Thông tin tài liệu
Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn CHUYÊN ĐỀ 1: HIĐROCACBON NO Khái niệm: Hidrocacbon hợp chất hữu mà phân tử chứa nguyên tố C nguyên tố H Hidrocacbon no loại hidrocacbon mà phân tử chứa liên kết đơn Hidrocacbon no gồm có loại: loại mạch hở (ankan) loại mạch vòng (xicloankan) A- ANKAN I Đồng đẳng, đồng phân danh pháp Đồng đẳng: - Ankan hay parafin hidrocacbon no mạch hở - Ankan hay parafin hidrocacbon mạch hở phân tử có liên kết đơn - Ankan hay parafin hidrocacbon có cơng thức chung CnH2n+2 (n 1) * Chứng minh công thức chung Ankan C1: Dựa vào hóa trị: Giả sử ankan có n nguyên tử C, số electron hóa trị C 4*n Ankan hợp chất mạch hở nên số electron hóa trị cần để tạo liên kết mạch C 2*(n-1) Số electron hóa trị để liên kết với H = 4n - 2*(n-1) = 2n + Mỗi electron hóa trị ghép đơi với electron độc thân nguyên tử H Vậy Số nguyên tử H liên kết số electron hóa trị = 2n + Ankan CnH2n+2 (n 1) C2: Dựa vào định nghĩa dãy đồng đẳng Ta có hợp chất đơn giản chứa C, H mà có liên kết đơn CH đồng đẳng thứ k CH4(CH2)k hay Ck+1H2k+4 hay CnH2n+2 (n 1) với n = k+1 Đồng phân - Với ankan từ C1C3 khơng có đồng phân - Từ C4 trở ankan có đồng phân cấu tạo mạch C(gồm đồng phân mạch C đồng phân vị trí mạch nhánh) VD: C6H10 (có đồng phân?) - Từ C7H16 trở ankan có đồng phân quan học (C2H5)-CH(CH3)-CH2CH2CH3 Hãy biểu diễn đồng phân quang học theo công thức phối cảnh công thức chiếu Fisơ? Danh pháp a Danh pháp IUPAC * Ankan mạch không nhánh: Tên mạch + an - Tên mạch C: C1C10 C11: undec C12: dodec C13 : tridec C14: tetradec C15: pentadec C16: hexadec C17 : heptadec C18: octadec C19: nonadec C20: icos C30: Tricont * Ankan mạch nhánh: - Chọn mạch mạch dài nhất, có nhiều nhánh - Đánh số thứ tự C mạch theo chiều từ đầu mạch gần mạch nhánh cho tổng số vị trí mạch nhánh nhỏ - Gọi tên: Stt-tên nhánh+tên mạch + an + Giữa số với số cách dấu phẩy, số với chữ cách dấu gạch ngang, chữ với chữ viết liền + Nếu có nhiều nhánh giống thêm tiền tố đi, tri, tetra, penta, hexa vào trước tên nhánh(vẫn giữ số vị trí) + Nếu có nhiều nhánh khác chúng gọi tên theo thứ tự a, b, c (khơng tính đến tiền tố, iso, neo, đi, tri ) VD: C7H16 * Gốc ankyl CnH2n+1Nhóm (gốc) ankyl gốc hidrocacbon no ankan tạo cách tách H ankan tương ứng + Tên gọi tổng quát: Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn - Chọn vị trí tách H gốc(đánh số thứ tự C từ đầu mạch gần với vị trí tách H nhất) - stt-tên nhánh-tên mạch chính-1-yl VD: CH3-CH(CH3)-CH2- 2-metylprop-1-yl + Tên gọi nhóm ankyl theo kiểu mạch - mạch iso: CH3- CH -(CH2)nCH3- CH CH3 - mạch neo: CH3 CH3- C CH3 CH3 CH3 CH3- C -(CH2)nCH3 + Gọi tên nhóm ankyl theo bậc C bị tách H - Nếu C có bậc thêm tiền tố sec- trước tên gọi gốc - Nếu C có bậc thêm tiền tố tert- trước tên gọi gốc b Danh pháp thường - Những ankan có mạch nhánh CH3 vị trí cacbon số thêm tiếp đầu ngữ iso vào đầu tên gọi ankan mạch không nhánh tương ứng VD: - Những ankan có hai mạch nhánh CH vị trí cacbon số thêm tiếp đầu ngữ neo vào đầu tên gọi ankan mạch không nhánh tương ứng VD: II Cấu trúc Cấu trúc - Tất nguyên tử C trạng thái lai hóa sp3, góc hóa trị 109,50 - Mỗi nguyên tử C tâm hình tứ diện mạch C có dạng hình gấp khúc - Trong phân tử các liên kết C-C C-H không phân cực bền, lượng để phá vỡ liên kết tương đối lớn nên ankan tương đối trơ mặt hóa học, cịn gọi parafin H C H H H Cấu dạng - Biểu diễn công thức phối cảnh công thức Newman - Trong liên kết đơn, nguyên tử quay xung quanh trục liên kết, ankan tạo nên cấu dạng khác Trong có cấu dạng đặc trưng cấu dạng che khuất xen kẽ VD: Biểu diễn cấu dạng bền bền C2H6, C3H8, C4H10 III Tính chất vật lí Nhận xét: Trong ankan có liên kết CHT khơng phân cực nên ankan phân tử khơng cực, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi chúng phụ thuộc vào liên kết Vandervan (phụ thuộc vào phân tử khối) cấu trúc phân tử (hình dạng phân tử có tính cầu hay khơng) * Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng - Trong dãy đồng đẳng metan, mạch C tăng (số khối tăng-lực liên kết Vandervan tăng) nhiệt độ nóng chảy, nhiệt đội sơi, khối lượng riêng ankan nhìn chung tăng - Ở nhiệt độ thường từ C1-C4 ankan thể khí, từ C5C18 thể lỏng, ankan lớn thể rắn - Với ankan đồng phân: nhiều nhánh tính chất cầu phân tử tăng nhiệt độ nóng chảy tăng ngược lại nhiệt độ sôi giảm VD: neopentan isopentan pentan ts( C) 9,5 28 36 tn/c(0C) -16 -130 Như nhiệt độ thường ngồi ankan từ C1C4 thể khí cịn có neopentan - Các ankan có khối lượng riêng nhỏ nước Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chun mơn * Tính tan mùi vị - Phân tử ankan không phân cực nên chúng không tan nước nước Ngược lại chúng tan tốt vào dung môi hữu không phân cực dầu, mỡ - Các ankan từ C5C10 có mùi xăng, từ C10C14 có mùi dầu hỏa IV Tính chất hóa học Nhận xét: Trong phân tử các liên kết C-C C-H không phân cực bền, lượng để phá vỡ liên kết tương đối lớn nên ankan tương đối trơ mặt hóa học, cịn gọi parafin Chúng không tác dụng với axit, bazơ chất oxi hóa nhiệt độ thường Ở nhiệt độ cao có xúc tác ankan tham gia phản ứng thế, tách mà không tham gia phản ứng cộng Vì liên kết ankan liên CHT không phân cực nên chúng phản ứng theo chế gốc (phân cắt đồng li) tạo hỗn hợp nhiều sản phẩm Phản ứng đặc trưng ankan phản ứng IV.1 Phản ứng phản ứng đặc trưng Phản ứng halogen tạo dẫn xuất halogen a Ví dụ 1: Phản ứng clo vào metan - Viết phương trình phản ứng clo vào metan? - Mơ tả tượng thí nghiệm sau giải thích? Ánh sáng Cl2 CH4 Rượu + quì * Hiện tượng: Màu vàng lục khí Clo nhạt dần, mục nước ống nghiệm nâng cao, dung dịch rượu-quì chuyển sang màu đỏ Trong ống nghiệm có lớp chất lỏng khơng tan nằm bề mặt * Giải thích: - Viết phương trình phản ứng gọi tên sản phẩm Cl (as ) CH Cl Cl (as ) CHCl Cl (as ) CCl ( as ) CH4 Cl 2 3 CH3Cl Clometan điclometan triclometan tetraclometan Metyl clorua metylen clorua clorofom Cacbon tetraclorua - Nồng độ khí clo giảm nên màu vàng lục giảm - Nồng độ khí giảm phản ứng vào HCl tạo tan tốt nước nên áp suất ống nghiệm giảm mạnh nên nước ống nghiệm dâng lên - Do axit HCl tan vào dung dịch nên q chuyển sang màu đỏ - Chất lỏng khơng tan mặt nước dẫn xuất halogen tạo thành VD: CH3CH2CH3 + Cl2 askt + CH3CH2CH2Cl(43%) + HCl CH3CHClCH3(57%) + Br2 askt CH3CHBrCH3(97%) + CH3CH2CH2Cl(3%) + HBr + F2 C + HF + I2 askt phản ứng chậm hiệu suất phản ứng thấp b Nhận xét - Phân tử ankan thay hay tất nguyên tử H halogen CnH2n+2 aX2 CnH2n+2-aXa + aHX (1 a 2n+2) + Nếu tỉ lệ phản ứng 1:1 thu dẫn xuất monohalogen Số lượng sản phẩm mono thu phụ thuộc vào số nhóm ankyl tạo từ ankan VD: pentan cho sản phẩm + Khả tham gia phản ứng halogen giảm từ F2 I2 + Khả tham gia phản ứng H-CIII > H-CII > H-CI + Br2 có tính chọn lọc cao Clo mức độ tham gia phản ứng - Tính phần trăm sản phẩm + Khả tham gia phản ứng nguyên tử H H-C III; H-CII; H-CI rI; rII; rIII Ở 1000C có Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn Khi Clo: rI:rII:rIII = 1:4,3:87 Khi Brom: rI:rII:rIII = 1:82:1600 + Gọi ni số H ứng với bậc C tương ứng ri n i 100% %sản phẩm ri n i VD: Tính phần trăm cho sản phẩm monohalogen CH3-CH(CH3)-CH3 clo brom Chú ý: Khi tăng nhiệt độ khả chọn lọc tác nhân giảm c Cơ chế phản ứng halogen Phản ứng halogen vào ankan phản ứng xảy theo chế gốc S R phản ứng dây chuyền có giai đoạn * Giai đoạn 1: Khơi mào: Khi có ánh sáng hay nhiệt độ xảy phân cắt đồng li phân tử halogen tạo thành gốc tự nguyên tử halogen X2 askt 2X * Giai đoạn 2: Phát triển mạch X + CnH2n+2 HX + CnH2n+1 X2 + CnH2n+1 X + CnH2n+1X Quá trình lặp lặp lại nhiều lần để tất phân tử ankan X tham gia nguyên tử H * Giai đoạn 3: Tắt mạch (khi chiếu sáng) 2X X2= X + CnH2n+1 CnH2n+1X 2CnH2n+1 CnH2n+1-CnH2n+1 * Động học phản ứng thế: - Giai đoạn định tốc độ phản ứng giai đoạn bứt nguyên tử H tạo thành gốc ankyl, gốc ankyl bền lượng hoạt hóa cần tạo nhỏ sản phẩm tương ứng dễ hình thành - Các gốc ankyl làm bền hiệu ứng siêu liên hợp H làm giải tỏa electron độc thân bậc gốc cao có nhiều hiệu ứng H gốc bền E aI EaI EaII EaBr EaCl EaIII RH + Cl RH+Cl Hệ chất cuối Tiến trình phản ứng Phản ứng tỏa nhiệt RH + Br Tiến trình phản ứng Phản ứng thu nhiệt Bài tập vận dung: 1/ Viết chế phản ứng Cl2 vào etan 2/ Cho pentan isopentan tham gia phản ứng clo brom theo tỉ lệ 1:1 đun nóng thu sản phầm Tính phần trăm sản phẩm cho chất 3/ Từ C1 C8 có ankan tham gia phản ứng halogen thu sản phẩm mono? Phản ứng sunfo nitro hóa a Phản ứng nitro C CH4 + HNO3 450 CH3-NO2 + H2O Metyl nitro(nitrometan) Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn C TQ: CnH2n+2 + HNO3 450 CnH2n+1-NO2 + H2O Ankyl nitro (nitroankan) Phản ứng xảy theo chế gốc khơng hồn tồn giống với chế phản ứng halogen CH4 + NO2 R + HNO2 HNO2 + HNO3 H2O + 2NO2 (bền gốc Cl có hiệu ứng C giải tỏa) NO2 + R RNO2 b Phản ứng sunfoclo hóa O R-H + SO2 + Cl2 R-S-Cl + HCl O Ankyl sunfonyl clorua Trong công nghiệp, sunfo clo hóa ankan phân đoạn C 12C18 từ dầu mỏ, cho sản phẩm tác dụng với xút để thu chất hoạt động bề mặt dùng làm chất giặt rửa tổng hợp + 2NaOH