Đang tải... (xem toàn văn)
Anken trong hóa hữu cơ là một hydrocacbon không no chứa một liên kết đôi giữa các nguyên tử cacbon cacbon. Những anken đơn giản nhất, chỉ với một liên kết đôi, tạo thành một dãy đồng đẳng, dãy anken với công thức tổng quát CnH2n.1 Anken đơn giản nhất là C2H4, có tên thường gọi là êtilen và tên gọi của Tổ chức hóa học lý thuyết và ứng dụng quốc tế (IUPAC) là êten. Tiếp theo, êten trong dãy đồng đẳng anken là prôpen (hay prôpylen với ba nguyên tử cacbon), buten (hay butylen với bốn nguyên tử cacbon), penten (hay pentylen với năm nguyên tử cacbon)... Trong trường hợp từ buten và các anken lớn hơn, các đồng phân có thể tồn tại, phụ thuộc vào vị trí của liên kết đôi. Ví dụ buten có bốn đồng phân là: 1buten (αbutylen), cis2buten (cisβbutylen), trans2buten (transβbutylen) và mêtylprôpen (isobutylen). Các anken là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp hóa dầu. Điểm sôi của các anken tăng lên khi mạch cacbon của chúng dài hơn.2 Anken còn được gọi là ôlêfin hay olefin (từ cổ, nhưng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa dầu) hoặc các hợp chất vinyl.
Chương 5: (4Tiết) ANKEN (Olefin) NỘI DUNG 5.1 Định nghĩa – cấu trúc phân tử 5.2 Danh pháp – đồng phân 5.3 Lý tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.1.1 ĐN 5.1.2 Cấu trúc ANKEN 5.1 Định nghĩa – cấu trúc phân tử 5.1.1 Định nghĩa - Anken hydrocarbon có chứa liên kết đơi C=C - Cơng thức chung CnH2n, Với n≥2 5.1.2 Cấu trúc: C=C trạng thái lai hóa sp2 Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.2.1 DP ANKEN 5.2 Danh Pháp – đồng phân 5.2.1 Danh pháp a Danh pháp thường - Tương tự tên ankan, thay đuôi “an” “ilen” - Vd CH2 = CH – CH3 Propilen CH2 = CH – CH2 – CH3 α-butilen CH3 – CH = CH – CH3 β-butilen Isobutilen Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.2.1 DP ANKEN b Danh pháp IUPAC Gọi tên: Chỉ số vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch + số (nhỏ nhất) vị trí lk đơi + en Lưu ý: - Mạch mạch dài có chứa lk đơi, nhiều nhánh - Đánh số mạch từ phía lk đơi Vd 4-metylpent-1-en 5,5-Dimetylhex-2-en (Btập: 1,2,3,6,7,8/187) Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.2.1 DP ANKEN c Tên nhóm akenyl: Nhóm ngun tử lại sau bớt nguyên tử H khỏi phân tử anken gọi nhóm ankenyl - Tên gọi: Thêm yl vào vị trí số vị trí C chứa hóa trị tự Tuy nhiên, IUPAC cho lưu dùng tên thường số nhóm ankenyl Ví dụ: Etenyl (Vinyl) Prop-2-en-1-yl (allyl) Prop-1-en-1-yl 1-metyl vinyl (isopropenyl) Chương 5: (4Tiết) 5.2 DP ĐP 5.2.1 DP 5.2.2 ĐP ANKEN 5.2.2 Đồng phân a Đồng phân cấu tạo: Gồm đồng phân mạch C đồng phân vị trí liên kết đơi b Đồng phân hình học: Xuất hai ngun tử C liên kết đơi mang hai nhóm khác (cis – trans) Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính ANKEN 5.3 Lí tính - Anken từ 1C đến 4C (ở điều kện thường): chất khí - Từ 5C trở lên: trạng thái lỏng rắn - Các anken không tan nước, tan tốt dung môi không phân cực phân cực - Tỉ khối nhỏ - T0s anken mạch không nhánh > t0s anken mạch nhánh, tăng đặn tăng khối lượng phân tử - T0s t0nc đồng phân nối đôi mạch > đồng phân có nối đơi đầu mạch - T0s đồng phân cis > trans; T0nc đồng phân cis < trans ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.4.1 Điều chế thông qua phản ứng tách a Tách hiđrohalogenua từ ankyl halogenua (K/R) C-C H X 5.4 Điều chế B- (Bazơ mạnh) Ancol (dung mô i), t0 >C=C< + HB + X- X = Cl, Br ( Bài tập 10/188) Ví dụ: Bromxiclohexan Xiclohexen ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế b Tách nước từ ancol (Btập 13, 27/189) TQ: - Xúc tác pha lỏng (xt H2SO4 đặc H3PO4 đặc >1700C hay pha khí (Al2O3, zeolit 360–4000C) Ví dụ: RCH2CHR' OH Al 2O3 o 400 C RCH=CHR' Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế ANKEN c Từ dẫn xuất đihalogen kế cận (vicđihalogenua)Zn (hoaëc NaI) C-C >C=C< + ZnX2 (hoaë c NaIX 2) axeton TQ: X X Ví dụ: H Br C6H5 C-C C6H5 Br H C 6H NaI axeton H C==C H C6 H5 NaIBr2 d Từ este - Nhiệt phân este nhiệt độ 300 – 5000C Ví dụ: 550 C CH3 -CH -CH -CH -O-COCH ��� � CH -CH -CH=CH + CH 3COOH ANKEN Chương 5: (4Tiết) Ví dụ: (Btập 26/192) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP CHCl3 CH3CH 2CH=CH + Cl2 ��� � CH -CH -CHCl-CH 2Cl 00 C CCl4 CH3CH=CH + Br2 ��� � CH -CHBr-CH Br 00 C 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính + Br2 CCl4 - 0C Br trans-1,2-đibromxiclohexan Br Cơ chế: Br+ Br Br C=C chaä m + Br+ C C - + Br nhanh C Br C C Br C +Br- ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính (2) Cộng HA (axit H2O): Bài tập 11,12/189 H H A Cơ chế: C C + chaä m C + H CH + A- nhanh C Ví dụ: CH =CH + H 2SO � CH -CH -OSO3H hiđrosunfat) CH3-CH=CH2 + HBr (etyl CH3-CHBr-CH3 S¶n phÈm chÝnh CH3-CH2-CH2Br S¶n phÈm phơ CF3-CH=CH2 + HBr CF3-CHBr-CH3 S¶n phÈm phơ CF3-CH2-CH2Br S¶n phÈm chÝnh C A ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính (3) Phản ứng hidrat hóa anken (Cộng Hg(OAc)2 BH3 tạo thành ancol (OAc: -OCOCH3) H3 C H3 C C C H Hg(OAc)2 H H2O, THF CH3 AcO C CH2-Hg-OAc CH3 NaBH4 NaOH CH3 H3C C OH CH3 BH3 H O2 CH CH=CH ��� � (CH 3CH 2CH )3B ��� � CH 3CH 2CH 2OH NaOH - Phản ứng thực chất phản ứng cộng ơxy hóa, cho sản phẩm ngược với phản ứng hydrat hóa alken (Btập 20,21/191) ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.5.2 Phản ứng cộng gốc (btập 18, 24/190) - Pứ cộng HBr có mặt ROOR (peroxit) theo qui tắc Morris S Kharasch Frank R ngược ROOR Markovnikov CH3CH2CH2Br 5.3 Lí tính CH3CH=CH2 + HBr 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính CH3CHBrCH3 - Cơ chế pứ ROOR Br C C 2RO ROH +Br RO + HBr C C HBr C C Br H +Br ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính 5.5.3 Phản ứng hydro hóa: -Phản ứng xảy với xúc tác kim loại Ni, Pt, Pd,… t0 tạo thành ankan - Xúc tác Pd thường tẩm carbon (Pd/C), Pt thường sử dụng dạng PtO2 gọi tác chất xúc tác Adams CH3 CH3 CH3 H2, PtO2 H CH3COOH H 1,2-Dimetylcyclohexen CH3 cis-1,2-Dimetylcyclohexan (82%) ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính 5.5.4 Phản ứng oxi hóa a Phản ứng với oxi peoxit CH2=CH2 + 1/2O2 Ag H2C Ag H H3 C C CH2 O CH3-CH=CH2 + C6H5COOOH CH2 + C6H5COOH O b Phản ứng với ozon (Btập 22,28/191) C CH3 O3 Zn, H3O CH3 Isopropylidencyclohexan H3C C C CH3 H H3C O3 H3C H3C O Cyclohexan Zn/H3O+ O C O + CH3 O Aceton H3C H3C CH CH3 O C CH3 H 2O C O H3C H3C + CH3CHO C O + CH3COOH Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính ANKEN c Oxi hóa KMnO4 - Trong mơi trường trung tính kiềm lỗng oxi hóa nối đơi tạo thành hợp chất điancol - Trong mơi trường axit đun nóng oxi hóa cắt mạch tạo thành axit cacboxylic xeton Ví dụ: (btập 32/193) H3 C H3 C C CH-CH3 KMnO4/H3O+ H3 C H3 C C O + CH3COOH -Nếu oxi hóa K2Cr2O7/H3O+ HNO3 bẻ gãy mạch -Nếu oxh KMnO4 loãng, sp ancol (BT 29) ANKEN Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính 5.4 Điều chế 5.5 