(Thời lượng: 6 tiết)
2.1.4.1. Hệ thống lý thuyết cơ bản
Anđehit và xeton đều là những hợp chất chứa nhúm cacbonyl C=O. Vỡ vậy chỳng được gọi là hợp chất cacbonyl.
ANĐEHIT a) Định nghĩa, danh phỏp
+ Anđehit là hợp chất hữu cơ cú chứa nhúm –CH=O liờn kết với nguyờn tử cacbon (hay nguyờn tử H) trong phõn tử.
+ Danh phỏp anđehit: tờn hiđrocacbon tương ứng + “al”. Nếu nhúm –CHO gắn trực tiếp vào vũng, người ta thờm hậu tố “cacbanđehit” vào tờn của hiđrocacbon tương ứng (khụng tớnh nguyờn tử cacbon của nhúm anđehit).
+ Những anđehit mà axit tương ứng cú tờn thường thỡ cú thể gọi tờn theo cỏch thay axit thành anđehit: CH2=CH–CHO: anđehit acrylic; CH2=C(CH3)–CHO: anđehit metacrylic; CH3CH=CH–CHO: anđehit crotonic.
b) Cấu trỳc
+ Nguyờn tử C trong nhúm –CHO ở trạng thỏi lai húa sp2
+ Liờn kết C=O luụn phõn cực về phớa oxi do đú nhúm cacbonyl quyết định những tớnh chất đặc trưng của anđehit.
c) Tớnh chất húa học
- PƯ cộng cỏc chất nucleophin: do sự phõn cực liờn kết C=O làm xuất hiện điện tớch dương ở nguyờn tử C nờn anđehit cú thể cộng nhiều tỏc nhõn nucleophin khỏc nhau. Cơ chế PƯ cộng nucleophin: PƯ qua hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: giai đoạn chậm, trong đú phần mang điện tớch õm của tỏc nhõn nucleophin tấn cụng vào nguyờn tử C của nhúm cacbonyl.
+ Giai đoạn 2: diễn ra rất nhanh do anion vừa mới sinh ở giai đoạn trước tương tỏc với tiểu phõn mang điện tớch dương của tỏc nhõn hoặc của dung mụi tạo thành sản phẩm. Vớ dụ:
C6H5 CH O C6H5 HC O C N + δ+ δ- C N C6H5 HC OH C N - - H+ nhanh chõm.
- Trong PƯ AN, gốc hiđrocacbon R càng lớn (càng đẩy electron) PƯ càng chậm nếu càng hỳt electron PƯ càng nhanh. Tỏc nhõn nucleophin cú thể là H2O (tạo hiđrat); ancol (tạo hemiaxetal); natri hiđro sunfit (NaHSO3); hợp chất cơ magie (RMgX); hiđro xianua HC N (tạo xianohiđrin).
+ Cộng nước C O H H OH H C OH OH H H 99,9% +
Cỏc đồng đẳng của fomanđehit cộng nước khú hơn nhiều. + Cộng ancol: tạo thành hemiaxetal RCH(OH)OR’. Vớ dụ:
CH3 CH O O C2H5 CH3 HC OH OC2H5 + 78% δ+ δ- .. H
- Gốc hiđrocacbon trong phõn tử anđehit càng lớn, cõn bằng càng lệch về bờn trỏi. Nếu nhúm –CO– và nhúm –OH cựng cú mặt trong một phõn tử và ở vị trớ cú thể tạo vũng 5 hoặc 6 cạnh (bền) thỡ PƯ cộng nội phõn tử sẽ xảy ra rất thuận lợi. Nếu PƯ giữa anđehit và ancol theo tỉ lệ 1: 2 sẽ cho sản phẩm là axetal RCH(OR’)2.
CH3CH=O + 2C2H5OH CH3CH(OC2H5)2 + H2O
XETON a) Định nghĩa, danh phỏp
+ Xeton là hợp chất cacbonyl cú chứa nhúm –CO– liờn kết với hai nguyờn tử cacbon R–CO–R’.
+ Danh phỏp thay thế: tờn hiđrocacbon tương ứng + “on”. CH3–CH(CH3)–CO–CH2–CH3 2–Metylpentan–2–on CH2=CH–CO–CH3 But–3–en–2–on
+ Danh phỏp loại chức: tờn cỏc gốc hiđrocacbon + “xeton”.
+ Danh phỏp thụng thường của một số xeton được IUPAC lưu dựng
CH3–CO–CH3 Axeton C6H5–CO–CH3 Axetophenon C6H5–CO–C6H5 Benzophenon CH2=C=O Xeten
b) Cấu trỳc
Nhúm cacbonyl trong xeton tương tự như anđehit. Tuy nhiờn, nguyờn tử C trong nhúm cacbonyl của xeton bị che chắn nhiều hơn và điện tớch dương cũng bị giảm nhiều bởi hai gốc hiđrocacbon.
c) Tớnh chất húa học
Do cú nhúm C=O như anđehit nờn xeton cú một số tớnh chất tương tự anđehit (cộng vào C=O, thế nguyờn tử oxi trong C=O, …). Tuy vậy, khả năng phản ứng của xeton kộm so với anđehit. Bờn cạnh đú, xeton khú bị oxi húa vỡ khụng cú nguyờn tử hiđro nối với nhúm C=O. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* PƯ cộng nucleophin: xeton cú khả năng cộng tỏc nhõn nhiệt phõn như anđehit. Khả năng cộng của xeton so với anđehit như sau:
CH3CHO > (CH3)2C=O > (iso–C3H7)2C=O > (tert–C4H9)2C=O
* PƯ ở gốc hiđrocacbon no: nguyờn tử hiđro ở vị trớ α đối với nhúm C=O trong phõn tử xeton (anđehit cũng vậy) dễ bị thế bởi clo, brom hoặc iot.