SO2, Cl2 CnH2n+2 CnH2n+1SO2Cl CnH2n+1SO3Na + NaCl + H2O hv, - HCl IV.2 Phản ứng tách Gồm kiểu là: bẻ gãy liên kết C-H (phản ứng đề hiđro hóa) bẻ gãy liên kết C-C (phản ứng crackinh) Phản ứng đề hidro hóa (phản ứng tách hidro) * Các ankan có mạch ngắn hidrocacbon không no H2 ,t VD: CH3-CH3 xt CH2=CH2 + H2 ,t CH3-CH2CH2-CH3 xt CH3CH=CHCH3(spc) + CH3CH2CH=CH2 + 2H2 * Riêng với CH4 ,1000 - CH4 xt C + 2H2 C, l ln - 2CH4 1500 C2H2 + 3H2 * Với ankan có C, chúng đóng thành vịng 5, cạnh bền vững CH3-[CH2]3CH3 + H2 CH3-[CH2]4CH3 + H2 CH3 CH3-[CH2]5CH3 + H2 ,t Phản ứng TQ: CnH2n+2 xt CnH2n+2-2a + aH2 (a 1) Phản ứng crackinh * K/n: Là trình bẻ gẫy mạch C phân tử tạo hỗn hợp hidrocacbon mạch ngắn (ankan, anken) ,t TQ: CnH2n+2 xt CaH2a+2 + CbH2b (b 2, a + b = n) ,t VD: CH3-CH2-CH2-CH3 xt * Phân loại: - Crackinh nhiệt: xảy nhiệt độ cao khoảng 500-700 0C, phản ứng xảy theo chế gốc tạo nhiều sản phẩm ankan, anken mạch ngắn, phân nhánh - Crackinh xúc tác: phản ứng xảy nhiệt độ thấp có xúc tác, phản ứng xảy theo chế di li cho nhiều sản phẩm có giá trị (ankan có nhánh) Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn Chú ý: Dưới tác dụng nhiệt độ xúc tác ankan thực đồng thời phản ứng tác H phản ứng crackinh tạo hỗn hợp sản phẩm n sp Vsp Psp M ankan 1 h ( ) p, T ( ) V, T n ankan Vankan Pankan M sp IV.3 Phản ứng oxi hóa Phản ứng oxi hóa hồn tồn-phản ứng cháy t CnH2n+2 + (3n+1)/2O2 nCO2 1 n H 2O n CO n 1 2 ; n + (n+1)H2O nankan = nH2O – nCO2 Đốt cháy hidrocacbon hay hỗn hợp hidrocacbon dãy đồng đẳng thu số mol H 2O > số mol CO2 phải ankan n CO Số ngun tử C(hoặc C ) n H O n CO Đốt cháy hỗn hợp hidrocacbon dãy đồng đẳng mà thu đươc số mol H 2O > số mol CO2 hỗn hợp phải có ankan Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn - Nếu đốt ankan khơng khí ngồi phản ứng cháy chúng bị oxi hóa khơng hồn tồn thành sản phẩm khác C, CO… - Tùy điều kiện phản ứng nhiệt độ xúc tác mà ankan bị oxi hóa khơng hoàn toàn thành số sản phẩm quan trọng ứng dụng CN 5000C, Ni CO + 2H2 O2 thieu C + H2O +O2 CH4 200atm,Cu HCHO + H2O 3000C NO, t0 CH3OH 2 ,t C4H10 + O2(khơng khí) Mn CH3COOH + H2O +O2 R-CH2-CH2-R' RCOOH + R'COOH xt + NaOH RCOONa, R'COONa Xà phòng * Chú ý: Ankan không làm màu dung dịch KMnO4 hay dung dịch Br2 V Ứng dụng điều chế Ứng dụng (SGK) Điều chế a Phương pháp giữ nguyên mạch C * Đi từ hidrocacbon không no mạch hở CnH2n+2-2π + πH2 CnH2n+ VD: * Khử ancol HI t ROH + HI RH + H2O + I2 t Cơ chế: ROH + HI RI + H2O RI + HI RH + I2 * Phương pháp Ginha từ hợp chất magiê H O RH + MgX(OH) (ete khan ) - R-X Mg R-Mg-X - R-Mg-X + R-X R-R + MgX2 b Phương pháp làm tăng mạch C Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn * Tổng hợp Wuyec từ dẫn xuất halogen R-X + 2Na R-R + 2NaX Nếu dùng hỗn hợp dẫn xuất khác (R-X; R’-X) ta thu hỗn hợp chứa sản phẩm R-R; RR’; R’-R’ Như phương pháp thường dùng điều chế ankan đối xứng * Phương pháp cộng điankylcupratLiti (phản ứng Corey-House) R-X + 2Li R-Li + LiX 2R-Li + CuX R2Cu-Li+ + LiX , 20 C R-R’ + R-Cu + LiX R2Cu-Li+ + R’X ete Phản ứng đạt hiệu suất cao khi: - R gốc bậc hay bậc - Rư gốc bậc VD: (CH3)2Cu-Li+ + CH3[CH2]4I CH3[CH2]4CH3 + CH3-Cu + LiI * Phản ứng tổng hợp Kobe (điện phân dung dịch muối axit hữu no) , mnx 2RCOONa + 2H2O dfdd R-R + 2NaOH + H2 + CO2 Anot Katot Cơ chế: VD điện phân dung dịch CH3COONa (+) anot (-)katot CH3COO- CH3 + CO2 + e 2H2O + 2e H2 + 2OHCH3 + CH3 C2H6 , mnx Phương trình điện phân 2CH3COONa + 2H2O dfdd C2H6 + 2NaOH + H2 + CO2 c Phương pháp làm giảm mạch C * Phương pháp vôi xút, từ muối natri axit hữu no mạch hở CH3COONa + NaOH CaO, t C CH4 + Na2CO3 ,t C + x NaOH CaO R(H)x + x Na2CO3 Chú ý: Phương pháp có hiệu suất cao với CH 4, C2H6 C6H6, ankan có mạch C lớn dễ bị tách H2 hay crackinh nhiệt độ cao * Phương pháp crackinh R(COONa)x ,t CnH2n+2 xt CaH2a+2 + CbH2b (b 2, a + b = n) d Phương pháp điều chế CH4 * PTN: - Sử dụng phương pháp vôi xút CH3COONa - Thủy phân Al4C3 nước axit Al4C3 + H2O Al(OH)3 + CH4 Al4C3 + HCl AlCl3 + CH4 * Trong CN: - crackinh - khai thác từ khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí lị cốc… XICLOANKAN I Định nghĩa, phân loại, danh pháp, đồng phân Định nghĩa * K/n: Xicloankan(hai xiclan) hidrocacbon no mạch vòng VD: CH3 v=1 v=1 v=2 v=3 Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chun mơn Cơng thức chung: CnH2n+2-2v (v số vịng, π = 0) Với monoxicloankan (xicloankan đơn vòng) CnH2n(n 3) Phân loại Phân loại theo số vòng gồm có monoxicloankan(đơn vịng) polixicloankan(nhiều vịng) Danh