Phản ứng thế bằng ion kim loại hóa trị I Ag+, Cu+ Chỉ có axetilen và cac ank – 1 – in mới tác dụng được với dung dịch AgNO3/NH3 cho kết tủa vàng, tác dụng với dung dịch CuCl/NH3 cho kế[r]
(1)HIDROCACBON NO (ANKAN) (PARAFIN) Cn H n+2 (n≥ 1) mạch hở Tính chất hóa học: Phản ứng halogen (Cl, Br) as CnH2n+2-zXz + zHX CnH2n+2 + zX2 ⃗ Phản ứng tách (gãy liên kết C – C và C – H) (crackinh) CnH2n+2 ⃗ xt ,t , P CmH2m + Cn – mH2(n – m)+2 (m 2; n – m = 0) Phản ứng phân hủy Phân hủy nhiệt * Đặc biệt: 2CH4 ⃗ 15000 C , l ln C2H2 + 3H2 CnH2n+2 ⃗ 10000 C , kckk nC + (n+1) H2 Phân hủy clo CnH2n+2 + (n+1)Cl2 ⃗ t C ,asct nC + 2(n+1)HCl Phản ứng oxi hóa Oxi hóa hoàn toàn CnH2n+2 + n+ ⃗ nCO2 + (n+1)H2O O2 ❑ Oxi hóa không hoàn toàn VD: CH4 + O2 ⃗ Cu ,200 atm ,300 0C HCHO + H2O Điều chế: Phương pháp tăng mạch cacbon Tổng hợp Vuyêc (Pháp) 2CnH2n+1X + 2Na ⃗ ete , khan (CnH2n+1)2 + 2NaX * Chú ý: Nếu dùng hai loại dẫn xuất halogen có gốc ankyl khác thu hỗn hợp ankan song khó tách khỏi vì chúng có nhiệt độ sôi xấp xỉ nhau: R – R + 2NaX ⃗ R – R’ + 2NaX RX + R’X + 2Na ❑ R’ – R’ + 2NaX Tổng hợp Konbe (Đức) 2RCOONa + 2H2O ⃗ đpdd R – R + 2CO2 + 2NaOH + H2 Phương pháp giảm mạch cacbon Phương pháp Đuma RCOONa + NaOH ⃗ CaO , t RH + Na2CO3 (2) Phương pháp crackinh CnH2n+2 ⃗ cracking CmH2m + C(n-m)H2(n-m)+2 ( m≥ , n>m ) Phương pháp giữ nguyên mạch cacbon Hidro hóa anken, ankin, ankađien tương ứng CnH2n + H2 ⃗ Ni , t CnH2n+2 CnH2n – + 2H2 ⃗ Ni , t CnH2n+2 Đi từ ancol no, đơn chức CnH2n+1OH + 2HI ⃗ 200 C CnH2n+2 + H2O + I2 Một số phương pháp khác Từ nhôm cacbua ⃗ 3CH4 + 4Al(OH)3 Al4C3 + 12H2O ❑ ⃗ 3CH4 + 4AlCl3 Al4C3 + 12HCl ❑ ⃗ 3CH4 + 2Al2(SO4)3 Al4C3 + 6H2SO4 ❑ Từ C và H2 C + 2H2 ⃗ Ni , 5000 C CH4 HIDROCACBON KHÔNG NO (ANKEN) (OLEFIN) (3) Cn H n (n ≥ 2) Tính chất hóa học: Phản ứng cộng Cộng H2 CnH2n + H2 ⃗ Ni , t CnH2n+2 Cộng halogen (Cl,Br) (làm màu dung dịch brom) CnH2n + X2 (dd) ⃗ CCl CnH2nX2 Cộng HX ⃗ CnH2n + 1X CnH2n + HX ❑ Cộng H2O CnH2n + HOH ⃗ ddH SO (l) CnH2n+1OH * Lưu ý: - Qui tắc Macopnicop: Khi cộng tác nhân không đối xứng (HX, HOH …) vào anken (hay ankin) không đ ối x ứng, phản ứng xảy theo hướng: - Phần dương (+) tác nhân liên kết với cacbon có nhiều hiđro - Phần âm ( – ) tác nhân liên kết với cacbon ít hiđro liên kết đôi hay liên k ết ba Phản ứng trùng hợp nC=C ⃗ t , xt , P [ - C – C - ] Phản ứng oxi hóa Oxi hóa hoàn toàn CnH2n + 3n ⃗ nCO2 + nH2O ( ΔH < ) O2 ❑ Oxi hóa không hoàn toàn * Tác dụng với KMnO4 loãng nhiệt độ thường oxi hóa nối đôi anken thành 1,2 – điol ⃗ 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH 3CnH2n +2KMnO4 + 4H2O ❑ Điều chế: Đề hiđro ankan tương ứng CnH2n+2 ⃗ xt ,0 , P CnH2n + H2 Đê hiđrat hóa ancol tương ứng CnH2n+1OH ⃗ H SO ,t ≥1700 C CnH2n + H2O Cộng H2 vào ankin (xt: Pd) ankadien (xt: Ni) tương ứng CnH2n –2 +H2 ⃗ xt , t CnH2n Crackinh ankan (4) CnH2n+2 ⃗ cracking CmH2m + Cn – m H2(n – m)+2 Loại HX khỏi dẫn xuất monohalogen ankan tương ứng CnH2n+1X ⃗ KOH , ancol ,t CnH2n + HX Loại X2 khỏi dẫn xuất α , β - đihalogen ankan tương ứng ⃗ R – CH = CH – R’ + ZnX2 R – CHX – CHX – R’ + Zn ❑ HIDROCACBON KHÔNG NO (ANKIN) Cn H n −2 (n ≥ 2) Tính chất hóa học: Phản ứng cộng (5) Với H2 * Xúc tác Pb: CnH2n – + H2 ⃗ Pd , t CnH2n * Xúc tác Ni: CnH2n – + H2 ⃗ Ni , t CnH2n + Với halogen (Cl, Br) * Phản ứng xảy qua hai giai đoạn (giai đoạn cộng trans) Muốn dừng phản ứng giai đoạn thứ thì cần thực nhiệt độ thấp + X CnH2n – X2 ⃗ + X CnH2n – 2X4 CnH2n – ⃗ * Với brom (làm màu dung dịch brom) ⃗ CnH2n – 2Br4 CnH2n – + 2Br2 ❑ Với HX (X = Cl, Br, I) Công H2O ⃗ Andehit axetic * Axetilen + HOH ❑ CH ≡ CH + HOH ⃗ HgSO ,80 C [CH2 = CHOH] (không bền) CH3CHO ⃗ Xeton * Các ankin khác + HOH ❑ R1 – C ≡ C – R2 + HOH ⃗ xt ,t , p R1 – CH = C – R2 | OH R1 – CH2 – COR2 * Nhận xét: Nếu hidroacbon tác dụng với nước tạo andehit axetic thì hidrocacbon đó là axetilen Phản ứng ion kim loại hóa trị I (Ag+, Cu+) Chỉ có axetilen và cac ank – – in tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 cho kết tủa vàng, tác dụng với dung dịch CuCl/NH3 cho kết tủa màu đỏ * Các phương trình hóa học: ⃗ AgC ≡ Cag (Bạc axetilen; màu vàng nhạt) + 2NH4NO3 CH ≡ CH + 2AgNO3/NH3 + 2NH3 ❑ ⃗ R – C ≡ CH + AgNO3 + NH3 ❑ R – C ≡ Cag (màu vàng nhạt) + NH4NO3 ⃗ CuC ≡ Ccu (đồng (I) axetilen; màu đỏ) + 2NH4Cl CH ≡ CH + 2CuCl + 2NH3 ❑ ⃗ R – C ≡ CH + CuCl + NH3 ❑ R – C ≡ Ccu (màu đỏ) + NH4Cl Phản ứng trùng hợp Phản ứng trùng hợp axetilen * Nhị hợp: 2CH ≡ CH ⃗ xt ,t , P CH2 = CH – C ≡ CH (Vinyl axetilen) * Tam hợp: 3CH ≡ CH ⃗ xt ,t , P C6H6 * Đa hợp: nC2H2 ⃗ xt , t o (CH)X nhựa Cupren (x = 2n) (6) Phản ứng oxi hóa Oxi hóa hoàn toàn n −1 ⃗ nCO2 + (n – 1)H2O CnH2n – + O2 ❑ Oxi hóa không hoàn toàn Điều chế: Điều chế axetilen Từ metan: 2CH4 ⃗ 15000 C , l ln C2H2 + 3H2 H O C2H2 Từ than đá, đá vôi CaC2 (đất đèn) ⃗ Than đá ⃗ 500 C than cốc (C) CaCO3 ⃗ 10000 C CaO + CO2 CaO + 3C ⃗ 20000 C , lodien CaC2 + CO ⃗ Ca(OH)2 + C2H2 CaC2 + 2H2O ❑ Từ C và H2 2C + H2 ⃗ hoquangdien C2H2 Từ muối axetilen ⃗ CH ≡ CH + 2AgCl AgC ≡ CAg + 2HCl ❑ ⃗ CH ≡ CH + 2CuCl CuC ≡ CCu + 2HCl ❑ Điều chế đồng đẳng axetilen Đề hidro hóa ankan tương ứng CnH2n + ⃗ xt ,t , P CnH2n – + 2H2 Đi từ dẫn xuất halogen H X | | R1 – C – C – R2 + 2KOH ⃗ ancol, t R1 – C ≡ C – R2 + 2KX + 2H2O | | X H Đi từ dẫn xuất chứa Ag ankin và dẫn xuất chứa halogen ankan Phương pháp tăng mạch cacbon ⃗ R’ – C ≡ C – R + AgCl AgC ≡ C – R + R’Cl ❑ (7) (8)