CH3–CO–CH3 + Br2 → CH3–CO–CH2Br + HBr
Nếu dựng dư halogen và PƯ thực hiện trong mụi trường kiềm, cỏc hợp chất cacbonyl kiểu CH3–CO–R (R: hiđro, ankyl, aryl, …) cú PƯ cho dẫn xuất trihalogen CX3–CO–R, dẫn xuất này bị kiềm cắt ngay thành CHX3 và RCOONa.
CH3–CO–CH3 + 3I2 + 3NaOH → CH3–CO–CI3 + 3NaI + 3H2O CH3–CO–CI3 + NaOH → CHI3 + CH3COONa
PƯ trờn gọi là PƯ iođofom dựng để nhận biết nhúm CH3CO– trong xeton hoặc anđehit hoặc nhúm CH3CHOH– trong phõn tử ancol (trong điều kiện của PƯ iođofom nhúm CH3CHOH– bị oxi húa thành CH3CO–).
2.1.4.2. Bài tập vận dụng
A. TRẮC NGHIỆM TỰ LUẬN Bài 1.
a) Một anđehit A cú cụng thức đơn giản nhất là C2H3O. Xỏc định cụng thức phõn tử, cụng thức cấu tạo, tờn của A.
b) Bằng phương phỏp hoỏ học để phõn bệt 4 chất lỏng CH3OH, C2H5OH; HCHO; CH3CHO
Bài 2. A, B, C, D là những chất hữu cơ mạch hở cú cụng thức phõn tử C3H6O.
a) Viết cụng thức cấu tạo và gọi tờn A, B, C, D.
b) Bằng phương phỏp hoỏ học để phõn bệt A, B, C, D.
c) Viết phương trỡnh phản ứng điều chế A, B, C, D từ CH4 và cỏc chất vụ cơ.
Bài 3.
a) So sỏnh t0s của propan–2–ol, propanon, 2–metylpropen.
b) Giải thớch tại sao fomanđehit (M = 30) cú t0s (–210C) cao hơn metan (M = 30) (–890C); của đecan–2–ol (M = 156) (2100C), cũn unđecan (M = 155) (1960C).
c) So sỏnh tớnh tan của hợp chất cacbonyl với ankan và ancol trong nước. Bài 4.
1. Viết cỏc phương trỡnh hoỏ học biểu diễn sơ đồ chuyển hoỏ: a) (Trớch trong đề HSG Nam Định 2007 – 2008) C3H6 C3H6Br2 C3H8O2 C3H4O2 C3H4O4 C4H6O4 C6H10O4 b) (Trớch trong đề HSG Nam Định 2009 – 2010) X1 X+ O2 2 X3(C6H10O4) X4(C9H16O4) X2 + Y1 + Y2 t0, xt t0, xt t0, xt t0, xt + Y1 + Y2 + H2O
2. Viết cơ chế PƯ của axetanđehit với HCN và nờu đặc tớnh của phản ứng. Bài 5. (Trớch trong đề HSG Bắc Giang 2009-2010)
Đốt chỏy hoàn toàn 20,16 lit hỗn hợp khớ gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở X và Y thu được 33,6 lit khớ CO2. Nếu lấy cựng lợng hỗn hợp trờn tỏc dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thỡ thu đợc 216 gam kim loại Ag. Biết thể tớch cỏc khớ đều đo ở 136,50C và 1atm. Xỏc định cụng thức cấu tạo và tờn X, Y.
B. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN
Cõu 1. Số đồng phõn cấu tạo xeton, anđehit ứng với cụng thức phõn tử C5H10O lần lượt là:
A. 4, 5. B. 4, 3 C. 3, 4 D. 5, 6
Cõu 2. Số đồng phõn cấu tạo cú CTPT C6H12O tham gia phản ứng trỏng gương là:
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
Cõu 3. Một hợp chất hữu cơ cú CTPT là C4H8O. Số đồng phõn cấu tạo cộng H2(Ni) cho ra rượu là x và số đồng phõn cấu tạo phản ứng được với dung dịch AgNO3
trong NH3 là y. Vậy x, y lần lượt là:
Cõu 4. Số đồng phõn cấu tạo mach hở cú CTPT C5H8O2 (X) cú khả năng trỏng bạc là:(Biết 1 mol X → 4 mol Ag) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A. 1 B. 3 C. 4 D. 5
Cõu 5. Cho cỏc tờn gọi sau: axeton, propanal, propanol, propanon, đimetyl xeton,
anđehit benzoic, benzanđehit, etanđial, anđehit fomic, fomanđehit, anđehit oxalic, điphenyl xeton. Cỏc tờn gọi trờn chỉ số chất là:
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
Cõu 6. Xột cỏc loại hợp chất hữu cơ mạch hở sau:
Rượu đơn chức, no (1); anđehit đơn chức, no (2); rượu đơn chức, khụng no 1 nối đụi C=C (3); anđehit đơn chức, khụng no 1 nối đụi C=C (4). Ứng với cụng thức tổng quỏt CnH2nO chỉ cú 2 chất sau:
A. (1), (2) B. (2), (3) C. (3), (4) D. (1), (4)
Cõu 7. Cho cỏc chất sau: etilen, axetilen, propilen, stiren, vinylaxetilen, etanal, axeton, propin, but-2-in. Số chất vừa làm mất màu dung dịch Br2, vừa tạo kết tủa với dung dịch AgNO3/NH3 là:
A. 2 B. 4 C. 5 D. 6
Cõu 8. Cho cỏc phản ứng sau:
a, CH3CHO + H2(Ni,t0) b, CH3CHO + AgNO3/NH3(t0)
c, CH3CHO + Cu(OH)2 /NaOH(t0)
d, CH3CHO + ddBr2 e, CH3CHO + O2(Mn2+,t0)
Số phản ứng anđehit axetic thể hện tớnh oxi húa và số phản ứng anđehit axetic thể hiện tớnh khử lần lượt là:
A. 1, 4. B. 2, 3 C. 3, 2 D. 4, 1
Cõu 9. Cho sơ đồ phản ứng sau:
0 2 2 0 H dư CuO,t O ,xt Ni,t X Y Z axit isobutiric.
Biết X, Y, Z là cỏc hợp chất hữu cơ khỏc nhau và X chưa no. CTCT của X là: A. (CH3)2C=CHCHO B. CH3-CH(CH3)CH2OH
Cõu 10. Axetanđehit cú thể điều chế bằng phương phỏp nào dưới đõy: HgSO4 H3O+ PdCl2, CuCl2 H2O KMnO4 H2/Pt 1, HCCH 2, H2C=CH2 + O2 3, CH3CH2OH 4, CH3COOH A. 1, 2 B. 3, 4 C. 1, 3 D. 2, 4
Cõu 11. Đốt chỏy hoàn toàn 1 mol hợp chất hữu cơ X, thu được 4 mol CO2. Chất X tỏc dụng được với Na, tham gia phản ứng trỏng bạc và phản ứng cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1: 1. Cụng thức cấu tạo của X là:
A. HO-CH2-CH2-CH=CH-CHO B. HOOC-CH=CH-COOH C. HO-CH2-CH=CH-CHO D. HO-CH2-CH2-CH2-CHO
Cõu 12. Đốt chỏy hoàn toàn a mol anđehit X (mạch hở) tạo ra b mol CO2, c mol H2O (biết b = a+c). Trong phản ứng trỏng gương 1phõn tử X chỉ cho 2 electron. X là anđehit cú đặc điểm:
A. No, đơn chức B. Khụng no, đơn chức, cú một nối đụi C=C C. No, hai chức D. Khụng no, đơn chức, cú hai nối đụi C=
Cõu 13. Đun núng V lớt hơi anđehit X với 3V lớt khớ H2 (xỳc tỏc Ni) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu được một hỗn hợp khớ Y cú thể tich 2 V lớt (cỏc thể tớch đo ở cựng điều kiện). Ngưng tụ Y thu được Z, cho Z phản ứng với Na sinh ra H2 cú số mol bằng số mol Z đó phản ứng. Chất X là anđehit:
A. khụng no (chứa một liờn kết đụi C=C), hai chức B. no, hai chức
C. khụng no (chứa một liờn kết đụi C=C), đơn chức D. no, đơn chức
Cõu 14. Cho 6,6 gam một anđehit X đơn chức, mạch hở phản ứng với lượng dư AgNO3
(hoặc Ag2O) trong dung dịch NH3, đun núng. Lượng Ag sinh ra cho phản ứng hết với axit HNO3 loóng, thoỏt ra 2,24 lớt khớ NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Cụng thức cấu tạo thu gọn của X là:
A. CH3CHO B. HCHO C. CH3CH2CHO D. CH2=CHCHO
Cõu 15. Oxi húa anđehit X đơn chức bằng O2 (xỳc tỏc thớch hợp) với hiệu suất phản ứng là 75% thu được hỗn hợp Y gồm axit cacboxylic tương ứng và anđehit dư. Trung hũa axit trong hỗn hợp Y cần 100 ml dung dịch NaOH 0,75M rồi cụ cạn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dung dịch sau phản ứng thu được 5,1 gam chất rắn khan. Nếu cho hỗn hợp Y tỏc dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư, đun núng thỡ thu được khối lượng Ag là
A. 21,6 gam B. 5,4 gam C. 10,8 gam D. 27,0 gam
BÀI TẬP TỔNG HỢP (Xem CD)