pháp * Với monoxicloankan + Vịng khơng nhánh: Xiclo + tên mạch C + an Xiclopropan xiclobutan xiclopentan xiclohexan + Vịng có nhánh: - Chọn mạch mạch vịng - Đánh số thứ tự C mạch vòng cho tổng số vị trí mạch nhánh nhỏ - Stt-tên nhánh +xiclo+ tên mạch + an 1,3-đimetylxiclopentan 1-etyl-2-metylxiclopentan 3-etyl-1,1-đimetylxiclohexan * Với polixicloankan + Hai vòng chung C (hợp chất spiran): spiro-(số nguyên tử C vòng)+tên hidrocacbon tương ứng(tổng hai vòng) spiro-(2,4)heptan + Hợp chất có vịng ngưng tụ (chung C): bixiclo[số C vòng 1, 0, số C vòng 2]+tên hidrocacbon tương ứng Bixiclo[2,0,3]hetan bixiclo[3,0,4]nonan + Hợp chất có nhiều vòng cầu: bixiclo[Số C vòng]+tên hidrocacbon tương ứng Bixiclo[1,2,2]heptan bixiclo[2,2,2]octan + Hợp chất nhiều vịng có nhánh: - Đánh số thứ tự C từ nguyên tử C chung nhiều vòng, theo chiều vòng dài quay trở nguyên tử đầu đường dài nhất, sau đến cầu nhỏ cho số mạch nhánh nhỏ 2-metylbixiclo[3,0,4]nonan + Hợp chất có nhiều vịng cách nhiều C: coi vịng nhánh Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn CH3 CH3 -CH2-C-CH2-CH21 CH3 Cl Xiclobutylxiclohexan 2,2-đimetyl-4-(4-cloxiclohexan)-1-(2-metylxiclopropan)butan Đồng phân - Gồm đồng phân cấu tạo, đồng phân hình học đồng phân quang học VD: Viết tất đồng phân C6H12(12 đồng phân cấu tạo)(4 đồng phân cấu tạo có đồng phân hình học) II Câu trúc phân tử - Các nguyên tử C trạng thái lai hóa sp góc lai hóa 109028’ Vì tạo vịng nhỏ góc liên kết bị ép, xen phủ liên kết bị bẻ cong So sánh góc lai hóa góc thực tế vịng Xicloankan (CH2)3 (CH2)4 (CH2)5 (CH2)6 Góc thực tế 600 900 1080 Vịng đồng phẳng 1200 Góc bị ép 24044’ 9044’ - 5016’ Vòng cạnh bị ép với góc lớn (sức căng vịng lớn nhất), liên kết vị trí che khuất nên vòng cạnh bền (dễ tham gia phản ứng mở vòng) - Vòng cạnh bền vòng cạnh, song bền Để giảm sức căng vịng ngun tử C tự điều chỉnh làm cho lệch phẳng (thực tế có vịng canh đồng phẳng) - Vịng 5, cạnh nguyên tử C xoay quanh trục liên kết làm lệch phẳng tạo nhiều cấu dạng khác Nên vòng 5, cạnh bền khó bị phá vỡ Các cấu dạng vịng cạnh a e a a e a a e Dạng thuyền dạng ghế - Dạng thuyền bền nhất, dạng ghế bền - Những nhóm vị trí vng góc với mặt phẳng chung phân tử gọi liên kết a, hướng lại gọi liên kết e Khi nhóm lớn vị trí liên kết a chúng đẩy làm cho vịng bền III Tính chất vật lí - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi xicloankan cao ankan tương ứng Vì mạch ankan có tính uốn dẻo làm cho tổ hợp mạnh tinh thể khó khăn tương tác phân tử khó khăn - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi tăng phân tử khối tăng IV Tính chất hóa học * Nhận xét: - Vòng 3, cạnh bền nên chúng tham gia phản ứng cộng mở vòng, vịng cạnh dễ phản ứng vịng cạnh - Vòng 5, cạnh bền, phân tử lại chứa liên kết bền nên chúng tham gia phản ứng tương tự ankan Phản ứng cộng mở vòng(cộng theo chế electrophin) * Vòng cạnh: tham gia phản ứng cộng với Br2/CCl4, HBr, H2, H2SO4 + H2 + Br2 + HBr * Vòng cạnh tham gia phản ứng cộng mở vịng khó khăn hơn, chúng tham gia phản ứng với H2 + H2 sp + H2 sp Phản ứng Trang Nguyễn Mai Phượng Chun đề tự bồi dưỡng chun mơn Khi có ánh sáng nhiệt độ cao xicloankan tham gia phản ứng với chế tương tự ankan as + Cl2 Cl + HCl Cl as + Cl2 CH3 + HCl as + Cl2 Xác định số sản phẩm sản phẩm NO2 4000C + HNO3 + H2O Phản ứng tách H2 xt, t0 CH3 xt, + H2 CH3 t0 + H2 Phản ứng oxi hóa a Phản ứng oxi hóa hồn toàn-phản ứng cháy CnH2n + 3n/2 n CO2 + nH2O b Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn * Xicloankan không làm màu dung dịch KMnO4 * Xiclohexan có phản ứng oxi hóa O OH [O] [O] HOOC-(CH2)4-COOH Phản ứng đồng phân hóa Các đồng phân có vịng bền có xúc tác thích hợp đồng phân hóa tạo thành vịng 5, cạnh bền AlCl3, t0 AlCl3, t0 CH3 V Phương pháp điều chế Vịng hóa dẫn xuất halogen (phương pháp Vuyec) X-(CH2)n-X + 2Na (CH2)n + 2NaX X-(CH2)n-X + 2LiHg (CH2)n + 2LiX + 2Hg Phương pháp dùng để điều chế vòng từ 36 cạnh Từ ankan Trang 10 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn CH3-[CH2]3CH3 + H2 CH3-[CH2]4CH3 + H2 CH3 CH3-[CH2]5CH3 Chuyển hóa vịng khác thành xicloankan OH + 2HI O + I2 + H2O Zn/Hg/HCl + 3H2 + H2 + H2O Ni, t0 BÀI TẬP A- PHẦN ANKAN Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon thu thể tích nước 1,5 lần thể tích khí cacbonic điều kiện Xác định hidrocacbon? Bài 2: Từ CH4 lập sơ đồ điều chế etan, propan, butan, isobutan? Bài 3: Sắp xếp chất sau theo chiều nhiệt độ sôi tăng dần 2,2,3,3-tetrametylbutan; 2,2,3-trimetylpentan; octan; nonan; 3,3-đimetylheptan