TỔNG HỢP HOÁ HỮU CƠ CHƯƠNG I: ESTE – LIPIT Hợp chất Tính chất ESTE LIPIT (CHẤT BÉO) I. ĐỊNH NGHĨA Khi thay nhóm -OH ở nhóm cacboxyl (-COOH) của axit cacboxylic bằng OR thì được este Lipit: Là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực (lipit gồm chất béo, sáp, steroit và phopholipit…) Chất béo: là trieste của glixerol (C 3 H 5 (OH) 3 ) và axit béo gọi chung là triglixerit hay triaxylglixerol II. CÔNG THỨC Este đơn chức: RCOOR’ (R’ # H) RCOO-CH 2 R’COO-CH R”COO-CH 2 (Trong đó R, R’, R” có thể giống hoặc khác nhau) Este no, đơn chức, mạch hở: C n H 2n O 2 (n≥2) Khi các gốc R, R’, R” giống nhau, thì công thức của chất béo sẽ là: (RCOO) 3 C 3 H 5 III. ĐỒNG PHÂN- DANH PHÁP Công thức và tên một số este thường gặp: C 2 H 4 O 2 có 1 đồng phân este: HCOOCH 3 este metyl fomat. C 3 H 6 O 2 có 2 đồng phân este: HCOOC 2 H 5 este etyl fomat. CH 3 COOCH 3 este metyl axetat. C 4 H 8 O 2 có 4 đồng phân este: HCOOCH 2 CH 2 CH 3 este propyl fomat. HCOOCH(CH 3 ) 2 este isopropyl fomat. CH 3 COOC 2 H 5 este etyl axetat. C 2 H 5 COOCH 3 este metyl propionat. CH 3 COOCH=CH 2 este vinyl axetat (là este duy nhất được điều chế bằng phương pháp riêng) Công thức một số chất béo thường gặp: (C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 tristearin (chất béo rắn mỡ). (C 15 H 31 COO) 3 C 3 H 5 tripanmitin (chất béo rắn mỡ) (C 17 H 33 COO) 3 C 3 H 5 triolein (chất béo lỏng dầu). Chất béo lỏng (dầu): phân tử có chứa gốc hiđrocacbon không no. Chất béo rắn (mỡ): phân tử chứa gốc hiđrocacbon no. IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Trong môi trường axit - Tạo ra axit cacboxylic và ancol - Là phản ứng thuận nghịch. - p/trình tổng quát: RCOOR’ + H 2 O 0 ,H t + → ¬ RCOOH + R’OH. - Ví dụ: CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O 0 ,H t + → ¬ CH 3 COOH (axit axetic) + - Tạo ra axit béo và glixerol (C 3 H 5 (OH) 3 ) - Là phản ứng thuận nghịch. - p/trình tổng quát: (RCOO) 3 C 3 H 5 + 3H 2 O 0 ,H t + → ¬ 3RCOOH + C 3 H 5 (OH) 3 . - Ví dụ: (C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3H 2 O 0 ,H t + → ¬ 3C 15 H 35 COOH (axit stearic) + LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 2009 1 1. Phản ứng thuỷ phân C 2 H 5 OH (ancol etylic) C 3 H 5 (OH) 3 Trong môi trường bazơ (phản ứng xà phòng hoá) - Tạo ra muối của axit cacboxylic và ancol. - Là phản ứng một chiều. -p/trình tổng quát: RCOOR’ + NaOH 0 t → RCOONa + R’OH. - Ví dụ: CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH 0 t → CH 3 COONa (natri axetat) + C 2 H 5 OH (ancol etylic) - Tạo ra muối của axit béo (xà phòng) và glixerol (C 3 H 5 (OH) 3 ). - Là phản ứng một chiều. - p/trình tổng quát: (RCOO) 3 C 3 H 5 + 3NaOH 0 t → 3RCOONa + C 3 H 5 (OH) 3 . - Ví dụ: (C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 + 3NaOH 0 t → C 17 H 35 COONa (natri stearat) + C 3 H 5 (OH) 3 . 