Embed Size (px)
Citation preview
CaO, t0
CaO, t0
P đỏ
2000
askt
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh
ANKAN (PARAFIN)Công thức chung: CnH2n + 2 (n 1)
I. Đồng phân: Mạch CacbonII. Danh pháp:
III. Tính chất hóa học: Phản ứng thế (đây là phản ứng đặc trưng của Ankan)
CnH2n + 2 + aX2 CnH2n + 2-aXa + HXVí dụ: C2H6 + Cl2 C2H5Cl + HCl
Phản ứng cộng: không phản ứng. Phản ứng trùng hợp: không phản ứng.
Phản ứng oxi hóa: CnH2n + 2 + ( )O2 nCO2 + (n + 1)H2O
Phản ứng phân hủy: CnH2n + 2 nC + (n + 1)H2 ↑ Phản ứng tách:
DehidroCnH2n + 2 CnH2n + H2↑
Cracking:CnH2n + 2 CxH2x + 2 + CyH2y (x + y = n, n>=3)
IV. Điều chế:* Phương pháp Wurtst (điều chế ankan mạch dài)
2CnH2n + 1X + 2Na (CnH2n + 1)2 + 2NaXVí dụ: 2C2H5Cl + 2Na C4H10 + 2NaClNếu dùng hai loại dẫn xuất halogen khác nhau thì thu hỗn hợp 3 ankan khác nhau:
R-R’
3R-X + 6Na + 3R’-X R’-R + 6NaX R-R
* Phương pháp Dumas (giảm mạch Cacbon)
RCOONa + NaOH RH + Na2CO3 (RCOO)2Ca + NaOH 2RH + CaCO3 + Na2CO3
* Phương pháp Cônbơ: 2RCOONa + 2H2O R-R + 2CO2 + 2NaOH + H2
* Với ancol, quá trình diễn ra như sau:
ROH + HI RI + HOH2RI R-R + I2
2ROH + 2HI R-R + I2 + H2O
MONOXICLOANKAN* Cấu tạo: mạch một vòng, chỉ chứa liên kết đơn.* Công thức chung: CnH2n (n ≥ 3).* Đồng phân: số nguyên tử C tạo vòng, về số nhánh trong vòng.* Danh pháp:
1
Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + mạch chính + an
Số chỉ vị trí nhánh – tên nhánh + xiclo + tên mạch chính + an
H+, t0
H+, t0
H2SO4, 1700
CaO, t0
CaO, t0
Ni, t0
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh
* Hóa tính:* Phản ứng thế: tương tự như ankan.* Phản ứng đốt cháy
CnH2n + 3n/2 O2 nCO2 + nH2O* Phản ứng cộng mở vòng:
Xoclopropan có thể cộng hidro, brom, HBr nhưng xiclobutan chỉ cộng hidro.Xicloankan vòng 5, 6 cạnh trở lên không có phản ứng cộng mở vòng trong những điều kiện trên.* Điều chế:Dehidro và khép vòng ankan
ANKEN (OLEFIN)Công thức chung: CnH2n (n ≥ 2) có một nối đôi.1. Đồng phân: mạch Cacbon, vị trí nối đôi, hình học.2. Danh pháp:
3. Tính chất hóa học: Phản ứng cộng (đặc trưng của anken)
CnH2n + H2 CnH2n+2
CnH2n + X2 CnH2nX2
CnH2n + HX CnH2n+1X (tuân theo qui tắc Macconhicop)
CnH2n + H2O CnH2n+1OHAnken có thể có phản ứng thế ở cacbon anphaVí dụ:C2H4 + H2 C2H6
C2H4 + H2O CH2 - CH2-OH (etylen glicol)
OH Phản ứng trùng hợp (tổng hợp polime)
Phản ứng oxi hóa (dùng nhận biết anken)Anken làm mất màu thuốc tím
CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
CnH2n + O2 nCO2 + nH2O
4. Điều chế:* Từ ancol:
CnH2n+1OH CnH2n + H2O* Cracking ankanVí dụ: C4H10 C2H6 + C2H4
* Dehidro ankanC2H6 C2H4 + H2
* Nhiệt phân muối (phương pháp Dumas)RCOONa + NaOH RH + Na2CO3
2
Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + vị trí nối đôi + en
nA (A)n
Al2O3, 6500
CuCl/NH4Cl
H2SO4 đ
Pd/PbCO3
Na, t0, P
MgO, Zn, t0
Ni, t0
ancol
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh(RCOO)2Ca + NaOH 2RH + CaCO3 + Na2CO3
* Đi từ dẫn xuất halogenR-CHX-CHX-R’ + 2Zn R-CH=CH-R’
+ 2ZnX2
R-CHX-CH3 + KOH (đặc) R-CH=CH2 + KX + H2O │ CH3
ANKADIEN (ĐIOLEFIN)Công thức chung: CnH2n-2 (n≥3) có hai nối đôi.