Bài 4: Tính hàm lượng phần trăm sản phẩm monoclo thu cho 2-metylpentan tác dụng với clo, từ cho biết sản phẩm sản phẩm Bài 5: Hồn thành sơ đồ phản ứng a/ CH3COOH A B C D E CCl4 HCHO b/ A + NaOH B + C B + NaOH D + E E + H2O NaOH + F D + G HCHO + C D +G H + C F H +C Hãy xác định chất? B-XICLOANKAN Bài 1: Gọi tên chất sau đây? Cl Cl H C2H5 CH3 H H H CH3 H CH3 Cl Br (2S)-1,1-điclo- (1R,2S)-1-brom- (1R,2S)-1,2Xiclopropylxiclohexan 82etylxiclohexan 3đimetylxiclohexan Clobixiclo[1,2,3]octan metylxiclopentan Bài 2: Viết đồng phân spiran spirooctan gọi tên Trang 11 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn Bài 3: Viết công thức cấu tạo chất phù hợp với kiện sau: a/ Chất A có cơng thức phân tử C4H8 phản ứng chậm với Br2 không làm màu dung dịch KMnO4 b/ Cấu dạng 1,3-đicloxiclohexan khơng có tính quang hoạt c/ Đồng phân hình học bền 1,3-đitertbutylxiclohexan Cl Cl Bài 4: Xác định cấu trúc sản phẩm phản ứng đecacboxyl hóa sau Br Br COOH COOH + CO2 COOH Br Br Biết A cho đồng phân đia, B cho đồng phân đia (đồng phân quang học) Br Br Br Br COOH B COOH A BÀI TẬP TỔNG HỢP 2.1 a) Nêu đặc điểm cấu tạo ankan b) Chứng minh ankan co công thức chung CnH2n+2 c) Thế nao dãy đồng đẳng ankan? Trả lời: a) Đặc diểm: - Trong phân tử ankan chứa liên kết - Các nguyên tử C trạng thái lai hóa sp3 - Liên kết phân tử ankan hình thành từ xen phủ trục nên bền b) Cách 1: Theo khái niệm dãy đồng đẳng Chất dãy đồng đẳng CH 4, theo khái niệm dãy đồng đẳng tập hợp chất hay nhiều nhóm CH ta tăng thêm (n-1) nguyên tử cacbon số nguyên tử H tăng thêm 2(n-1) Vậy công thức tổng quát là: C1+(n-1)H4+2(n-1) CnH2n+2 Cách 2: Dựa vào hóa trị cacbon Do cacbon có hóa trị nguyên tử C liên kết với nguyên tử H Vậy n nguyên tử C liên kết với 4n nguyên tử H Trang 12 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn Nhưng để tạo thành mạch C nguyên tử C phải liên kết với n-1 liên kết C – C Mỗi liên kết C – C giảm nguyên tử H n-1 liên kết C – C giảm 2(n-1) H Vậy số nguyên tử H: 4n – 2(n-1) = 2n+2 Vậy công thức tổng quát ankan là: CnH2n+2 2.2 a) Viết CTCT, gọi tên theo danh pháp IUPAC ankan có CTPT C4H10, C5H12 b) Cho biết bậc nguyên tử hợp chất Trả lời: C4H10 có hai đồng phân , C5H12 có ba đồng phân C4H10: n-butan 2-metyl propan C5H12: n-pentan, 2-metyl butan 2,2-đimetyl propan 2.3 a) Đọc tên theo danh pháp ankan có CTCT CH3-CH(CH3)-CH(C2H5)-CH2-CH3; CH3-CH2-CH2CH(-CH(CH3)-CH2-CH3)-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH(CH3)-CH(C2H5)-CH2-CH3 b) Đọc tên gốc ankyl (CnH2n+1) CH3-, CH3-CH2-; CH3-CH2-CH2-; CH3-CH(CH3)-; CH3-CH2-CH2-CH2CH3-CH(CH3)-CH2-; CH3-CH2-CH(CH3)-; (CH3)3C-; CH3-CH2-C(CH3)2-; (CH3)3C-CH2-CH2c) Viết CTCT ankan có tên sau: + neo- pentan + 2,3,3 – trimetylhexan + 2-metyl-4-(1-metylpropyl)octan Trả lời: a) CH3 - CH - CH - CH2 - CH3 CH3 - CH2 - CH2 - CH - CH2 - CH2 - CH3 CH CH3 CH3 C2H5 H2C CH3 3-etyl-2-metyl pentan 3-metyl-4-n-propyl heptan 3-etyl-4-metyl heptan CH3 - CH2 - CH2 - CH - CH - CH2 - CH3 CH3 C2H5 CH3 – ; metyl CH3 – CH2 – : etyl CH3 – CH2 – CH2 – n-propyl CH3 - CH2 - CH2 - CH2 CH3 CH3 - C - n-butyl CH3 – CH – CH3 CH3 - CH - CH2 - sec-propyl iso-propyl CH3 tert-butyl CH3 CH3 CH3 - C - CH2 - neo-pentyl CH3 CH3 CH3 - C - CH2 - CH2 - CH3 - CH2 - CH - CH3 sec-butyl CH3 - CH2 - C - CH3 CH3 tert-pentyl neo-hexyl CH3 c) Viết CTCT ankan có tên sau: CH3 CH3 - C - CH2 CH3 neo-pentan CH3 CH3 - CH - C - CH - CH CH3CH3 2,3,3 - trimetylhexan CH3 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH2 - CH2 -CH3 CH3 CH-CH2-CH3 2-metyl-4-(1-metylpropyl)octan CH3 Trang 13 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chun mơn 2.4 Viết phương trình tổng hợp n-butan từ hóa chất cho sau: ancol etylic; but-2-in; 2brombutan; axit valeric (CH3CH2CH2CH2COOH); axit propionic (C2H5COOH); but-1-en; Trả lời: a) Từ rượu etylic Cách 1: C2H5OH + HCl C2H5Cl + H2O C2H5Cl + 2Na C4H10 + NaCl Cách 2: 2C2H5OH CH=CH-CH=CH + 2H2O + H2 Ni CH=CH-CH=CH + 2H2 C4H10 b) Từ but-2-in Ni CH3 – C C – CH3 + 2H2 C4H10 c) Từ 2-brombutan: ete khan CH3 - CHBr - CH2 - CH3 + Mg CH3 - CH - CH2 - CH3 MgCl CH3 - CH - CH2 - CH3 H2O CH3 - CH2 - CH2 - CH3 + Mg MgCl Cl OH d) Từ axit valeric (CH3 – CH2 – CH2- CH2- COOH) CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – COOH + Na C4H9 – COOH + 1/2 H2 C4H9 – COOH + NaOH CaO C4H10 + Na2CO3 e) Từ axit propionic C2H5 - COOH + Na C2H5 – COONa + 1/2 H2 ph C2H5 – COONa + H2O d C4H10 + CO2 + 2NaOH + H2 f) Từ but-2-en: Ni CH3 – CH = CH – CH3 + H2 C4H10 2.5 a) Tại phản