Hóa tính d Pứ oxi hóa hồn toàn (t0) 5.5.5 Phản ứng trùng hợp -Ở điều kiện xúc tác, nhiệt độ áp suất thích hợp, alken trùng hợp cho polymer VD: n CH3 CH=CH2 (CH CH2)n CH3 Chương 6: (3Tiết) ANKADIEN NỘI DUNG 6.1 Định nghĩa – cấu trúc phân tử 6.2 Danh pháp – đồng phân 6.3 Lý tính 6.4 Điều chế 6.5 Hóa tính Chương 6: (3Tiết) 6.1 ĐN cấu trúc 6.1.1 ĐN 6.1.2 Cấu trúc ANKADIEN 6.1 Định nghĩa – cấu trúc 6.1.1 Định nghĩa: Là hiđrocacbon khơng no có hai nối đôi phân tử - Công thức chung: CnH2n-2 (n ≥ 3) - Phân loại: + Có hai nối đơi cách biệt (cách hai liên kết đơn) + Hai nối đôi liền nhau: allen + Hai nối đôi cách liên kết đơn: liên hợp 6.1.2 Cấu trúc ankađien liên hợp: Các nguyên tử C nối đơi trạng thái lai hóa sp2, hiệu ứng liên hợp nên nối đơn hai nối đôi mang phần chất liên kết đôi nên độ dài liên kết nhỏ liên kết đơn bình thường Chương 6: (3Tiết) 6.1 ĐN cấu trúc 6.2 DP ĐP 6.2.1 DP 6.2.2 ĐP 6.3 Lí tính ANKADIEN 6.2 Danh pháp – Đồng phân 6.2.1 Danh pháp - Giống anken, thay đuôi “en” thành đuôi “ađien” 6.2.2 Đồng phân: - Đồng phân cấu tạo (mạch C, vị trí liên kết đơi) - Đồng phân hình học 6.3 Lí tính (xem giáo trình) ANKADIEN Chương 6: (3Tiết) 6.1 ĐN cấu trúc 6.2 DP ĐP 6.3 Lí tính 6.4 Điều chế 6.4 Điều chế (ankađien liên hợp) 6.4.1 Điều chế từ ancol Cr2 O3 /Al O3 ����� 2CH3CH2OH 400-5000C CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2 CH3 H3C C C CH2 H OH Al2O3 CH2=CH-CH=CH2 + H2O t CH3 6.4.2 Các phương pháp khác - Từ ankan anken tương ứng: Đề hiđro với xúc tác Cr2O3 t0 CH3CH2CH2CH3 Butan 6000C Xuù c taù c H2C CH CH CH2 + H2 1,3-Butadien - Từ axetilen: Cu Cl2 , NH 4Cl H , xt CH �CH ����� � CH =CH-C � CH ��� � CH =CH-CH=CH 2 H O,50 C Chương 6: (3Tiết) 6.1 ĐN cấu trúc 6.2 DP ĐP 6.3 Lí tính 6.4 Điều chế 6.5 Hóa tính ANKADIEN 6.5 Hóa tính 6.5.1 Phản ứng cộng (H2, Br2, HX) - Tùy thuộc vào điều kiện phản ứng thu sản phẩm cộng 1,2 hay cộng 1,4 -Phản ứng xảy theo chế cộng electrophin + Nhiệt độ thấp ưu tiên tạo sản phẩm 1,2 + Nhiệt độ cao thu chủ yếu sản phẩm 1,4 Ví dụ: CH =CH-CH=CH + Br2 � BrCH -CH=CH-CH Br + BrCH -CHBr-CH=CH Ở -800C: Ở +400C: (1,4) 20% 80% (1,2) 80% 20% ANKADIEN Chương 6: (3Tiết) 6.1 ĐN cấu trúc 6.2 DP ĐP 6.3 Lí tính 6.5.2 Phản ứng cộng vòng Diels-alder - Sự khác rõ rệt dien liên hợp không liên hợp dien liên hợp phản ứng cộng với dẫn xuất anken cho sản phẩm cycloanken VD: 1,3-butadien phản ứng với 3-buten-2-on cho sản phẩm 3-cyclohexenyl metyl ceton, hsuất 96% 6.4 Điều chế 6.5 Hóa tính -Nếu hợp phần đien có nhóm đẩy e CH3-, CH3O-, …và hợp phần đienophin có nhóm hút e pứ xảy O O dễ dàng C + 1,3-Butadien CH 3-Buten-2-on Benzen CH3 3-Cyclohexenyl metyl ceton (96%) Chương 6: (3Tiết) 6.1 ĐN cấu trúc 6.2 DP ĐP 6.3 Lí tính 6.4 Điều chế 6.5 Hóa tính ANKADIEN 6.5.3 Pứ trùng hợp ... Chương 5: (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.2.1 DP ANKEN c Tên nhóm akenyl: Nhóm ngun tử lại sau bớt ngun tử H khỏi phân tử anken gọi nhóm ankenyl - Tên gọi: Thêm yl vào vị trí số vị trí C chứa... (4Tiết) 5.1 ĐN cấu trúc 5.2 DP ĐP 5.3 Lí tính ANKEN 5.3 Lí tính - Anken từ 1C đến 4C (ở điều kện thường): chất khí - Từ 5C trở lên: trạng thái lỏng rắn - Các anken không tan nước, tan tốt dung môi không... dùng tên thường số nhóm ankenyl Ví dụ: Etenyl (Vinyl) Prop-2-en-1-yl (allyl) Prop-1-en-1-yl 1-metyl vinyl (isopropenyl) Chương 5: (4Tiết) 5.2 DP ĐP 5.2.1 DP 5.2.2 ĐP ANKEN 5.2.2 Đồng phân a Đồng