I. Đồng phân: mạch Cacbon, vị trí nối đôi, hình học.II. Danh pháp:
III. Tính chất hóa học:Không tham gia phản ứng thế. Phản ứng cộng:
* Cộng hidro: CnH2n-2 + 2H2 Cn H2n+2
* Cộng halogen (Cl2, Br2,…)CnH2n-2 + X2 CnH2n-2X2
CnH2n-2 + 2X2 CnH2n-2X4
* Cộng HXAnkadien có thể tham gia phản ứng cộng halogen, HX…ở các vị trí 1,2 (giống anken) hoặc 1,4 (khác anken). Ở nhiệt độ thấp ưu tiên cộng 1, 2, ở nhiệt độ cao thì cộng 1,4. Phản ứng trùng hợp:
Ví dụ: nCH2=CH-CH=CH2 _CH2-CH=CH-CH2_ Cao Su Bu Na Phản ứng oxi hóa: n
Ankadien cũng làm mất màu dung dịch thuốc tím.
CnH2n-2 + O2 nCO2 + (n-1) H2O
IV. Điều chế buta-1, 3-dien:* Dehidro hóa n-buten và n-butan:
CH3-CH=CH-CH3 CH2=CH-CH=CH2 + H2 ↑* Đi từ axetilen:
2C2H2 CH2=CH-CH≡CH (vinyl axetilen)
CH2=CH-CH≡CH + H2 CH2=CH-CH=CH2
* Đi từ ancol2C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2
(buta- 1,3 -dien hay còn gọi là đi vinyl))
CH3-CH(OH)-CH(OH)-CH3 CH2=CH-CH=CH2
* Điện phân dung dịch muối:2CH2=CH-COONa + 2H2O CH2=CH=CH=CH2 + 2CO2 + H2 + NaOH
ANKINCông thức chung: CnH2n-2 (n 2)
I. Đồng phân: Mạch Cacbon, vị trí nối ba.
3
Số chỉ vị trí + tên nhánh + tên mạch chính + vị trí hai nối đôi + dien
Pd/PbCO3
Pd/PbCO3
HgCl2, 1500
HgSO4, t0
CuCl, NH4Cl
C, 6000
ancol
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim AnhII. Danh pháp:
* Tên thông thường = tên gốc ankyl + axetilen.III. Tính chất hóa học:
Phản ứng thế:R-C≡CH + [Ag(NH3)2]OH → R-C≡C-Ag ↓ (màu vàng nhạt) + 2NH3 + H2O
Chỉ có ankin-1 mới có phản ứng trên Phản ứng cộng:
* Cộng hidroCnH2n-2 + H2 Cn H2n (Nếu dùng xúc tác là Ni/t0 thì sản phẩm là ankan)
Ví dụ:C2H2 + H2 CH2=CH2
* Cộng axitCnH2n-2 + HX CnH2n-1X
Ví dụ: CH≡CH + HCl CH2=CH-Cl (vinyl clorua)* Cộng halogen
CnH2n-2 + X2 CnH2n-2X2
CnH2n-2 + 2X2 CnH2n-2X4
* Cộng nước:R- C≡CH + H2O R-C-CH3 (R khác 0) ║
O Phản ứng trùng hợp:
Ví dụ: C2H2 CH2=CH-C≡CH (vinyl axetilen)
3C2H2
Phản ứng oxi hóa hữu hạn: Ankin làm mất màu dd thuốc tím.
3CnH2n-2 + 8KMnO4 + 4H2O 3CnH2n-4O4 + 8MnO2 + 8KOHTtrong môi trường axit phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn.C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2OC2H2 + 2KMnO4 (COOK)2 + 2MnO2 + KOH + 2H2O
Phản ứng oxi hóa vô hạn:
CnH2n-2 + O2 nCO2 + (n-1) H2O
IV. Điều chế Đồng đẳng axetilen:* Đi từ axetilen
C2H2 + Na CH≡C-Na + H2
C≡C-Na + RX CH≡C-R + NaX* Tách HX của dẫn xuất halogen
R-CHX2-CHX2-R’ + 2Zn R-C≡C-R’ + 2ZnX2
R-CHX-CHX-R’ + 2KOH R-C≡C-R’ + 2KX + H2O
4
Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + vị trí nối ba + in
H2SO4 đ
AlCl3
Fe
Pd, 3000
15000, làm lạnh nhanh
t0
t0
ancol
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim AnhĐiều chế axetilen:Từ metan2CH4 C2H2 + 2H2
Đi từ đá vôi: CaCO3 CaO + CO2
CaO + 3C CaC2 + COCaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2
Tổng hợp trực tiếp từ C (nhiệt độ cao): C + H2 C2H2
Từ dẫn xuất halogen: C2H4Br2 + 2KOH C2H2 + 2KBr + 2H2O
BENZEN và ANKYLBENZENCông thức tổng quát: CnH2n-6 (n≥6)
I. Đồng phân: số nhánh trên vòng, vị trí các nhánh.II. Danh pháp:
III. Tính chất hóa học: Phản ứng thế: Với Brom (khan):
CnH2n-6 + Br2 → CnH2n-7Br + HBr (thế ở nhân)Khi có ánh sáng làm xúc tác thì phản ứng thế xảy ra ở nhánh.
* ankylbenzen phản ứng nhanh hơn.- Nếu trong vòng benzen có sẵn một nhóm thế loại I “đẩy electron” (ankyl, -OH, -NH2, -OCH3, halogen) thì nhóm này sẽ định hướng cho nhóm thế mới vào vị trí ortho (o) và para (p).- Nếu trong vòng benzen có sẵn một nhóm thế loại II “hút electron” (-NO2, -COOH, -CN, -COOR, NH3) thì nhóm này sẽ định hướng cho nhóm thế mới vào vị trí meta (m).
Với dung dịch HNO3 đặc trong H2SO4 đặc (nitro hóa.CnH2n-6 + HONO2 CnH2n-7NO2 + H2O
Với RX:CnH2n-6 + RX CnH2n-7R + HX
Phản ứng thế ở vòng benzen theo cơ chế electrophin. Phản ứng cộng (H2, Cl2)
Lưu ý: benzen và ankylbenzen không làm mất màu dung dịch Br2 như các hidrocacbon không no. Phản ứng oxi hóa:
Benzen và đồng đẳng của nó cháy trong kk sinh ra CO2, H2O và nhiều mụi than.
CnH2n-6 + O2 → nCO2 + (n - 3) H2O
Tác dụng với dung dịch KMnO4:Benzen không tác dụng với dd KMnO4, nhưng Toluen lại bị oxi hóa ở gốc -CH3 khi đun nóng với dd KMnO4 tạo thành C6H5COOKC6H5CH3 + 2KMnO4 C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2OIV. Điều chế:
- Dehidro hóa xicloankanCnH2n → CnH2n-6 + 3H2
- Dehidro hóa n-ankan đồng thời khép vòng, nhờ xúc tác và nhiệt độ thích hợp.
5
Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + benzen
C, 6000
P, t0, xt
P, t0, xt
ZnO, t0
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim AnhCnH2n+2 CnH2n-6 + 4H2
- Phương pháp tổng hợp (kí hiệu gốc hidrocacbon thơm là Ar-)+ Tổng hợp Wurt-Fittig
Ar-X + 2Na + X-R Ar-R + 2NaX+ Tổng hợp Friedel-Craft
Ar-H + X-R Ar-X + HXRiêng Benzen: 3C2H2 C6H6
STIREN (vinyl benzen, phenyl etilen)
Tính chất hóa họcPhản ứng cộngC6H5CH=CH2 + Br2 C6H5CHBr-CH2BrC6H5CH=CH2 + HCl C6H5CHCl-CH3
Halogen, hidro halogenua cộng vào nhóm vinyl ở stiren tương tự như anken.Phản ứng đồng trùng hợp
nCH=CH2 - CH-CH2-
n -CH2-CH=CH-CH-CH2-CH2-
nnCH2=CH-CH=CH2 +nCH=CH2
-CH2-CH=CH-CH2-CH-CH2-
n
Cao su Buna-S Poli(Butadien- Stiren)Phản ứng oxi hóa: Stiren làm mất màu dd KMnO4 ở ngay nhiệt độ thường (bị oxi hóa ở nhóm vinyl, còn vòng benzen vẫn giữ nguyên).Điều chế: CH2-CH3 CH=CH2
NAPHTALEN (C10H8)Công thức cấu tạo:
Tính chất hóa học: Br
6
H2SO4 đ, 1400
H+, 1700
H+, t0
t0
t0
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh
+ Br2 + HBr
NO2
+ HONO2
Naphtalen tham gia phản ứng thế dễ hơn so với benzen. Sản phẩm thế vào vị trí alpha là sản phẩm chính.Phản ứng cộng hidro tetralin decalin, C10H18
+ 2H2 +3H2
Naphtalen không bị oxi hóa bởi KMnO4. khi có V2O5 ở nhiệt đọ thích hợp nó bị oxi hóa bởi oxi kk thành anhidrit phtalic.
ANCOLCông thức chung: R(OH)x
I. Đồng phân: vị trí nhóm –OH, mạch Cacbon.II. Danh pháp:
Tên gốc chức:
Tên thay thế:
III. Tính chất hoá học:Tác dụng với kim loại kiềm:
R(OH)x + xNa → R(ONa)x + x/2H2
Phản ứng ester hoá (tác dụng với axit)R(OH)x + R’(COOH)y Rx(COO)xyRy
’ + H2OROH + HA RA + H2O
Với HA là những axit vô cơ (HNO3 đậm đặc, H2SO4 đặc lạnh, HX bốc khói)Phản ứng với ancol (eter hoá)
2CnH2n+1OH (CnH2n+1)2O + H2O Ete hoá hỗn hợp n ancol khác nhau có thể tạo thành tối đa ½ n(n + 1) ete.Phản ứng tách nước: Qui tắc Zai-xep: Nhóm –OH sẽ ưu tiên tách ra cùng với H ở Cacbon bậc cao hơn bên cạnh để tạo thành liên kết đôi C=C mang nhiều nhóm ankyl hơn.
CnH2n+1OH CnH2n + H2OAncol + ankin tạo thành ete không noPhản ứng oxi hóa * Ancol bậc một bị oxi hóa cho andehyt
R-CH2-OH + CuO RCHO + Cu + H2O
* Ancol bậc hai bị oxi hóa cho xetonR-CH-R’ + CuO R-C-R’ + Cu + H2O
│ ║ OH O
7
Ancol (hoặc rượu) + tên gốc hidrocacbon tương ứng + ic
Tên hidrocacbon tương ứng + số chỉ vị trí –OH + ol
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh* Ancol bậc ba bị oxi hóa ở điều kiện mãnh liệt và bị cắt đứt thành nhiều sản phẩm.Phản ứng đốt cháy
CnH2n+1OH + 3n/2 O2 nCO2 + (n + 1)H2ONếu oxi hóa ancol với chất oxi hóa là dung dịch KMNO4 hoặc dung dịch K2CrO7 (H+) trong không khí thì cho ta axit.Nguyên tắc chuyển ancol bậc I thành bậc hai và ngược lại: vận dụng theo trình tự qui tắc Zai-xep và Macconhicop.* Phản ứng riêng của ancol đa chức:Những poliancol có 2 nhóm –OH gắn với 2 nguyên tử cacbon ở cạnh nhau tác dụng với đồng (II) hidroxit cho dung dich màu xanh trong suốt. Khi phân tử ancol có nhóm –OH gắn với nguyên tử Cacbon có liên kết đôi thì ancol
này không bền, chuyển vị thành andehyt.R-CH=CH-OH → R-CH2-CHO
Khi phân tử ancol có hai nhóm –OH gắn với một nguyên tử cacbon thì ancol này không bền, chuyển vị thành andehyt hoặc xeton.