ứng hóa học đặc trưng ankan phản ứng chế gốc? b) Khi cho propan tác dụng với clo có chiếu sáng, tạo sản phẩm monoclo Viết chế phản ứng Cho biết sản phẩm giải thích? Trả lời: a) Trong phân tử ankan có liên kết C – C C – H Đó liên kết bền vững (EC – C 351kJ/mol; EC – H 410kJ/mol), không bị phân cực (C – C = 0; C – H = 0,35D) khó bị phân cực hố Vì vậy, ankan tương đương đối trơ mặt hóa học tham gia phản ứng điều kiện xúc tác nhiệt độ cao, ankan tham gia phản ứng số phản ứng khác (tách, đồng phân hố, oxi hố…) khơng tham gia phản ứng cộng - Do liên kết C – C C – H không phân cực khó bị phân cực hố nên phản ứng ankan thường xảy theo chế đồng li (cơ chế gốc), sản phẩm thường hỗn hợp chất đồng phân, đồng đẳng b) Cơ chế phản ứng clo hoá propan: Phản ứng theo chế gốc thường xẩy qua giai đoạn: + Giai đoạn khơi mào: hv / t Cl2 Cl + Giai đoạn phát triển mạch: Cl + CH3 - CH2 - CH2 (I) (Gèc anky bËc I) CH3 - CH - CH3 (II) (Gèc anky bËc II) CH3 - CH2 - CH3 CH3 - CH2 - CH2 + Cl2 CH3 - CH2 - CH2- Cl (III) CH3 - CH - CH3 + Cl2 CH3 - CH - CH3 Cl …… (IV) Cl + C3H8 + Giai đoạn tắt mạch: Trang 14 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn Cl + C3H7 C3H7 – Cl C3H7 + C3H7 C3H7 – C3H7 Cl + Cl Cl2 Như vậy, phản ứng halogen hoá ankan phản ứng theo chế gốc (SR) phản ứng dây chuyền 2.6 Khi cho clo tác dụng với iso–pentan có chiếu sáng người ta thu hỗn hợp sản phẩm gồm 30% 1-clo-2-metylbutan; 15% 1-clo-3-metylbutan; 33% 2-clo-3-metylbutan 22% 2-clo-2metylbutan a) Viết ptpư tạo sản phẩm chế phản ứng b) Cho biết sản phẩm dễ hình thành giải thích? c) Tính khả phản ứng tương đối nguyên tử hiđro nguyên tử cacbon bậc một, bậc hai bậc ba phản ứng Trả lời: a) CH3 - CH - CH - CH3 +Cl2 CH3 CH3 - CH - CHCl - CH CH3 (I) 33% Cl-CH2 - CH - CH - CH3 CH3 (II) 30% CH3 - CH - CH - CH 2Cl (III) 15% CH3 CH3 - CCl - CH - CH3 CH3 Cl2 Cơ chế: Cl + CH3 - CH - CH - CH CH3 Cl CH3 - C - CH - CH CH3 CH3 CH3 - C - CH - CH as (IV) 22% + Cl2 Cl-CH2 - CH - CH - CH CH3 b) Sản phẩm (IV) dễ tạo thành lượng phân ly liên kết C – H để tạo gốc tự cacbon bậc cao dễ cacbon bậc thấp gốc tự sinh C bậc cao bền C bậc thấp (do gốc bậc cao siêu liên hợp với nhiều liên kết C – H hơn) Điều có nghĩa lượng hoạt hóa phản ứng tạo gốc ankyl bậc (III) nhỏ nên tốc độ phản ứng lớn (khống chế động học) c) Theo cơng thức tính hàm lượng % sản phẩm thế: nr %X i i i 100 nl: số liên kết C-H cacbon bậc i n i ri ri: khả phản ứng ương đối H bậc i Đối với iso-pentan: - liên kết C – H bậc I - liên kết C – H bậc II - liên kết C – H bậc III Hàm lượng % sản phẩm thế: 9rI % sản phẩm bậc I = = (30+15)% 9rI 2rII rIII 2rII % sản phẩm bậc II = = 33 % 9rI 2rII rIII rIII % sản phẩm bậc III = = 22% 9rI 2rII rIII 0,45 0,33 0,22 : : rI : rII : rIII = = : 3,3 : 4,4 Vậy, phản ứng thé vào nguyên tử H cacbon bậc III dễ dàng Trang 15 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn 2.7 a) Từ metan chất vô cần thiết, tìm phưong pháp có để điều chế isopentan iso-butan b) Từ rượu metylic chất vô khác, điều chế chất sau: + 2,2-đimetylpropan + 2,2,4-trimetylpentan Trả lời: a) CH4 C2H2 etilen oxit H SO Mg / ete oxit CH4 CH3 – Cl CH3 – MgCl etilen CH3 – CH2 – CH2OH 2 4 CH3 – CHCl – CH3 CH 3MgCl CH3 – CH(CH3) – CH3 CH3 – CH = CH2 HCl CH MgCl Cl b) CH3 – CH(CH3) – CH3 (CH3)3C – Cl (CH3)3C – CH3 (neo-pentan, 2,2đimetylpropan) CH3 H3C C CH3 Cl2/as CH3 H3C CH3 C MgCl CH2Cl CH3- CH- CH3 CH3 H3C C CH2 CH CH3 CH3 CH3 CH3 2,2,4-trimetylpentan 2.8 a) Viết CTCT tất dẫn xuất monoclo sinh ta clo hóa 2,2,4-trimetylpentan b) Tính thành phần % dẫn xuất monoclo cho biết tỉ lệ tốc độ hiđro nguyên tử C bậc một, bậc hai bậc ba : 3,3 : 4,4 Trả lời: CH2Cl CH3 - C - CH2 - CH - CH3 (I) CH3 CH3 a) CH3 - CH - CH2 - CH2 - CH3 + Cl2 CH3 CH3 CH3 CH3 - C - CHCl - CH - CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 - C - CH2 - CCl - CH3 CH3 CH3 CH3 as CH3 CH3 - C - CH2 - CH - CH - Cl CH3 (II) (III) (IV) CH3 Theo cơng thức tính hàm lượng % sản phẩm thế: nr %X i i i 100 n i ri Hàm lượng % đồng phân: 9.1 100 = 34,6% 15.1 2.3,3 1.4,4 2.3,3 100 = 25,4% % sản phẩm (II) = 15.1 2.3,3 1.4,4 1.4,4 100 = % sản phẩm (III) = 16,9% 15.1 2.3,3 1.4,4 6.1 100 =23,0% % sản phẩm (IV) = 15.1 2.3,3 1.4,4 2.9 a) Viết CTCT gọi tên ankan đồng phân có KLPT 86 đvC b) Một đồng phân brom hóa có chiếu sáng cho hai dẫn xuất monobrom Cho biết CTCT đồng phân Đồng phân cho dẫn xuất đibrom? Trả lời: a) Mankan = 86 CTPT ankan: C6H14 Có đồng phân: % sản phẩm (I) = Trang 16 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn C-C-C-C-C-C C-C-C-C-C C - C - C - C (V) C C C C C-C-C-C-C C-C-C-C C C b) Đồng phân brom hóa cho hai dẫn xuất monobrom đồng phân (V) Khi brom hóa (V) theo tỉ lệ ankan:Br2 = 1:2 thu dẫn xuất đibrom: CBr - C - C - C CBr - C - CBr - C C - CBr - CBr - C CBr C C C C C CBr2 - C - C - C CBr - CBr - C - C CBr - C - C - CBr C C C C C C 2.10 a) Khi đốt hiđrocacbon dãy đồng đẳng metan tỷ lệ thể tích khí CO nước biến đổi nào? b) Khi nitro hóa đồng phân pentan thu hợp chất nitro bậc Cho biết CTCT hợp chất nitro cơng thức hiđrocacbon tương ứng Trả lời: a) CnH2n+2 + 3n/2 O2 nCO2 + (n+1) H2O VH 2O n 1 1 > VCO n n Khi n tăng độ chênh lệch tỷ lệ thể tích hai khí giảm (1/n nhỏ) b) Do nitro hóa đồng phân pentan thu hợp chất nitro bậc nên đồng phân phải có tính đối xứng cao Cơng thức đồng phân là: CH3 CH3 CH3 - C - CH3 + HO-NO2 CH3 - C - CH2-NO2 + H2O CH3 CH3 2.11 a) Viết ptpư crakinh tổng quát hiđrocacbon no CnH2n+2 b) Khi crackinh dầu mỏ người ta thu hai hiđrocacbon đồng phân A A’ Khi halogen hóa chúng, đồng phân cho hai dẫn xuất monohalogen Cho biết KLPT chúng 58 Xác định CTCT A A’ Trả lời: a) Ptpư crackinh tổng quát: CnH2n + CmH2m+2 + C(n-m)H2(n-m) Crackinh ankan anken b) Do hai hiđrocacbon A A’ sản phẩm crackinh có khả hiđro hóa nên chúng thuộc loại ankan Gọi công thức chung CnH2n+2 14n + = 58 n =4 CTPT: C4H10 Do halogen hóa A A’ tạo hai dẫn xuất monohalogen nên A A’ có CTCT sau: CH3 – CH2- CH2- CH3 CH3 – CH(CH3) – CH3 2.12 Khi nitro hóa iso-butan axit nitric tướng khí 450 0C thu 65% hợp chất nitro bậc nhất, 7% hợp chất nitro bậc ba, lại sản phẩm cắt mạch a) Viết ptpư nitro hóa b) Tính tốc độ tương đối nguyên tử hiđro C bậc bậc ba Giải thích kết thu được? Trả lời: CH3 - CH - CH2-NO2 + H2O CH3 - CH - CH3 CH3 + HO-NO CH3 65% NO2 CH3 - C - CH3 CH3 7% + H2O Trang 17 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn 9rI 100 = 65% 9rI rIII rIII % sản phẩm bậc III = 100 = 7% 9rI rIII rI : rIII = 65/7 : = 7,2 : Như khả tương đối H C bậc bậc ba tương đương (phản ứng khơng có tính chọn lọc) Ngun nhân nhiệt độ cao (450 0C) chênh lệch tốc độ phản ứng loại liên kết C – H giảm dần, nhiệt độ tăng phản ứng có lượng hoạt hóa cao thuận lợi nhiều Những liên kết bền vững bền vững bị đứt đồng thời 2.13 Viết ptpư hóa học xảy dãy biến hóa sau: / as Na 2 B C HNO 3 D1 D a) CH3 – CH2- CH3 Cl % sản phẩm bậc I = b) HI A B 2O c) CaC2 H A Na C HNO CH3 CH3 - CH - C - C(CH 3)2 NO2 CH3 C2H5 H / as Na / as B Cl 2 C D Cl 2 E Trả lời: Cl / as Na a) CH3 – CH2 - CH3 CH3 – CHCl - CH3 (CH3)2 CH – CH(CH3)2 NO2 HNO 3 du CH3 - C - CH - CH3 CH3 - C - CH - CH2 - NO2 CH3 CH3 b) CH3 CH3 I + HI CH3 - C = CH - CH CH3 - C - CH - CH3 CH3 CH3 Na C2H5 C2H5 CH3 - C C - CH3 CH3 CH3 HNO3 CH3 CH3 - CH - C - C(CH 3)2 NO2 CH3 C2H5 2O c) CaC2 H H / as Na du C H C H Cl 2 C H Cl CH CH CH CH / as Cl 2 CH3 – CHCl – CH2- CH3 2.14 a) Viết công thức cấu tạo xicloankan có CTPT C5H10 b) Những dẫn xuất đibrom tác dụng với natri tạo đồng phân viết ptpư c) Khi cho brom tác dụng với xicloankan C 5H10 tạo dẫn xuất brom tương ứng Từ xicloankan A tạo thành dẫn xuất brom A1 chứa 53,7% brom Từ xicloankan B tạo dẫn xuất brom B1 chứa 69,6% brom Xác định công thức cấu tạo vủa A, A1, B, B1 viết ptpư Trả lời: a) Các đồng phân xicloankan C5H10 b) Chỉ có cấu trúc đối xứng chia thành hai nửa giống điều chế theo phưong pháp Vuyêc -Wurtz (từ dẫn xuất đibrom + Na) Khơng có cơng thức thỏa mãn c) - Hàm lượng brom 53,7% tương ứng với dẫn xuất monobrom C 5H9Br (phản ứng thế) Do tạo thành dẫn xuất nên có công thức (1) thỏa mãn (xiclopentan) - Hàm lượng brom 69,6% tương ứng với dẫn xuất đibrom C 5H10Br2 (phản ứng cộng mở vịng) Các xicloankan 3, cạnh có khả tham gia phản ứng cộng mở vịng, cấu trúc (2), (3), (4), (5), (6), (7) Trang 18 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn 2.15 a) Viết công thức gọi tên đồng phân cấu tạo, đồng phân lập thể hợp chất có cơng thức phân tử C5H8(CH3 )2 b) Khi hiđro hóa đồng phân 1,2 - đimetylxiclopentan 300 0C có xúc tác Ni thu heptan, 1,2-đimetylpentan 3-metylhexan Viết ptpư rõ vị trí liên kết C – C vịng bị đứt Trả lời: a) Các đồng phân có cơng thức C5H8(CH3 )2 (chỉ tính hợp chất xicloankan): + Đồng phân cấu tạo: + Đồng phân hình học: trans cis cis trans + Đồng phân quang học: cặp đối quang (2 biến thể raxemic), đồng phân meso: meso b) (c) (a) (b) + H2 Ni (a) (b) (c) CH3-[CH2]5-CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CH2-CH3 CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CH3 CH3 CH3 2.16 