2. Phản ứng hiđro hoá (H 2 (Ni, t 0 ) Phương pháp chuyển hoá chất béo ở dạng lỏng (dầu) thành chất béo ở dạng rắn (mỡ) (C 17 H 33 COO) 3 C 3 H 5 + 3H 2 0 ,Ni t → (C 17 H 35 COO) 3 C 3 H 5 V. ĐIỀU CHẾ Phương pháp chung: đun sôi hỗn hợp ancol và axit (phản ứng este hoá) - Tổng quát: RCOOH + R’OH 0 2 4 ,H SO t → ¬ RCOOR’ + H 2 O - Ví dụ: CH 3 COOH + C 2 H 5 OH 0 2 4 ,H SO t → ¬ CH 3 COOC 2 H 5 (este etyl axetat) + H 2 O. Phương pháp riêng: điều chế este vinyl axetat (CH 3 COOCH=CH 2 ) CH 3 COOH + CH ≡ CH 0 ,t xt → CH 3 COOCH=CH 2 CHƯƠNG II: CACBOHIĐRAT I. KHÁI NIỆM Cacbohiđrat: là những hợp chất hữu cơ tạp chức và thường có công thức chung là C n (H 2 O) m II. PHÂN LOẠI Monosaccarit Đisaccarit Polisaccarit - Không bị thuỷ phân - CTPT: C 6 H 12 O 6 . - Glucozơ và Fructozơ là đồng phân của nhau. (G-F) - Thuỷ phân sinh ra 2 phân tử monosaccarit. - CTPT: C 12 H 22 O 11 . - Saccarozơ và Mantozơ là đồng phân của nhau (M-S) - Thuỷ phân đến cùng thu được Glucozơ (C 6 H 12 O 6 ). - CTPT: (C 6 H 10 O 5 ) n . - Tinh bột và Xenlulozơ là đồng phân có cấu trúc phân tử khác nhau. Glucozơ (C 6 H 12 O 6 ) Saccarozơ (C 12 H 22 O 11 ) Tinh bột (C 6 H 10 O 5 ) n Xenlulozơ (C 6 H 10 O 5 ) n CH 2 OH-[CHOH] 4 CHO - Phân tử có 5 –OH → tính Cấu tạo từ một gốc Glucozơ và một gốc fructozơ Cấu tạo hai dạng mạch: Amilozơ: mạch dài Mỗi mắt xích C 6 H 10 O 5 có 3 nhóm –OH (C 6 H 7 O 2 [OH] 3 ) n LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 20092 III. CẤU TẠO chất ancol đa chức. - có 1 nhóm –CHO → tính chất anđehit. không nhánh Amilopectin: mạch phân nhánh IV. TÍNH CHẤT VẬT LÝ, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Chất rắn, kết tinh, không màu, dễ tan trong nước có vị ngọt kém đường mía (saccarozơ). - Glucozơ có trong các bộ phận của cây (lá, hoa, rễ), quả chín, mật ong (30%), máu người (0,1%), nho chín (đường nho). - Chất rắn, kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, tan tốt trong nước. - Có trong cây mía (đường mía), củ cải đường, hoa thốt nốt … - Chất rắn, ở dạng bột vô định hình, màu trắng, không tan trong nước lạnh. - Dung dịch keo gọi là hồ tinh bột - Có trong các hạt ngũ cốc, các loại củ … - Chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không mùi vị, không tan trong nước và dung môi hữu cơ thông thường, tan trong nước Svayde (Cu(OH) 2 /NH 3 ) - Có trong gỗ (40%-50%), bông nõn (≈98%). V. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Glucozơ (C 6 H 12 O 6 ) Saccarozơ (C 12 H 22 O 11 ) Tinh bột (C 6 H 10 O 5 ) n Xenlulozơ (C 6 H 10 O 5 ) n 1. Tính chất ancol đa chức t/d với Cu(OH) 2 ở nhiệt độ thường - Cả Glucozơ và fructozơ đều t/d tạo ra hợp chất tan màu xanh lam. - Cả saccarozơ và mantozơ tạo ra hợp chất tan màu xanh lam. - - t/d với CH 3 COOH + + - (C 6 H 7 O 2 [OH] 3 ) n +3nCH 3 COOH 0 ,H t + → ¬ ([CH 3 COO] 3 C 6 H 7 O 2 ) n (xenlulozơ triaxeat) + 3nH 2 O t/d với HNO 3 đặc /H 2 SO 4 đặc + + - [C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ] n +3nHNO 3 0 