hóa hữu cơ 12

TÀI LIỆU ƠN TẬP HĨA 12 Người soạn : Đặng Lam Thiên Một số kiến thức ôn tập trước vào este  Bảng 1: Tên gọi số axit thường gặp Công thức cấu tạo HCOOH CH3COOH C2H5COOH CH3CH2CH2COOH Tên thường Axit fomic Axit axetic Axit propionic Axit butiric Axit isobutiric Tên thay Axit metanoic Axit etanoic Axit propanoic Axit butanoic Axit 2-metylpropanoic CH3CH2CH2CH2COOH CH3CH2CH2CH2CH2COOH CH3CH2CH2CH2CH2CH2COOH (COOH)2 CH2(COOH)2 (CH2)2(COOH)2 (CH2)3(COOH)2 CH2=CH-COOH Axit valeric Axit caproic Axit enangtoic Axit oxalic Axit malonic Axit sucxinic Axit glutaric Axit acrylic Axit metacylic Axit pentanoic Axit hexanoic Axit heptanoic Axit etan đioic Axit propan đioic Axit butan đioic Axit pentan đioic Axit propenoic Axit 2-metylpropenoic  Bảng 2: Tên gọi số gốc thường gặp Công thức cấu tạo CH3- Tên thường Metyl Công thức cấu tạo Tên thường Sec-butyl C2H5hoặc CH3CH2- Etyl C3H7hoặc CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH2- Propyl CH2=CH- Vinyl Butyl Isobutyl CH2=CH-CH2C6H5- Anlyl Phenyl C6H5CH2 - Benzyl Tert-butyl “Chất tan, tình yêu với thời gian vĩnh hằng” 0982236793 Page TÀI LIỆU ƠN TẬP HĨA 12 Người soạn : Đặng Lam Thiên CHƯƠNG I : ESTE – LIPIT BÀI : ESTE I/ Khái niệm : Khi thay nhóm OH - phân tử axit cacboxylic nhóm OR’ phân tử ancol, ta thu este t0 , H SO đặ c ����� � � CH 3COOH + C2H5OH ����� CH3COOC2H5 + H2O Ví dụ : t0 , H SO đặ c Tổng quát : RCOOH + R’OH ����� � ����� � RCOOR’ + H2O II/ Đồng phân, danh pháp : RCOOR’ (R H gốc hiđrocacbon , R’ gốc hiđrocacbon ) Cách gọi : “Tên gốc hiđrocacbon R’ + tên anion gốc axit (gọi theo tên thường axit, đuôi ic => at )” 1/ Este no, đơn chức, mạch hở : CnH2nO2 (n ≥ 2) CnH2n+1COOCmH2m+1 (n ≥ , m ≥ 1) + n = : C H4 O (1 este) HCOOCH : metyl fomiat (metyl fomat) + n = : C H O2 (2 este) HCOOC 2H5 : etyl fomat CH3COOCH3 : metyl axetat + n = : C4H8O2 (4 este) HCOOCH2CH2CH3 propyl fomat isopropyl fomat CH3COOC2H5 etyl axetat C2H5COOCH3 metyl propionat + n = : C 5H10O2 (9 este) HCOOCH2CH2CH2CH3 butyl fomat sec-butyl fomat isobutyl fomat CH3COOCH2CH2CH3 propyl axetat tert-butyl fomat C2H5COOCH2CH3 metyl propionat ispropyl axetat CH3CH2CH2COOCH3 metyl butirat metyl isobutirat 2/ Este không no, đơn chức, mạch hở, nối đôi C=C : CnH2n-2O2 (n ≥ 3) + n = : C3H4O2 (1 este) HCOOCH=CH2 : vinyl fomat + n = : C4H6O2 (5 este) HCOOCH2CH=CH2 anlyl fomat HCOOCH=CHCH3 CH3COOCH=CH2 CH2=CHCOOCH3 vinyl axetat metyl acrylat “Chất tan, tình yêu với thời gian vĩnh hằng” 0982236793 Page TÀI LIỆU ƠN TẬP HĨA 12 Người soạn : Đặng Lam Thiên + n = : C5H8O2 (16 este) HCOOCH=CHCH2CH3 HCOOCH2CH=CHCH3 HCOOCH2CH2CH=CH3 CH3COOCH=CHCH3 CH3COOCH2CH=CH3 CH2=CHCOOCH2CH3 CH2=CHCH2COOCH3 C2H5COOCH=CH2 CH3CH=CHCOOCH3 “Chất tan, tình yêu với thời gian vĩnh hằng” 0982236793 Page 3/ Este phenol đơn chức : CnH2n-8O2 (n ≥ 7) RCOOC 6H4R’ (R, R’ H gốc hiđrôcacbon) + n = : C7H6O2 (1 este) HCOOC 6H5 : phenyl fomat + n = : C8H8O2 (6 este) HCOOCH2C6H5 benzyl fomat HCOOC6H4CH3 (o,m,p) CH3COOC6H5 phenyl axetat C6H5COOCH3 metyl benzoat 4/ Este no, hai chức, mạch hở : CnH2n-2O4 (n ≥ 4) a/ Este tạo axit no chức, mạch hở ancol no đơn chức mạch hở : + n = : C H O4 + n = : C H8 O đimetyl oxalat (đimetyl malonat) b/ Este tạo từ ancol no chức, mạch hở axit no đơn chức mạch hở : + n = : C H O4 + n = : C H8 O (HCOO)2C2H4 Ngồi ra, este C4H6O4 cịn đồng phân và este C5H8O4 cịn đồng phân khơng thuộc hai dạng phân loại III/ Tính chất vật lí : - Các este chất lỏng rắn điều kiện thường - Các este có mùi thơm đặc trưng : isoamyl axetat CH 3COOCH2CH2CH(CH3)2 có mùi chuối chín, etyl butirat CH 3CH2CH2COOC2H5 etyl propionat CH 3CH2COOC2H5 có mùi dứa, geranyl axetat có mùi hoa hồng, benzyl axetat CH 3COOCH2C6H5 có mùi hoa nhài - Không tan nước, nhẹ nước Thường có t sơi độ tan nước thấp hẳn axit ancol số cacbon phân tử khối (nguyên nhân : không tạo liên kết hiđrô este với nước este với nhau) IV/ Tính chất hóa học : 1/ Phản ứng thủy phân : (phản ứng đặc trưng este) a/ Thủy phân môi trường axit : Ví dụ: CH 3COOC2H5 + H2O t , H SO4 ���� � ���� � CH3COOH + C2H5OH Tổng quát :  RCOOR’ + H 2O t , H SO4 ���� � ���� � RCOOH + R’OH Đặc điểm : phản ứng thuận nghịch (2 chiều) , cần xúc tác H 2SO4 nhiệt độ cao (vì phản ứng thuận nghịch nên este dư tạo thành hai chất lỏng → tách lớp ) b/ Thủy phân môi trường kiềm : (phản ứng xà phịng hóa) Ví dụ : Tổng qt :  t �� � CH3COONa + C2H5OH CH3COOC2H5 + NaOH t �� � RCOONa + R’OH RCOOR’ + NaOH Đặc điểm : phản ứng chiều (không thuận nghịch) , xảy nhiệt độ cao (vì phản ứng chiều nên este hết → sản phẩm đồng ) (**) Một số phản ứng đặc biệt : c/ Este có dạng anđêhit : RCOOCH=CH-R’ (R R’ H gốc hiđrôcacbon) → thủy phân môi trường axit : sinh axit anđêhit Ví dụ : t , H SO4 ���� � � CH3COOCH=CH2 + H2O ���� CH3COOH + CH3CHO → thủy phân môi trường bazơ : sinh muối anđêhit Ví dụ : HCOOCH=CH-CH3 + NaOH t �� � HCOONa + CH 3CH2CHO d/ Este đơn chức phenol : cộng NaOH KOH tỉ lệ 1:2 , sản phẩm tạo muối nước RCOOC6H4R’ + 2NaOH → RCOONa + R’C 6H4ONa + H2O Ví dụ : CH3COOC6H5 + 2NaOH → CH 3COONa + C6H5ONa + H2O HCOOC 6H4CH3 + 2NaOH → HCOONa + CH 3C6H4ONa + H2O e/ Este tráng bạc : có dạng HCOOR (R bất kì) f/ Phản ứng gốc hiđrơcacbon : este khơng no có phản ứng gốc hiđrơcacbon (phản ứng cộng dung dịch Br2 , phản ứng trùng hợp ) g/ Phản ứng cháy : este no đơn hở t � nCO2 + nH2O CnH2nO2 + O2 �� nCO2  n H 2O ; nO2  1,5nCO2  neste V/ Điều chế : + Các este thường điều chế cách đun sôi hỗn hợp ancol axit cacboxylic, có mặt H2SO4 đặc làm xúc tác (phản ứng este hóa) t0 , H SO đặ c RCOOH + R’OH ����� � ����� � RCOOR’ + H2O + Một số este có phương pháp điều chế riêng : t , xt ��� � CH3COOCH=CH2  Vinyl axetat : CH3COOH + CH≡CH  Este phenol : C 6H5OH + (CH3CO)2O → CH3COOC6H5 + CH3COOH Anhidrit axetic phenyl axetat VI/ Ứng dụng : - Do có khả hòa tan tốt nhiều chất nên số este dùng làm dung môi để tách, chiết chất hữu (etyl axetat), pha sơn (butyl axetat) - Một số polime este dùng làm chất dẻo : poli (vinyl axetat), poli (metyl metacrylat) - Một số este có mùi thơm, khơng độc, dùng làm chất tạo hương công nghiệp thực phẩm (benzyl fomat, etyl fomat, ), mĩ phẩm (linalyl axetat, geranyl axetat, ) BÀI II : LIPIT I/ Khái niệm : Lipit hợp chất hữu có tế bào sống, khơng hịa tan nước tan nhiều dung môi hữu không phân cực Về mặt cấu tạo, phần lớn lipit este phức tạp, bao gồm chất béo (còn gọi triglixerit), sáp, steroit photpholipit, II/ Chất béo : Khái niệm : chất béo trieste glixerol với axit béo, gọi chung triglixerit hay triaxylglixerol Axit béo axit đơn chức có mạch cacbon dài, khơng phân nhánh, số C chẵn (từ 12 → 24) R 1COO  C H | R 2COO  C H | R 3COO  CH Công thức cấu tạo chung chất béo : Trong R1 , R2 , R3 gốc hiđrocacbon, giống khác Các axit béo chất béo thường gặp : Axit béo Chất béo C15H31COOH (CH3[CH2]14COOH) C16H32O2 : (C15H31COO)3C3H5 C51H98O6 : tripanmitin axit panmitic (axit no, k = 1) (tripanmitoylglixerol ) (k = 3) C17H35COOH (CH3[CH2]16COOH) C18H36O2 : (C17H35COO)3C3H5 C57H110O6 : tristearin axit stearic (axit no, k = 1) (tristearoylglixerol ) (k = 3) C17H33COOH (cis – (C17H33COO)3C3H5 C57H104O6 : CH3[CH2]7CH=CH[CH2]7COOH) C18H34O2 : axit Triolein (trioleoylglixerol) (k = 6) oleic (axit không no, nối đôi C=C, k = 2) C17H31COOH C18H32O2 : axit linoleic (axit không (C17H31COO)3C3H5 C57H98O6 : trilinolein no, nối đôi C=C, k = 3) (trilinoleoylglixerol) (k = 9) Với k tổng số liên kết pi chất béo Tính chất vật lí : - Ở nhiệt độ thường, chất béo trạng thái lỏng rắn (C15H31COO)3C3H5 (C17H35COO)3C3H5 chất rắn (mỡ) (C17H33COO)3C3H5 (C17H31COO)3C3H5 chất lỏng (dầu) - Nhẹ nước, không tan nước, tan nhiều dung môi hữu benzen, hexan, clorofom, Tính chất hóa học : a/ Phản ứng thủy phân : (C17H35COO)3C3H5 + 3H2O tristearin 3C17H35COOH + C3H5(OH)3 axit stearic glixerol b/ Phản ứng xà phịng hóa : (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH tristearin 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 natri stearat glixerol Vì muối natri stearat làm xà phòng, nên phản ứng gọi phản ứng xà phịng hóa c/ Phản ứng cộng hiđro chất béo lỏng : (C17H33COO)3C3H5 + 3H2 Ni ���� � 175 - 1900C (C17H35COO)3C3H5 Phản ứng dùng cơng nghiệp để chuyển hóa chất béo lỏng (dầu) thành mỡ rắn, thuận tiện cho việc vận chuyển thành bơ nhân tạo để sản xuất xà phịng ** Dầu mỡ để lâu thường có mùi khó chịu (hơi, khét) mà ta gọi tượng mỡ bị ôi Nguyên nhân tượng liên kết đôi C=C gốc axit không no chất béo bị oxi hóa chậm oxi khơng khí thành peoxit, chất bị phân hủy thành anđêhit có mùi khó chịu gây hại cho người ăn Sau dùng để rán, dầu mỡ bị oxi hóa phần thành anđêhit, nên dùng lại dầu mỡ khơng đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm Vai trị ứng dụng : - Vai trò : thức ăn quan trọng người, nguồn cung cấp dự trữ lượng, nguyên liệu tổng hợp chất hữu khác, đảm bảo vận chuyển hấp thụ chất hòa tan chất béo - Ứng dụng : điều chế xà phòng, glixerol, chế biến thực phẩm Dầu thực vật → động điezen CHƯƠNG II : CACBOHIĐRAT I/ Khái niệm : Cacbohiđrat hợp chất hữu tạp chức thường có cơng thức chung Cn(H2O)m II/ Phân loại : Cacbohiđrat phân thành nhóm sau : - Monosaccarit (đường đơn) : nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, khơng thể thủy phân Thí dụ : glucozơ fructozơ - Đisaccarit (đường đơi) : nhóm cacbohiđrat mà thủy phân phân tử sinh hai phân tử monosaccarit Thí dụ : saccarozơ, mantozơ - Polisaccarit (đường đa) : nhóm cacbohiđrat phức tạp, thủy phân đến phân tử sinh nhiều phân tử monosaccarit Thí dụ : tinh bột xenlulozơ MONOSACCARIT ĐISACCARIT POLISACCARIT C6H12O6 = 180 C12H22O11 = 342 (C6H10O5)n = 162n I/ Tính chất vật lí GLUCOZƠ FRUCTOZƠ SACCAROZƠ TINH BỘT XENLULOZƠ - Chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan nước, vị khơng đường mía - Có hầu hết phận lá, hoa, rễ, chín Có thể người động vật Có nhiều nho nên gọi đường nho Chất kết tinh, không màu, dễ tan nước, có vị đường mía, có nhiều xoài, dứa , Đặc biệt mật ong có tới 40% fructozơ làm cho mật ong có vị - Là loại đường phổ biến nhất, có nhiều lồi thực vật, có nhiều mía, củ cải đường hoa nốt - Là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, tan tốt Là chất rắn, dạng bột vơ định hình, màu trắng, khơng tan nước lạnh Trong nước nóng, hạt tinh bột ngậm nước trương phồng lên tạo thành dung dịch keo, gọi hồ tinh bột - Là chất rắn dạng sợi, màu trắng, khơng có mùi vị, khơng tan nước nhiều dung môi hữu etanol, ete, benzen, tan nước Svayde (dung dịch Cu(OH)2/NH3) II/ Cấu trúc phân tử Trong mật ong : khoảng 30%, máu người : nồng độ không đổi khoảng 0,1% sắc * Dạng mạch hở : - Dữ kiện thực nghiệm xác định cấu tạo glucozơ : + Glucozơ có phản ứng tráng bạc bị oxi hóa nước brom tạo thành axit gluconic, chứng tỏ phân tử có nhóm CHO + Glucozơ tác dụng Cu(OH)2 t0 thường, cho dd xanh lam, chứng tỏ glucozơ có nhiều nhóm OH vị trí kề + Glucozơ tạo este chứa gốc axit CH3COO chứng tỏ phân tử có nhóm OH + Khử hồn tồn glucozơ thu hexan, chứng tỏ có nguyên tử C phân tử glucozơ tạo thành mạch không nhánh Vậy : Glucozơ hợp chất tạp chức, gồm nhóm OH anđêhit đơn chức CTCT : CH2OH-CHOH-CHOHCHOH-CHOH-CH=O CH2OH[CHOH]4CHO * Dạng mạch vòng : tồn chủ yếu dạng mạch vòng cạnh : α – glucozơ β – glucozơ * Dạng mạch hở : Là hợp chất tạp chức gồm nhóm OH nhóm xeton CH2OH–CHOH– CHOH–CHOH– CO– CH2OH * Dạng mạch vòng : tồn chủ yếu dạng vòng cạnh α – fructozơ β – fructozơ nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ - Tùy theo nguồn gốc thực vật, thương phẩm từ saccarozơ có tên đường mía, đường củ cải, + Saccarozơ khơng làm màu dung dịch brom khơng có phản ứng tráng bạc, chứng tỏ phân tử saccarozơ khơng có nhóm chức CHO Phân tử có nhóm ancol OH + Khi đun nóng dd saccarozơ với H2SO4 lỗng dd có phản ứng tráng bạc, dung dịch thu đun có glucozơ fructozơ Vậy : Saccarozơ đisaccarit cấu tạo từ gốc α – glucozơ gốc β – fructozơ liên kết với qua nguyên tử oxi - Là loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích α – glucozơ liên kết với nhau, tạo thành dạng : amilozơ amilopectin + Amilozơ : tạo thành từ gốc α – glucozơ liên kết với liên kết α – 1,4 – glicozit, thành mạch dài, xoắn lại Phân tử khối lớn, tầm 2.105 + Amilopectin : Có cấu trúc mạch phân nhánh đoạn mạch α – glucozơ tạo nên Mỗi đoạn mạch gồm 20 đến 30 mắt xích α – glucozơ liên kết với liên kết α – 1,4 – glicozit α – 1,6 – glicozit Phân tử khối lớn, khoảng 106 – 2.106 Chính mà amilopectin khơng tan nước dung môi thông thường khác - Tinh bột hỗn hợp amilozơ amilopectin, amilopectin - Là thành phần tạo nên màng tế bào thực vật, tạo nên khung cối Trong bơng nõn có gần 98% xenlulozơ ; gỗ, chiếm 40-50% khối lượng - Là polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β – glucozơ liên kết với thành mạch kéo dài, có phân tử khối lớn, vào khoảng 2.106 Nhiều mạch xenlulozơ ghép lại với thành sợi xenlulozơ - Xenlulozơ có cấu tạo mạch khơng phân nhánh, gốc C6H10O5 có nhóm OH, nên viết : (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n thường chiếm tỉ lệ cao Mạch tinh bột khơng kéo dài mà kéo dài thành hạt có lỗ rỗng - Tinh bột hình thành nhờ trình quang hợp xanh H O , as ����� � CO2 chất diệp lục C6H12O6 → (C6H10O5)n Glucozơ tinh bột III/ Tính chất hóa học Tính chất ancol đa chức : a/ Tác dụng với Cu(OH)2 : Ở nhiệt độ thường, glucozơ phản ứng với Cu(OH)2 cho phức đồng glucozơ (C6H11O6)2Cu màu xanh lam (tương tự glixerol) 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O b/ Phản ứng tạo este : Glucozơ tạo este chứa gốc axit axetic phân tử tham gia phản ứng với anhiđrit axetic (CH3CO)2O , có mặt piriđin Tính chất anđehit : a/ Oxi hóa glucozơ dung dịch AgNO3/NH3 (phản ứng tráng bạc): Dung dịch AgNO3 NH3 oxi hóa glucozơ tạo thành muối amoni gluconat Ag kim loại bám vào thành ống nghiệm → thành ống nhiệm sáng bóng gương HOCH2[CHOH]4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O HOCH2[CHOH]4COONH4 + 2Ag ↓ + 2NH4NO3 b/ Oxi hóa glucozơ Cu(OH)2 : Trong mơi trường kiềm, Cu(OH)2 oxi hóa glucozơ tạo thành muối natri gluconat, đồng (I) oxit H2O + Tương tự glucozơ, fructozơ tác dụng với Cu(OH)2 cho dung dịch phức (C6H11O6)2Cu màu xanh lam (tính chất ancol đa chức), cộng hiđro cho poliancol C6H14O6 (tính chất nhóm cacbonyl) + Tương tự glucozơ, fructozơ bị oxi hóa dung dịch AgNO3 NH3 Cu(OH)2 mơi trường kiềm Đây phản ứng nhóm chức anđehit xuất môi trường bazơ, fructozơ chuyển hóa thành glucozơ + Do khơng có nhóm chức anđehit nên saccarozơ khơng có tính khử glucozơ, có tính chất ancol đa chức + Mặt khác, cấu tạo từ hai gốc monosaccarit nên saccarozơ có phản ứng thủy phân a Phản ứng với Cu(OH)2 : C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O Phản ứng xảy nhiệt độ thường, tạo dd đồng saccarat màu xanh lam b Phản ứng thủy phân : C12H22O11 + H2O  H ,t ���� � hoaë c enzim C6H12O6 + C6H12O6 a Phản ứng thủy phân : Đun nóng tinh bột dung dịch axit vơ lỗng thu glucozơ : (C6H10O5)n + nH2O  (C6H10O5)n + nH2O H ,t ��� �C H a Phản ứng thủy phân : Đun nóng xenlulozơ dung dịch axit vơ đặc, thí dụ H2SO4 70%, thu glucozơ : O6 12 Trong thể người động vật, tinh bột bị thủy phân thành glucozơ nhờ enzim b Phản ứng màu với iot : Do cấu tạo mạch dạng xoắn có lỗ rỗng, tinh bột hấp phụ iot cho màu xanh tím  H ,t ��� � C6H12O6 Phản ứng thủy phân xenlulozơ xảy dày động vật ăn cỏ nhờ enzim xenlulaza b Phản ứng với axit nitric : [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 H SO đặ c , t0 ����� � [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Xenlulozơ trinitrat chất dễ cháy nổ mạnh không sinh khói nên dùng làm thuốc súng khơng khói + CH3NH2 , (CH3)2NH , (CH3)3N , C2H5NH2 chất khí điều kiện thường, mùi khai khó chịu, tan nhiều nước + Các amin có phân tử khối cao chất lỏng rắn, nhiệt độ sôi tăng dần độ tan nước giảm dần theo chiều tăng phân tử khối + Các amin thơm chất lỏng chất rắn dễ bị oxi hóa Khi để khơng khí amin thơm bị chuyển từ không màu sang màu đen bị oxi hóa + Các amin độc III Cấu tạo phân tử tính chất hóa học : Cấu tạo phân tử : Trong phân tử amin, nguyên tử N tạo một, hai ba liên kết với gốc hiđrocacbon, tương ứng ta có amin bậc RNH , amin bậc hai R – NH – R , amin bậc ba Như vậy, phân tử amin có ngun tử N (có đơi e chưa liên kết) tương tự