a) So sánh cấu tạo tính chất xiclopropan xiclohexan Giải thích tính bền vịng b) Viết ptpư sau: HBr Na A B + Metylxiclopropan Br2 / as Na + Xiclohexan X Y H du / Ni + Iso-propylxiclopropan M Trả lời: a) Xiclopropan có nguyên tử nằm mặt phẳng tạo thành tam giác có góc CCC=600, ba nguyên tử C trạng thái lai hóa sp Do có khác biết lớn góc CCC với góc liên kết nên phân tử xiclopropan chịa sức căng góc lớn (sức căng Bayer) làm cho liên kết cong hình “quả chuối” Vì xiclopropan dễ tham gia phản ứng mở vòng với tác nhân Br2, H2… Xiclohexan có vịng sáu cạnh vịng bền, ngun tử C trạng thái lai hóa sp không nằm mặt phẳng Do quay nhóm CH quanh trục liên kết C – C mà xiclohexan có nhiều cấu dạng khác nhau: ghế, thuyền, nửa ghế, xoắn, nửa xoắn… Do vòng cạnh bền nên xiclohexan than gia phản ứng b) Trang 19 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chun mơn HBr Na Br 3,4-®imetylhexan Br Na Br2/as xiclohexylxiclohexan (a) sp chÝnh (a) Ni + H2 2,3-® imetylbutan (b) (b) iso-hexan 2.17 a) Viết CTCT không gian xiclohexan, metyl xiclohexan cho biết cấu dạng bền hơn? b) Cho clo tác dụng với benzen có chiếu sáng tạo hexacloxiclohexan Chất tồn dạng đồng phân không gian Viết ptpư, công thức cấu tạo khơng gian đồng phân Những dạng đối quang nhau? Dạng có hoạt tính sinh lí cao áp dụng thực tiễn Trả lời: a) Do quay nhóm CH2 quanh trục liên kết C – C mà xiclohexan có nhiều cấu dạng khác nhau: ghế, thuyền, nửa ghế, xoắn… cấu dạng ghế cấu dạng bền ghÕ nưa ghÕ thun xo¾n Cấu dạng bền metylxiclohexan cấu dạng ghế e-metylxiclohexan cấu dạng a có lực đẩy Vanđevan nhóm metyl nguyên tử H liên kết a phía với (tương tác 1,3-a,a hay sức căng Preloc): H H H H H H H H H H b) Hexacloxiclohexan tồn dạng đồng phân không gian sau: C6H6 + 3Cl2 as C6H6Cl6 epi () cis (l) neo () sillo () muco () alio () mio () (+) (-) d,l- () Trong đồng phân trên, đồng phân có hoạt tính sinh học cao đồng phân dạng trước ứng dụng nông nghiệp để làm thuốc trừ sâu (thuốc trừ sâu 666) 2.18 Bằng phản ứng hóa học phân biệt chất cặp chất sau: - Xiclopropan propan - 1,2-đimetyl xiclopropan xiclopentan Trang 20 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn - Xiclopentan pent-1-en Trả lời: + Xiclopropan propan: phản ứng cộng Br2 xicloproan làm màu nước Br2 + 1,2-đimetylxiclopropan xiclopentan: phản ứng cộng làm màu nước Br2 + Xiclopentan 1-penten: phản ứng cộng làm màu nước Br2 2.19 Hai hợp chất hữu A B làm màu nước Br2 CCl4 Chất A cho sản phẩm 1,3đibrombutan Chất B cho 1,2-đibrom-2-metylpropan Xác định công thức cấu tạo A B Trả lời: A phải xicloankan cạnh tạo dẫn xuất 1,3-đibrombutan (anken tạo dẫn xuất 1,2-đibrom) Vậy A metylxiclopropan Chất B cho 1,2-đibrom-2-metylpropan nên B phải thuộc loại hợp chất aken có mạch C Vậy B metylbropen + Br2 Br-CH2-CH2-CH-CH3 Br 1,3-®ibrombutan CH3-C=CH2 + Br2 CH3- CBr - CH2Br CH3 CH3 1,2-®ibrom-2-metylpropan 2.20 Viết công thức cấu tạo cho hợp chất phù hợp với đặc tính sau giải thích a) Chất có CTPT C4H8 có phản ứng với nước brom không tác dụng với dung dịch KMnO4 b) Cấu dạng ghế bền 1-metyl-1-clo xiclohexan 1,1 - đicloxiclohexan c) Đồng phân hình học bền 1,3-đitertbutylxiclobutan Trả lời: a) Do có phản ứng với nước brom không tác dụng với dung dịch KMnO nên hợp chất hữu xiclobutan b) Cấu dạng ghế bền 1-metyl-1-clo xiclohexan 1,1 - đicloxiclohexan cấu dạng có nhóm lớn vị trí e: Cl Cl (e) CH3 Cl 1-metyl-1-clo xiclohexan 1,1 - ® icloxiclohexan c) Đồng phân hình học bền 1,3-đitertbutylxiclobutan dạng trans-1,3đitertbutylxiclobutan: C(CH3)3 (H3C)3C 2.21 Viết ptpư hiđro hóa (dư H2 xúc tác Ni) iso-propylxiclopropan iso-propenylxiclopropen Gọi tên sản phẩm tạo thành theo danh pháp thường danh pháp IUPAC Trả lời: + H2 iso-propyl xiclopropan Ni 2,3-®imetylbutan + 2H2 iso-propenylxiclopropan - metylpentan Trang 21 Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn Trang 22 ... phẩm mono? Phản ứng sunfo nitro hóa a Phản ứng nitro C CH4 + HNO3 450 CH3 -NO2 + H2O Metyl nitro(nitrometan) Trang Nguyễn Mai Phượng Chuyên đề tự bồi dưỡng chuyên môn C TQ: CnH2n+2 + HNO3... CnH2n+1 -NO2 + H2O Ankyl nitro (nitroankan) Phản ứng xảy theo chế gốc khơng hồn toàn giống với chế phản ứng halogen CH4 + NO2 R + HNO2 HNO2 + HNO3 H2O + 2NO2 (bền gốc Cl có hiệu ứng C giải tỏa) NO2 ... gãy liên kết C-H (phản ứng đề hiđro hóa) bẻ gãy liên kết C-C (phản ứng crackinh) Phản ứng đề hidro hóa (phản ứng tách hidro) * Các ankan có mạch ngắn hidrocacbon không no H2 ,t VD: CH3-CH3 xt
Ngày đăng: 15/06/2021, 14:32
Xem thêm:
