TỔNG HỢP KIẾN THỨC ANKEN OLEFIN 1. Đồng đẳng – đồng phân – danh pháp Định nghĩa: anken là những hidrocacbon không no, mạch hở, có một liên kết đôi trong phân tử. Công thức tổng quát là CnH2n (n≥2) Đồng phân: các anken có thể có đồng phân cấu tạo (do sự sai khác về mạch, có nhánh, không nhánh, vị tri tương đối giữa các nhánh, vị trí tương đối của liên kết đôi) hoặc có thể có đồng phân hình học. Đồng phân hình học còn được gọi là đồng phân lập thể, đồng phân Z – E, đồng phân cis – trans, hay đồng phân không gian. + Điều kiện để có đồng phân lập thể: Điều 1: chứa ít nhất một liên kết đôi, hoặc một vòng no. Tuy nhiên phạm vi của ta chỉ ngâm cứu liên kết đôi, vì vậy mình sẽ không đề cập đến vòng no. Điều này nhằm hạn chế sự quay tự do quanh trục của các nhóm nguyên tử hai bên liên kết. Mình sẽ minh họa bằng hình ở dưới. Điều 2: Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử ở mỗi cacbon của liên kết phải khác nhau. Đồng đẳng: các anken lập thành một dãy đồng đẳng với công thức tổng quát như trên. Chất đầu dãy đồng đẳng là etilen hay eten (C2H4). Danh pháp: thông thường các anken được gọi bằng tên gốc – chức hoặc tên thay thê (IUPAC) Tên nửa hệ thống: tên anken = tên gốc hidrocacbon + ilen Ví dụ: CH2=CHCH3 (propilen) Tên IUPAC: tên anken = tên nhánh (kèm vị trí) + tên mạch chính + vị trí nối đôi + en Ví dụ: CH3CH=C(CH3)CH3 (2metyl but2en) Chú ý: mạch chính là mạch chứa nối đôi dài nhất. Đánh số mạch chính từ đầu nào gần nối đôi hơn. 2. Tính chất vật lý Hai chất đầu dãy (C3 và C4) ở thể khí ở đk thường. Còn lại tương tự ankan. 3.Tính chất hóa học Tính chất 1: phản ứng cộng đặc trưng với X2 (Cl2, Br2, H2), HX (HCl, HBr, HOH) CH2=CH2 + Br2 (dd) → CH2BrCH2Br CH3CH=CH2 + HCl → CH3CHClCH3 (sản phẩm chính) CH3CH=CH2 + HCl → CH3CH2CH2Cl (sản phẩm phụ) Quy tắc Maccopnhicop: trong một phản ứng cộng HX vào nối đôi thì H sẽ ưu tiên cộng vào C của nối đôi có nhiều H hơn, còn X sẽ vào C của nối đôi có ít H hơn. Chú ý: anken hợp nước tạo thành ancol. (H2O coi như HOH, ở đây X là OH) Tính chất 2: phản ứng thế ở điều kiện khắc nghiệt của một số anken đầu dãy. Với một số anken đầu dãy khi phản ứng với halogen ở điều kiện nhiệt độ cao (5000C 7000C) sẽ dễ tham gia thế hơn là cộng. CH2=CH2 + Cl2 → HCl + CH2=CHCl (vinyl clorua) Tính chất 3: phản ứng tách (ít gặp và không có gì nổi bật). Thông thường tách H2 ra khỏi anken sẽ làm anken “đói” thêm. Tức sẽ tạo ra hidrocacbon có nhiều liên kết pi hơn, như ankin, hay ankadien chẳng hạn. CH2=CH2 → CH≡CH + H2 Tính chất 4: phản ứng OXH (đốt và OXH hữu hạn bởi KmnO4) Phản ứng đốt: CnH2n + 3n2 O2 > nCO2 + nH2O Phản ứng với KMnO4: phản ứng sẽ OXH liên kết đôi tạo thành điol (rượu 2 chức, mỗi chức ở một C của nối đôi cũ) Tính chất 5: phản ứng trùng hợp, tạo polyme Phản ứng trùng hợp: là phản ứng cộng hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn hơn (polyme). Mỗi monome gọi là một mắt xích. Điều kiện để có phản ứng trùng hợp là các phân tử tham gia phải có liên kết bội (đôi hoặc ba). Ví dụ về trùng hợp: nCH2=CH2 → (CH2CH2)n (poly etilen) 4. Ứng dụng và điều chế Ứng dụng: Điều chết các polyme như PE (poly etilen), PVC (poly vinyl clorua), PP (polypropylen), … Điều chế ancol tương ứng bằng cách hợp nước. Chú ý những ancol này chỉ dùng trong công nghiệp (làm dung môi …) chứ không phải sản xuất rượu uống. Khí etilen dùng để kích thích sự hoạt động của ezim nên giúp trái cây mau chín. Điều chế: Tách nước của rượu no, đơn chức, mạch hở tương ứng (đe hidrat hóa). CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O Chú ý: tách nước hay tách HX nói chung tuân theo quy tắc Zaixep: “khi tách HX thì X được ưu tiên tách ra cũng H ở cacbon bậc cao hơn bên cạnh)” Đe hidro hóa hoặc cracking ankan. CH3CH2CH3 → CH2=CH2 + CH4 (cracking) CH3CH2CH3 → CH2=CHCH3 (đe hidro hóa) Hidro hóa ankin hoặc ankadien. CH≡CH + H2 → CH2=CH2 CH2=CHCH=CH2 + H2 → CH2=CHCH2CH3 Tách HX của dẫn xuất mono halogen tương ứng với xúc tác KOHrượu tương ứng. Tách X2 từ dẫn xuất đi halogen tương ứng (chú ý hai nguyên tử halogen phải ở C sát nhau)
TỔNG HỢP KIẾN THỨC ANKEN OLEFIN Đồng đẳng – đồng phân – danh pháp - Định nghĩa: anken hidrocacbon khơng no, mạch hở, có liên kết đôi phân tử Công thức tổng quát CnH2n (n≥2) - Đồng phân: anken có đồng phân cấu tạo (do sai khác mạch, có nhánh, không nhánh, vị tri tương đối nhánh, vị trí tương đối liên kết đơi) có đồng phân hình học Đồng phân hình học gọi đồng phân lập thể, đồng phân Z – E, đồng phân cis – trans, hay đồng phân khơng gian + Điều kiện để có đồng phân lập thể: Điều 1: chứa liên kết đơi, vòng no Tuy nhiên phạm vi ta ngâm cứu liên kết đơi, khơng đề cập đến vòng no Điều nhằm hạn chế quay tự quanh trục nhóm ngun tử hai bên liên kết Mình minh họa hình Điều 2: Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử cacbon liên kết phải khác Đồng đẳng: anken lập thành dãy đồng đẳng với công thức tổng quát Chất đầu dãy đồng đẳng etilen hay eten (C2H4) Danh pháp: thông thường anken gọi tên gốc – chức tên thay thê (IUPAC) Tên nửa hệ thống: tên anken = tên gốc hidrocacbon + ilen Ví dụ: CH2=CH-CH3 (propilen) Tên IUPAC: tên anken = tên nhánh (kèm vị trí) + tên mạch + vị trí nối đơi + en Ví dụ: CH3-CH=C(CH3)-CH3 (2-metyl but-2-en) Chú ý: mạch mạch chứa nối đơi dài Đánh số mạch từ đầu gần nối đơi Tính chất vật lý Hai chất đầu dãy (C3 C4) thể khí đk thường Còn lại tương tự ankan 3.Tính chất hóa học Tính chất 1: phản ứng cộng đặc trưng với X2 (Cl2, Br2, H2), HX (HCl, HBr, HOH) CH2=CH2 + Br2 (dd) → CH2Br-CH2Br CH3-CH=CH2 + HCl → CH3-CHCl-CH3 (sản phẩm chính) CH3-CH=CH2 + HCl → CH3-CH2-CH2Cl (sản phẩm phụ) Quy tắc Maccopnhicop: phản ứng cộng HX vào nối đôi H ưu tiên cộng vào C nối đơi có nhiều H hơn, X vào C nối đơi có H Chú ý: anken hợp nước tạo thành ancol (H2O coi HOH, X OH) Tính chất 2: phản ứng điều kiện khắc nghiệt số anken đầu dãy Với số anken đầu dãy phản ứng với halogen điều kiện nhiệt độ cao (500^0C - 700^0C) dễ tham gia cộng CH2=CH2 + Cl2 → HCl + CH2=CHCl (vinyl clorua) Tính chất 3: phản ứng tách (ít gặp khơng có bật) Thông thường tách H2 khỏi anken làm anken “đói” thêm Tức tạo hidrocacbon có nhiều liên kết pi hơn, ankin, hay ankadien chẳng hạn CH2=CH2 → CH≡CH + H2 Tính chất 4: phản ứng OXH (đốt OXH hữu hạn KmnO4) Phản ứng đốt: CnH2n + 3n/2 O2 -> nCO2 + nH2O Phản ứng với KMnO4: phản ứng OXH liên kết đôi tạo thành điol (rượu chức, chức C nối đơi cũ) Tính chất 5: phản ứng trùng hợp, tạo polyme Phản ứng trùng hợp: phản ứng cộng hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polyme) Mỗi monome gọi mắt xích Điều kiện để có phản ứng trùng hợp phân tử tham gia phải có liên kết bội (đơi ba) Ví dụ trùng hợp: nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n (poly etilen) Ứng dụng điều chế Ứng dụng: - Điều chết polyme PE (poly etilen), PVC (poly vinyl clorua), PP (polypropylen), … - Điều chế ancol tương ứng cách hợp nước Chú ý ancol dùng công nghiệp (làm dung môi …) sản xuất rượu uống Khí etilen dùng để kích thích hoạt động ezim nên giúp trái mau chín Điều chế: Tách nước rượu no, đơn chức, mạch hở tương ứng (đe hidrat hóa) CH3-CH2-OH → CH2=CH2 + H2O Chú ý: tách nước hay tách HX nói chung tuân theo quy tắc Zaixep: “khi tách HX X ưu tiên tách H cacbon bậc cao bên cạnh)” Đe hidro hóa cracking ankan CH3-CH2-CH3 → CH2=CH2 + CH4 (cracking) CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH3 (đe hidro hóa) Hidro hóa ankin ankadien CH≡CH + H2 → CH2=CH2 CH2=CH-CH=CH2 + H2 → CH2=CH-CH2-CH3 Tách HX dẫn xuất mono halogen tương ứng với xúc tác KOH/rượu tương ứng Tách X2 từ dẫn xuất halogen tương ứng (chú ý hai nguyên tử halogen phải C sát nhau) ... nhiều H hơn, X vào C nối đơi có H Chú ý: anken hợp nước tạo thành ancol (H2O coi HOH, X OH) Tính chất 2: phản ứng điều kiện khắc nghiệt số anken đầu dãy Với số anken đầu dãy phản ứng với halogen điều... phản ứng trùng hợp, tạo polyme Phản ứng trùng hợp: phản ứng cộng hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polyme) Mỗi monome gọi mắt xích Điều kiện để có phản ứng trùng hợp phân tử... (vinyl clorua) Tính chất 3: phản ứng tách (ít gặp khơng có bật) Thơng thường tách H2 khỏi anken làm anken “đói” thêm Tức tạo hidrocacbon có nhiều liên kết pi hơn, ankin, hay ankadien chẳng hạn