phân tử NH3 nên amin có tính bazơ Ngồi ra, amin cịn có tính chất gốc hiđrocacbon Tính chất hóa học : a Tính bazơ :  Phản ứng với H2O : + Metylamin nhiều amin khác, ta nước phản ứng với nước tương tự NH , sinh ion OH- Thí dụ : CH 3NH2 + H2O � [CH3NH3]+ + OH- + Anilin amin thơm khác : không tan nước, phản ứng với nước  Phản ứng với axit : C 6H5NH2 + HCl → [C6H5NH3]+ClAnilin phenylamoni clorua C 2H5NH2 + HNO3 → C2H5NH3NO3 CH 3NH2 + CH3COOH → CH3NH3OOCCH3 CH3NH2 + H2SO4 → CH3NH3HSO4  2CH3NH2 + H2SO4 → (CH3NH3)2SO4 Nhận xét : - Metylamin đồng đẳng : có khả làm xanh quỳ tím hóa hồng phenolphtalein, có lực bazơ mạnh NH nhờ ảnh hưởng nhóm ankyl - Anilin amin thơm khác : có tính bazơ dung dịch khơng làm xanh quỳ tím, khơng làm hồng phenolphtalein lực bazơ yếu yếu NH 3, ảnh hưởng gốc phenyl (tương tự phenol)  Lực bazơ tăng dần : (C6H5)3N < (C6H5)2NH < C6H5NH2 < NH3 < CH3NH2 < (CH3)2NH b Phản ứng nhân thơm anilin : Do ảnh hưởng nhóm NH2 , ba nguyên tử H vị trí ortho para so với nhóm NH2 nhân thơm anilin dễ bị thay nguyên tử Brom Phản ứng dùng để nhận biết Anilin c Phản ứng cháy : đốt amin no, đơn chức, mạch hở CnH2n +3N + (1) nCO +nN +namin = nH O soáC = (3)  6n +3 2n +3 O2 � nCO2 + H2O + N2 2 nCO nH O - nCO nO  nCO + 2 ; 2 (2)  1,5 ; (4) nH O - nCO = 1,5namin 2 nO  nCO + 2 n H2O công thức dùng cho amin n =1,5nCO + 1,5nN 2 H2O BÀI : AMINO AXIT I Khái niệm : Amino axit loại hợp chất hữu tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH2 ) nhóm cacboxyl (COOH)  Cách gọi tên : + Tên thay : Axit + số vị trí nhóm amino (2,3,4,5,6,7 …) – “amino” + tên thay axit + Tên bán hệ thống : Axit + số vị trí nhóm amino (α,β,γ,δ,ε,ω …) – “amino” + tên thường axit  Bảng : Tên gọi số amino axit thường gặp CTPT + PTK C2H5NO2 (75) C3H7NO2 (89) C5H11NO2 (117) C5H9NO4 (147) C6H14N2O2 (146) CTCT Tên Kí thường Glyxin hiệu Gly Axit α – aminopropionic Alanin Ala Axit α – aminoisovaleric Axit α – aminoglutaric Valin Val Axit glutamic Glu Axit α,ε – điaminocaproic Lysin Lys Tên thay Tên bán hệ thống Axit – aminoetanoic Axit aminoaxetic Axit – aminopropanoic Axit – amino – - metylbutanoic H2N – CH2 – COOH Axit – aminopentan – 1,5 – đioic Axit 2,6 – điaminohexanoic II Cấu tạo phân tử tính chất hóa học : Cấu tạo phân tử tính chất vật lí : Phân tử amino axit có nhóm cacboxyl (COOH) thể tính axit nhóm amino (NH 2) thể tính bazơ, nên thường tương tác với tạo ion lưỡng cực : Do amino axit hợp chất có cấu tạo ion lưỡng cực , nên điều kiện thường chúng chất rắn kết tinh, tương đối dễ tan nước có nhiệt độ nóng chảy cao (phân hủy nóng chảy) Khơng màu có vị Tính chất hóa học : a Tính chất lưỡng tính : H2N – CH2 – COOH + NaOH → H 2N – CH2 – COONa + H2O HOOC – CH – NH2 + HCl → HOOC – CH2 – NH3+Cl- b Tính axit – bazơ dung dịc amino axit : (NH2)x – R – (COOH)y với x = y → quỳ tím khơng đổi màu x > y → quỳ tím chuyển màu xanh x < y → quỳ tím chuyển màu đỏ c Phản ứng riêng nhóm COOH : phản ứng este hóa Tương tự axit cacboxylic, amino axit phản ứng với ancol có mặt axit vơ mạnh, sinh este Thí dụ : Thực ra, este hình thành dạng muối Cl - H3N+ - CH2 – COOC2H5 d Phản ứng trùng ngưng : Khi đun nóng, ε – ω – amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng tạo polime thuộc loại poliamit Trong phản ứng này, OH nhóm COOH phân tử amino axit này, kết hợp với H nhóm NH2 phân tử amino axit thành nước sinh polime gốc amino axit kết hợp lại với Thí dụ : III Ứng dụng : - Các amino axit thiên nhiên (hầu hết α- amino axit) hợp chất sở để kiến tạo nên loại protein thể sống - Muối mononatri glutamat dùng làm bột (mì chính), axit glutamic thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin thuốc bổ gan - Các axit – aminohexanoic (axit ε – aminocaproic) – aminoheptanoic (ω – aminoenantoic) nguyên liệu để sản xuất tơ nilon nilon – , nilon – , … BÀI : PEPTIT VÀ PROTEIN I PEPTIT : Khái niệm : - Peptit loại hợp chất chứa từ đến 50 gốc α – amino axit liên kết với liên kết peptit - Liên kết peptit liên kết –CO–NH– hai đơn vị α – amino axit Nhóm –CO–NH– đơn vị α – amino axit gọi nhóm peptit Ví dụ : đipeptit glyxylalanin - Peptit có vai trị quan trọng sống : số peptit hoocmon điều hòa nội tiết, kháng sinh vi sinh vật, polipeptit sở tạo nên protein Phân loại : - Oligopeptit : gồm peptit có từ đến 10 gốc α – amino axit gọi tương ứng đipeptit, tripeptit, … đecapeptit - Polipeptit : gồm peptit có từ 11 đến 50 gốc α – amino axit Cấu tạo, đồng phân, danh pháp : a Cấu tạo : Phân tử peptit hợp thành từ gốc α – amino axit nối với liên kết peptit theo trật tự định : amino axit đầu N cịn nhóm –NH , amino axit đầu C cịn nhóm –COOH Thí dụ : b Đồng phân, danh pháp : - Mỗi phân tử peptit gồm số xác định gốc α – amino axit, liên kết với theo trật tự nghiêm ngặt Việc thay đổi trật tự dẫn tới peptit đồng phân - Nếu phân tử peptit chứa n gốc α – amino axit khác số đồng phân loại peptit n ! - Tên peptit hình thành cách ghép tên gốc axyl α – amino axit đầu N, kết thúc tên amino axit đầu C (được giữ nguyên) Hoặc ghép từ tên viết tắt gốc α – amino axit theo trật tự chúng Ví dụ : Tính chất hóa học : a Tính chất vật lí : thường thể rắn, nhiệt độ nóng chảy cao, dễ tan nước b Tính chất hóa học :  Phản ứng màu biure : Peptit có ≥ liên kết peptit + Cu(OH) /OH- → phức màu tím đặc trưng (phản ứng phân biệt đipeptit với peptit có liên kết trở lên)  Phản ứng thủy phân : (1) Trong môi trường axit : n-peptit + (n-1)H2O + nHCl → n - muối clorua (2) Trong môi trường kiềm : n-peptit + nNaOH → n – muối natri + 1H 2O II PROTEIN Khái niệm : Protein polipeptit cao phân tử, có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu * Phân loại : + Protein đơn giản : loại protein mà thủy phân cho hỗn hợp α – amino axit, thí dụ : anbumin lòng trắng trứng, fibroim tơ tằm, … + Protein phức tạp : loại protein tạo từ protein đơn giản cộng với thành phần “phi protein” nữa, thí dụ nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo, … Cấu tạo phân tử : - Tương tự peptit, phân tử protein tạo từ nhiều gốc α – amino axit nối với liên kết peptit, phân tử protein lớn hơn, phức tạp (n > 50, n số gốc α – amino axit) - Các phân tử protein khác gốc α – amino axit khác mà số lượng, trật tự xếp chúng khác Vì vậy, từ 20 α – amino axit khác tìm thấy thiên nhiên tạo số lớn phân tử protein khác Tính chất vật lí : - Protein dạng hình sợi : keratin tóc, móng, sừng,… tơ tằm, tơ nhện, khơng tan nước - Protein dạng hình cầu : anbumin lịng trắng trứng, hemoglobin (hông cầu), … tan nước tạo thành dung dịch keo đông tụ lại Sự đông tự kết tủa protein xảy cho axit, bazơ số muối vào dd protein Tính chất hóa học : - Tương tự peptit, protein bị thủy phân nhờ xúc tác axit, bazơ enzim sinh chuỗi peptit cuối thành α – amino axit - Protein có phản ứng màu biure với Cu(OH)2 Màu tím đặc trưng xuất màu sản phẩm phức tạp protein ion Cu 2+ Đây phản ứng dùng để phân biệt protein - Phản ứng với HNO3 đặc, tạo kết tủa màu vàng Vai trò protein sống : - Protein có vai trị quan trọng hàng đầu sống người sinh vật, thể sống tạo nên từ tế bào Hai thành phần tế bào nhân tế bào nguyên sinh chất hình thành từ protein Protein sở tạo nên sống, có protein có sống - Về mặt dinh dưỡng, protein hợp phần thức ăn người động vật Cơ thể động vật khơng thể tự tạo nên protein mà phải chuyển hóa protein thức ăn thành protein đồng thời oxi hóa để lấy lượng cho hoạt động thể CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME A ĐẠI CƯƠNG POLIME : I Khái niệm : Polime hợp chất có phân tử khối lớn nhiều đơn vị sở (gọi mắt xích) liên kết với tạo nên Ví dụ : polietien , nilon – : Hệ số n gọi hệ số polime hóa hay độ polime hóa , n lớn, phân tử khối polime cao Các phân tử : CH2 = CH2 , H2N – [CH2]5 – COOH , … phản ứng với để tạo nên polime gọi monome Cách gọi tên : Tên polime tạo cách ghép từ poli trước tên monome Nếu tên monome gồm cụm từ trở lên tên đặt dấu ngoặc đơn Thí dụ : polipropilen ; poli (vinyl clorua) Một số polime có tên riêng (tên thơng thường) Thí dụ : teflon … , nilon – : , xenlulozơ : (C6H10O5)n ,… Phân loại polime : a Theo nguồn gốc : - Polime thiên nhiên (có sẵn tự nhiên ) : tinh bột , cao su thiên nhiên, tơ tằm, protein … - Polime tổng hợp (do người tổng hợp) : polietilen, polipropilen ,… - Polime bán tổng hợp (polime thiên nhiên chế biến phần ) : tơ visco, tơ axetat … b Theo phương pháp tổng hợp : - Polime trùng hợp (được tổng hợp phản ứng trùng hợp) : PE, PVC, PP, PS … - Polime trùng ngưng (được tổng hợp phản ứng trùng ngưng) : nilon – 6, nilon – 6,6 … II Đặc điểm cấu trúc : Các mắt xích polime nối với thành mạch khơng nhánh amilozơ … , mạch phân nhánh amilopectin, glicogen,… mạch mạng khơng gian cao su lưu hóa, nhựa bakelit (rezit), … III Tính chất vật lí : - Hầu hết polime chất rắn, không bay hơi, khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định mà nóng chảy khoảng nhiệt độ rộng Khi nóng chảy, đa số polime cho chất lỏng nhớt, để nguội rắn lại gọi chất nhiệt dẻo Một số polime khơng nóng chảy đun mà bị phân hủy, gọi chất nhiệt rắn - Đa số polime không tan dung môi thông thường, số tan dung mơi thích hợp cho dung dịch nhớt, ví dụ : polibutađien tan benzen, … - Nhiều polime có tính dẻo (PE, PP, …) , số có tính đàn hồi (polibutađien, poliisopren,…), số kéo thành sợi dài, bền (nilon – 6, xenlulozơ, …) Có polime suốt khơng giịn (poli(metyl metacrylat)) Nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt (polietilen, poli(vinyl clorua),…) bán dẫm (polianlin, polithiophen,…) IV Phương pháp điều chế : Phản ứng trùng hợp : Trùng hợp trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống hay tương tự thành phân tử lớn (polime) (*) Điều kiện cần : cấu tạo monome tham gia phản ứng trùng hợp phân tử phải có liên kết bội CH2 = CH2 , C6H5CH = CH2 , CH2 = CH – CH = CH2 , … vịng bền mở , … Phản ứng trùng ngưng : Trùng ngưng trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác (thí dụ H 2O) (*) Điều kiện cần : mặt cấu tạo monome tham gia phản ứng trùng ngưng phân tử phải có hai nhóm chức có khả phản ứng Thí dụ : HO – CH2 – CH2 – OH , HOOC – C6H4 – COOH , H2N – (CH2)6 – NH2 … B VẬT LIỆU POLIME : I Chất dẻo : - Chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo Tính dẻo tính bị biến dạng chịu tác dụng nhiệt, áp lực bên giữ biến dạng thơi tác dụng Khi trộn polime với chất độn thu vật liệu có tính chất polime chất độn, độ bền, độ chịu nhiệt, … vật liệu tăng lên nhiều so với polime nguyên chất Vật liệu gọi vật liệu compozit - Vật liệu compozit vật liệu hỗn hợp gồm hai thành phần phân tán vào mà không tan vào Thành phần vật liệu compozit gồm chất (polime) chất độn phụ gia khác Các chất nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắn Chất độn sợi (bơng, đay, poliamit, amiăng, ), bột (silicat, bột nhẹ (CaCO 3), bột tan (3MgO.4SiO 2.2H2O)),… II Tơ : Khái niệm : Tơ vật liệu polime hình sợi dài mảnh với độ bền định Trong tơ, phân tử polime có mạch khơng phân nhánh, xếp song song với Polime tương đối rắn ; tương đối bền với nhiệt với dung môi thông thường ; mềm, dai, khơng độc có khả nhuộm màu Phân loại : a Tơ thiên nhiên (có sẵn tự nhiên) bơng, len, tơ tằm b Tơ hóa học (chế tạo phương pháp hóa học) - Tơ tổng hợp (chế tạo từ polime tổng hợp) tơ poliamit (nilon, capron), tơ vinylic (vinilon, nitron,…) - Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên chế biến thêm phương pháp hóa học) tơ visco, tơ xenlulozơ axetat, … III Cao su : Khái niệm : Cao su loại vật liệu polime có tính đàn hồi Tính đàn hồi tính bị biến dạng chịu lực tác dụng bên trở lại ban đầu lực thơi tác dụng Phân loại : a Cao su thiên nhiên : polime isopren với n ≈ 1500 – 15000 Tính chất ứng dụng : - Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi, khơng dẫn nhiệt điện, khơng thấm khí nước, khơng tan nước, etanol, axeton,… tan xăng, benzen - Do có liên kết đơi phân tử, cao su thiên nhiên tham gia phản ứng cộng H , HCl, Cl2 ,… đặc biệt tác dụng với S cho cao su lưu hóa có tính đàn hồi, chịu nhiệt, lâu mịn, khó tan dung mơi cao su thường b Cao su tổng hợp : loại vật liệu polime tương tự cao su thiên nhiên, thường điều chế từ ankađien phản ứng trùng hợp BẢNG : MỘT SỐ CHẤT DẺO THƯỜNG GẶP