2 4 , dac H SO t → ¬ [C 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3 ] n (xenlulozơ trinitrat) + 3nH 2 O 2. Tính chất anđehit t/d với AgNO 3 /NH 3 (Ag 2 O/NH 3 ) p/ứ tráng bạc C 5 H 11 O 5 CHO +2AgNO 3 +3NH 3 + H 2 O 0 t → C 5 H 11 O 5 COONH 4 +2Ag +2NH 4 NO 3 Hay (C 6 H 12 O 6 +Ag 2 O 3 NH → C 6 H 12 O 7 +2Ag) - Fructozơ cũng tham gia p/ứ tráng bạc do p/ứ xảy ra trong môi trường bazơ (Fructozơ chuyển hoá thành Glucozơ) - Saccarozơ không t/d do không có nhóm -CHO (Mantozơ có nhóm -CHO nên tham gia được phản ứng tráng bạc tương tự glucozơ) - - LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 2009 3 t/d Cu(OH) 2 khi đun nóng (t 0 ) tạo ra kết tủa đỏ gạch (Cu 2 O) C 6 H 12 O 6 + 2Cu(OH) 2 0 t → C 6 H 12 O 7 + Cu 2 O + 2H 2 O. - - - t/d với H 2 C 6 H 12 O 6 + H 2 0 ,Ni t → C 6 H 12 O 7 (sobitol) + - - 3. Phản ứng thuỷ phân t/d với H 2 O trong môi trường H + và dưới xúc tác enzim - C 12 H 22 O 11 (saccarozơ) + H 2 O H + → C 6 H 12 O 6 (glu) + C 6 H 12 O 6 (fruc) (C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O H + → nC 6 H 12 O 6 (glucozơ) (C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O H + → nC 6 H 12 O 6 (glucozơ) 4. phản ứng I 2 (iot) - - Màu xanh tím (nhận biết) - 5. phản ứng lên men rượu C 6 H 12 O 6 0 30 35 enzim − → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 - - - VI. ỨNG DỤNG - Glucozơ làm thuốc tăng lực cho người già, trẻ em, người ốm. - Trong công nghiệp, glucozơ dùng để tráng gương, tráng ruột phích. - Saccarozơ là nguyên liệu để làm bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp, pha chế thuốc. - Trong công nghiệp, tinh bột dùng để sản xuất bánh kẹo, hồ dán và glucozơ. - Xenlulozơ được dùng để sản xuất tơ nhân tạo (tơ visco, tơ axetat), chế tạo thuốc súng không khói, phim ảnh. CHƯƠNG III: AMIN – AMINO AXIT – PROTEIN Hợp chất Tính chất AMIN AMINO AXIT PEPTIT VÀ PROTEIN Khi thay thế nguyên tử H trong phân tử NH 3 bằng gốc hiđrocacbon ta thu được amin. Amino axit là hợp chất hữu cơ tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH 2 ) và nhóm cacboxyl (COOH) - Peptit là loại hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α-amino axit liên kết với nhau bởi các liên kết peptit (-CO-NH-) LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 20094 I. KHÁI NIỆM - Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu II. PHÂN LOẠI – DANH PHÁP Một số amin thường gặp: - CH 3 NH 2 metyl amin (bậc I). - C 2 H 7 N có 2 đồng phân amin CH 3 CH 2 NH 2 etyl amin (bậc I) CH 3 NHCH 3 đi metyl amin (bậc II) - C 3 H 9 N có 4 đồng phân amin - C 4 H 11 N có 8 đồng phân amin Amin béo - CT tổng quát: (NH 2 ) x R(COOH) y - Một số amino axit thường gặp: H 2 N-CH 2 -COOH axit amino axetic (glyxin) CH 3 CHCOOH NH 2 axit α-amino propionic (alanin) HOOC-CHCH 2 CH 2 -COOH NH 2 axit α-amino glutaric (axit glutamic) - CT tổng quát: NH-CH-CO-NH-CH-CO- R 1 R 2 - C 6 H 5 NH 2 anilin Amin thơm