí halogen như Cl và Br

giống anken nhưng khác là có khả năng cộng 2 phân tử

X2 Điều kiện phản ứng là trong dung môi (như CCl4, ete

ở nhiệt độ thấp) theo cơ chế cộng electrophin và tuân

theo quy tắc Markovnikov

- Ví dụ

- So sánh khả năng cộng với tác nhân electrophin của

anken và ankin?

6.1b Phản ứng cộng các tác nhân electrophin bất

đối xứng: HX

- Ankin có khả năng cộng HX theo cơ chế AE và tuân theo quy tắc

Markovnikov Sản phẩm có thể cộng hợp 1 hay 2 phân tử HX

- Cơ chế phản ứng:

-Ví dụ:

Sản phẩm phản ứng là cộng cis hay cộng trans???

6.1c Phản ứng hydrat hoá ankin

- Nước cộng vào ankin cũng tương tự như cộng vào anken theo

cơ chế AE theo quy tắc Markovnikov, song khi cộng một phân tử

nước vào ankin sẽ tạo thành vinyl ancol dễ đồng phân hoá nhanh

thành hợp chất chưá nhóm carbonyl

- Điều kiện phản ứng : axit mạnh như H2SO4 và có mặt Hg2+

- Ví dụ:

6.1d Phản ứng cộng rượu và axit cacboxilic

- Tương tự như phản ứng cộng nước, dưới tác dụng của axit và

thuỷ ngân sunfat, ankin có khả năng cộng rươụ cho ete và cộng

axit carboxilic cho este

- Điều kiện phản ứng : axit mạnh như H2SO4 và có mặt Hg2+

- Ví dụ:

6.2 Phản ứng Cộng gốc tự do: X2, HX

Điều kiện tiến hành phản ứng:

-Ankin cũng có khả năng tham gia phản ứng gốc tương tự anken

vơí điều kiện là có xúc tác sinh gốc

- Ví dụ:

6.3 Phản ứng cộng hợp ankin

- Trùng hợp mạch vòng: nhiệt độ 500, than hoạt tính

và xúc tác phức Co,Ni benzen

Ví dụ:

- Trùng hợp mạch thẳng: xúc tác muối Cu(I) như

CuI, CuCl/AlCl3

Ví dụ:

- Trùng hợp xúc tác Cu ở 300C tạo cupren

(–CH=CH-)n

6.4 Phản ứng oxi hoá

- Oxi hoá bởi các tác nhân oxi hoá mạnh (KMnO4

hay Ozon/CCl4) tạo thành axit cacboxilic hoặc dẫn

suất chứa oxy

6.5 Tính axit yếu và phản ứng thế với kim loại

- Tính axit của ankin có liên kết 3 ở đầu mạch

Tính acid của ankin (pKa = 25) yếu hơn của nước (pKa = 15,7),

ancol (pKa = 16-19) nhưng lại mạnh hơn amoniac (pKa = 34) lần

và hơn cả etylen và etan

Tính axit tương đối : H2O > CHΞCH > NH3 > RH

Tính linh động của H trong ankin lớn hơn anken và ankan là do

độ âm điện của các nguyên tử C ở các trạng thái lai hoá khác

nhau và độ âm điện của C ở ankin là lớn nhất, làm cho liên kết

C-H của C ở liên kết 3 phân cực mạnh, tăng cường khả năng proton

hoá của nguyên tử H

Ankin không làm đỏ giấy quỳ, không có vị axit nhưng khi tác

6.5 Tính axit yếu và phản ứng thế với kim loại

- Phản ứng với kim loại kiềm và kiềm thổ

- Các phản ứng đặc trưng khác

Tạo axetilua kim loại kiềm với NaNH2

Tạo axetilua kim loại nặng với CuCl/NH3 và

AgNO3/NH3

Ankadien

Là những hydrocacbon chứa 2 liên kết đôi trong phân tử

- Ankadien cách có 2 nối đôi ở cách xa nhau từ 2 nhóm CH2 trở

lên  Tính chất hóa học giống monoanken nhưng đồng phân

nhiều hơn so với monoanken

- Ankadien liền có hai nối đôi chung nhau 1 cacbon: loại 1,2-dien

(Allen)

- Ankadien liên hợp là loại 1,3-dien có hai nối đôi cách nhau một

nối đơn

1 Allen

1,2-propadien: CH2=C=CH2

1.1 Phản ứng đồng phân hóa

- Điều kiện: Khi cho allen tiếp xúc với bazo mạnh như RO- trong

ROH, NH2- trong NH3 ankin

1.2 Phản ứng cộng hợp: H2, Halogen, H2O…

- Phản ứng đặc trưng của allen là AE

1.3 Phản ứng đime hóa

Khi đun nóng allen sẽ trùng hợp cho sản phẩm đime, trime,

tetrame…

2 Ankadien liên hợp

1,3-butadien: CH2=CH-CH=CH2

1.1 Phản ứng cộng hợp: H2, Halogen, H2O, HX…

- Phản ứng đặc trưng là AE

- Lưu ý: nếu tỉ lệ ankadien:X2 = 1:1 sẽ xảy ra sự cạnh tranh hai

sản phẩm là 1,4 và 1,2

1.2 Phản ứng cộng gốc

Khi có mặt của các tác nhân sinh ra gốc tự do Cũng có sự cạnh

tranh sản phẩm cộng 1,4 và 1,2

1.3 Phản ứng trùng hợp

1.4 Phản ứng cộng vòng

Câu hỏi – Bài tập

1 Từ các chất sau, viết PTPU điều chế axetilen: 1,2-điclo etan ,

1,1,2,2-tetraclo etan

2 Từ axetilen, viết PTPU điều chế but-1-in

3 Viết PTPU điều chế axetilen từ đá vôi và than đá

4 Nêu đặc điểm cấu tạo của ankin, từ đó cho biết phản ứng hóa học đặc trưng

của chúng Ví dụ?

5 Viết PTPU và cơ chế phản ứng khi cho propin tác dụng với dung dịch nước

brom trong ete với tỷ lệ là 1:1 và 1:2

6 Viết PTPU và cơ chế khi cho propin tác dụng với axit HCl với tỷ lệ là 1:1 và

1:2 Nêu sản phẩm chính, phụ, giải thích.

7 Viết PTPU và cơ chế khi cho propin tác dụng với nước trong môi trường axit

loãng.

8 Viết PTPU và cơ chế khi cho propin tác dụng với clo với xúc tác là peroxit và

đun nóng.