Tên chất dẻo Phương trình điều chế Nguồn Phân loại Loại Cấu trúc gốc Tổng pư Trùng hợp hợp mạch Thẳng Ứng dụng Chất dẻo mềm, nóng chảy 1100C, có tính trơ tương đối ankan mạch Polietilen (PE) không phân nhánh, dùng làm màng mỏng, vật liệu điện, bình chứa,… Polipropilen Tổng Trùng (PP) hợp hợp Tổng Trùng hợp hợp Thẳng Thẳng Chất rắn vô định hình,cách điện tốt, bền với axit, Poli (vinyl dùng làm clorua ) (PVC) vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che Poli Tổng Trùng (tetrafloetilen) hợp hợp teflon Thẳng mưa,… Chảo chống dính Tổng Trùng hợp hợp Thẳng Là chất rắn suốt, có khả cho ánh sáng Poli (metyl truyền qua tốt metacrylat) (gần 90%) nên dùng để chế tạo thủy tinh Tổng Trùng - novolac, hữu plexiglas Nhựa novolac hợp ngưng rezol : thẳng chất rắn, dễ nóng Poli (phenol - rezit/bakelit chảy, dễ tan fomanđehit) : không gian số (PPF) dung môi hữu cơ, dùng để sản xuất bột ép, sơn Polistiren (PS) Poli (metyl Tổng Trùng Thẳng acrylat) Poli (vinyl hợp Tổng hợp Trùng Thẳng axetat) hợp hợp BẢNG : MỘT SỐ TƠ THƯỜNG GẶP Tên tơ Phản ứng điều chế Nguồn Phân loại Loại Cấu trúc Bông, gốc Tự len, tơ nhiên tằm Nilon – Tổng Trùng Thẳng hợp ngưng (poliamit) Tơ Tổng Trùng Thẳng capron hợp hợp (poliamit) Nilon – Tổng Trùng Thẳng (tơ hợp ngưng (poliamit) enang) pư mạch Thẳng Ứng dụng Nilon – Tổng Đồng Thẳng Tính dai, 6,6 hợp trùng (poliamit) bền, mềm ngưng mại, óng mượt, thấm nước, giặt mau khô,nhưng bền với nhiệt, với axit kiềm Tơ nilon – 6,6 nhiều loại poliamit khác dùng để dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, dệt bít tất, bện làm dây cáp, dây dù, đan Tơ nitron Tổng Trùng Thẳng (tơ lưới,… Dai, bền với (olon) hợp hợp vinylic) nhiệt giữ nhiệt tốt, nên dùng để dệt vải may quần áo ấm bện thành sợi “len” đan áo rét Các loại tơ cấu tạo từ phân tử có liên kết amit khơng bền mơi trường axit bazơ Tơ Tổng Đồng Thẳng lapsan hợp trùng (polieste) ngưng Tơ clorin PVC + Cl2 Tổng Phản Thẳng (tơ hợp ứng vinylic) Tơ visco Chế hóa từ xenlulozơ Nhân Thẳng Tơ axetat Xenlulozơ + anhiđritaxetic , xt H+ tạo Nhân Thẳng Tơ nitrat Xenlulozơ + HNO3 đặc, nóng, xt H2SO4 đặc nóng tạo Nhân Thẳng (xenlulozơ tạo trinitrat) BẢNG : MỘT SỐ LOẠI CAO SU THƯỜNG GẶP Tên cao su Cao su Phân loại Phản ứng điều chế Nguồn gốc tự nhiên Loại pư Cấu trúc mạch thẳng thiên nhiên Cao su tổng hợp buna Cao su trùng hợp tổng hợp đồng buna - S trùng Cao su hợp đồng buna – N thẳng tổng hợp trùng hợp (**) Một số dấu hiệu đặc biệt phản ứng hóa học hữu cơ: thẳng thẳng  Tác dụng với Na : ancol, phenol, axit cacboxylic, amino axit  Tác dụng với NaOH : phenol, axit cacboxylic, amino axit, este, lipit, peptit, protein, muối amoni clorua, muối clorua amino axit,  Tác dụng với dung dịch brom : + Hợp chất không no : anken, ankađien, ankin, stiren; hợp chất có gốc vinyl, alyl, + Anđehit hợp chất có chứa nhóm –CH=O glucozơ hay HCOOH , HCOOR + Phenol, anilin : trình màu kèm với tượng tạo kết tủa  Tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 : + Ank-1-in (Ankin có liên kết ≡ đầu mạch) : tạo ↓ màu vàng + Anđehit hợp chất có chứa nhóm –CH=O + fructozơ : tạo ↓ Ag (còn gọi phản ứng tráng gương)  Bị thủy phân môi trường axit: este, peptit, saccarozơ, tinh bột, xenlulozơ,  Tác dụng với Cu(OH)2 : + Ở nhiệt độ thường: poliancol có nhiều nhóm –OH kề (etylen glycol hay glixerol), glucozơ, fructozơ, saccarozơ + Ở nhiệt độ cao : hợp chất có chứa nhóm –CH=O + fructozơ ... : C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O Phản ứng xảy nhiệt độ thường, tạo dd đồng saccarat màu xanh lam b Phản ứng thủy phân : C12H22O11 + H2O  H ,t ���� � hoaë c enzim C6H12O6 + C6H12O6... dung môi hữu benzen, hexan, clorofom, Tính chất hóa học : a/ Phản ứng thủy phân : (C17H35COO)3C3H5 + 3H2O tristearin 3C17H35COOH + C3H5(OH)3 axit stearic glixerol b/ Phản ứng xà phịng hóa : (C17H35COO)3C3H5... thơm chất lỏng chất rắn dễ bị oxi hóa Khi để khơng khí amin thơm bị chuyển từ khơng màu sang màu đen bị oxi hóa + Các amin độc III Cấu tạo phân tử tính chất hóa học : Cấu tạo phân tử : Trong