III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Amin béo CH 3 NH 2 Amin thơm C 6 H 5 NH 2 Amino axit H 2 N-CH-COOH R Peptit và Protein -NH-CH-CO-NH-CH-CO- R 1 R 2 1. Tính lưỡng tính t/d với axit (HCl, H 2 SO 4 ) - Tạo muối CH 3 NH 2 + HCl → CH 3 NH 3 Cl - Thể hiện tính bazơ, làm đổi màu quỳ tím sang xanh, tính bazơ của CH 3 NH 2 mạnh hơn NH 3 - Tạo muối C 6 H 5 NH 2 + HCl → C 6 H 5 NH 3 Cl - Thể hiện tính bazơ, tính bazơ của anilin yếu không làm đổi màu quỳ tím, và yếu hơn NH 3 - Tạo muối HOOCCH 2 NH 2 + HCl → HOOCCH 2 NH 3 Cl - Tạo muối hoặc bị thuỷ phân khi đun nóng. - Thuỷ phân tạo ra sản phẩm cuối cùng là các α-amino axit t/d với bazơ (NaOH , KOH) - - - Tạo muối và nước H 2 NCH 2 COOH + NaOH → H 2 NCH 2 COONa + H 2 O - Thuỷ phân khi đun nóng, tạo muối 2. Phản t/d với - - - Tạo este: - LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 2009 5 ứng riêng của nhóm COOH (p/ứ este hoá) ancol (C 2 H 5 OH ) trong H 2 SO 4 đặc , đun nóng H 2 N-CH 2 -COOH + C 2 H 5 OH 0 2 4 , dac H SO t → ¬ H 2 N- CH 2 -COOC 2 H 5 + H 2 O 3. Phản ứng thế H của nhân thơm t/d với dung dịch brom (Br 2 ) - - Tạo kết tủa trắng (nhận biết anilin) C 6 H 5 NH 2 + 3Br 2 2 H O → C 6 H 2 Br 3 NH 2 ↓ + 3HBr - - 4. Phản ứng trùng ngưn g dưới tác dụng của t 0 và xt - - Các ε - và ω -amino axit tham gia p/ứ tạo ra polime thuộc loại poliamit - 5. Phản ứng màu biure t/d với Cu(OH) 2 - - - - Tạo ra một chất màu tím 6. Tính axit - bazơ Quỳ tím - Có tính bazơ làm đổi màu quỳ tím sang xanh - Có tính bazơ, không làm đổi màu quỳ tím (NH 2 ) x R(COOH) y - Nếu x>y → tính bazơ → đổi màu quỳ tím sang xanh. - Nếu x<y → tính axit → đổi màu quỳ tím sang đỏ. - Nếu x = y → không đổi màu quỳ tím Amino axit có tính lưỡng tính - CHƯƠNG IV: POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME I. KHÁI NIỆM Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị cơ sở (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên. II. TÊN GỌI Ghép poli trước tên monome LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 20096 Ví dụ (-CH 2 -CH 2 -) n poli etilen; (-CH 2 -CHCl-) n poli (vinyl clorua) III. PHÂN LOẠI (Theo nguồn gốc) Polime thiên nhiên (polime sẵn có trong tự nhiên: tinh bột, xenlulozơ) Polime bán tổng hợp (polime thiên nhiên được chế biến một phần: tơ visco, tơ axeat) Polime tổng hợp (do con người tổng hợp poli etilen, poli (vinyl clorua), nilon-6,6 chia thành 2 phương pháp tổng hợp Phản ứng trùng hợp Phản ứng trùng ngưng IV. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ Khái niệm Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hay tương tự nhau thành phân tử lớn (polime) Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (H 2 O). Điều kiện - Monome tham gia p/ứ trùng hợp phải: Có liên kết bội: CH 2 =CH 2 , CH 2 =CH-C 6 H 5 Vòng kém bền có thể mở ra - Monome tham gia p/ứ trùng ngưng phải: Có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng: HOOC-C 6 H 4 - COOH, HO-CH 2 -CH 2 -OH Thí dụ nCH 2 =CH 2 0 , ,p t xt → (-CH 2 -CH 2 -) n etilen poli etilen (PE) nH 2 N-[CH 2 ] 5 -COOH 0 t → (-HN-[CH 2 ] 5 -CO-) n + nH 2 O V. CẤU TRÚC Mạch không nhánh: amilozơ (tinh bột) Mạch phân nhánh: aminlopectin (tinh bột) Mạch mạng không gian: cao su lưu hoá, nhựa bakelit VẬT LIỆU POLIME CHẤT DẺO TƠ CAO SU I. KHÁI NIỆM PHÂN LOẠI 1. Khái niệm Chất dẻo là vật liệu polime có tính dẻo Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh có độ bền nhất định Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi Vật liệu compozit là vật liệu hỗn hợp gồm ít nhất hai thành phần phân tán vào nhau mà không tan vào nhau. 2. Phân loại Tơ thiên nhiên (bông, len, tơ tằm) Tơ hoá học Cao su thiên nhiên (thành phần chủ yếu là isopren) Cao su tổng hợp (cao su Buna, Buna-S, Buna-N) Tơ tổng hợp (poliamit, tơ vinylic) Tơ nhân tạo hay bán tổng hợp (tơ visco, tơ axetat) II. MỘT SỐ CHẤT TIÊU BIỂU CHẤT DẺO TƠ TỔNG HỢP CAO SU 1. Polietilen (PE) - Trùng hợp etilen - ptp/ứ: nCH 2 =CH 2 0 t → (-CH 2 - 1. Tơ nilon-6 - Thuộc loại tơ poliamit - Trùng ngưng axit ε -aminocaproic -ptp/ứ: 1. Cao su thiên nhiên - Trùng hợp isopren. - ptp/ứ: nCH 2 =C(CH 3 )-CH=CH 2 0 t → (-CH 2 -C(CH 3 )=CH-CH 2 -) n LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 2009 7 CH 2 -) n nH 2 N-[CH 2 ] 5 -COOH 0 t → (-HN- [CH 2 ] 5 -CO-) n + nH 2 O 2. Poli(vinyl clorua) (PVC) - Trùng hợp vinyl clorua - ptp/ứ: nCH 2 =CHCl 0 t → (-CH 2 - CHCl-) n 2. Tơ nilon-6,6 - Thuộc loại tơ poliamit - Đồng trùng ngưng hexametylenđiamin và axit ađipic - ptp/ứ: nH 2 N-[CH 2 ] 6 -NH 2 + nHOOC-[CH 2 ] 4 - COOH 0 t → (-HN-[CH 2 ] 6 -NH-CO- [CH 2 ] 4 -CO-) n + 2nH 2 O 2. Cao su tổng hợp a. Cao su Buna - Trùng hợp buta-1,3-đien - ptp/ứ: nCH 2 =CH-CH=CH 2 0 , ,p t Na → (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -) n b. Cao su Buna-S - Đồng trùng hợp buta-1,3-đien và stiren c. Cao su Buna-N - Đồng trùng hợp buta-1,3-đien và vinyl xianua 3. Poli(metyl metacrylat) - Trùng hợp este metyl metacrylat 3. Tơ nitron (olon) - Thuộc loại tơ vinylic - Trùng hợp vinyl xianua (acrilonitrin) - ptp/ứ: nCH 2 =CHCN 0 t → (-CH 2 -CHCN-) n 4. Poli(phenol-fomanđehit) (PPF) - Đồng trùng ngưng phenol và anđehit fomic trong môi trường axit (H + ) Lưu ý - Do có liên kết đôi trong phân tử nên cao su (thiên nhiên) có thể tham gia phản ứng cộng H 2 , Br 2 , HCl … và đặc biệt tác dụng với lưu huỳnh (S) cho cao su lưu hoá (mạch không gian) Ghí chú: (+) là tham gia phản ứng, (-) là không tham gia phản ứng. LẠI MINH HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 20098 . HƯNG ^_^ ÔN THI TỐT NGHIỆP 20096 Ví dụ (-CH 2 -CH 2 -) n poli etilen; (-CH 2 -CHCl-) n poli (vinyl clorua) III. PHÂN LOẠI (Theo nguồn gốc) Polime thi n nhiên. tán vào nhau mà không tan vào nhau. 2. Phân loại Tơ thi n nhiên (bông, len, tơ tằm) Tơ hoá học Cao su thi n nhiên (thành phần chủ yếu là isopren) Cao su