R-CH(OH)2 → RCHO + H2O
OH │
R-C-R’ → R-C-R’ + H2O │ ║
OH O
Khi phân tử ancol có ba nhóm –OH gắn với một nguyên tử cacbon thì ancol này không bền, chuyển vị thành axit.
OH │
R-C-OH → RCOOH + H2O │
OHĐiều chế: tham khảo sách giáo khoa lớp 11 Ban Tự Nhiên
PHENOL và ANCOL THƠMPhenol và ancol thơm có công thức chung là CnH2n-7OHTính chất hóa học
Tác dụng với kim loại kiềm:C6H5OH + Na → C6H5ONa + ½ H2
Tác dụng với dung dịch NaOH:Rượu thơm không tác dụng với dung dịch NaOH.Phenol là axit yếu còn gọi là “axit phenic” nên tác dụng với dd NaOH.
C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2OPhenol là axit yếu, yếu hơn H2CO3 và không làm đổi màu giấy quì.Pt chứng minh tính axit yếu của phenol:
C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3
Tham gia phản ứng thế ở vòng benzenPhản ứng với dd Br2 và dd HNO3
OH Br OH Br+ 3Br2 → (tủa màu trắng) + 3HBr
Br
8
H2SO4 đ
Chưng cất phân đoạn
Nhựa than đá
+ Cl2/Fe +H2O, P, t0
+ Propen, xt 1) O2 kk 2) H2SO4
Br2, khanCH3Br, Na Cl2, as
NaO
H, t
0 , P
+ CH3Cl
AlCl3
Ni, t0
Ni, t0
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh OH OH NO2 NO2
+ 3HONO2 + 3H2O
( axit piric) NO2
Phenol tham gia phản ứng cộng Tương tự như benzen, phenol cộng với H2 cho xiclohexanol.Phenol có thể tham gia phản ứng trùng ngưng với andehyt formic tạo thành nhựa bakelit.* Điều chế PhenolTách chiết từ nhựa than đáLuyện than cốc → nhựa than đá PhenolTổng hợp phenol từ benzen:
C6H6 C6H5Cl Phenol
C6H6 C6H5CH(CH3)2 cumen Phenol + CH3COCH3
* Điều chế ancol thơmĐiều chế ancol benzylic từ benzen
C6H6 C6H5Br toluen C6H5CH2Cl
C6H5CH2OH
ANDEHYT và XETONA. ANDEHYT
Công thức tổng quát: R(CHO)x
I. Danh pháp: Tên thông thường: andehyt + tên nguồn gốc phát sinh Theo IUPAC: tên thay thế của andehyt gồm tên hidro cacbon theo mạch chính + al
II. Tính chất hóa học Phản ứng cộngCộng H2
R-CHO + H2 R-CH2
│ OH
Andehyt đa chứcCnH2n+2-2k-x(CHO)x + (k+x)H2 CnH2n+2-x(CH2OH)x
Cộng nước, hidro xianuaHCHO + HOH H2C-OH ( không bền) │ OH
R-CHO + HCN → R-CH-OH │
9
Mn2+
OH-
Cu(OH)2
Các oxit nitơ, 6000
Ag, 6000
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh C≡N
Phản ứng oxi hóaRCHO + ½ O2 RCOOH
Với andehyt đơn chức RCHO + 2[Ag(NO3)2]OH → RCOONH4 + 2Ag ↓ + H2O + 3NH3
RCHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → RCOONa + H2O + Cu2O↓ (màu đỏ gạch)Andehyt rất dễ bị oxi hóa, làm mất màu dd brom, dd thuốc tím và bị oxi hóa thành axit cacboxylic.
RCHO + Br2 + H2O → RCOOH + 2HBr5RCHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 → RCOOH + 2MnO4 + K2SO4 + 3H2O
Vơi andehyt đa chứcR(CHO)x + 2x[Ag(NO3)2]OH → R(COONH4)x + 2xAg↓ + H2O +3xNH3
Tính chất của HCHO Phản ứng cộng* Cộng nước
HCHO + HOH H2C-OH ( không bền) │ OH
* Cộng ancol etylicHCHO + C2H5OH → CH2-OC2H5
│ OH
* Cộng axitilen2HCHO + C2H2 → CH2-C≡C-CH2
│ │ OH OH
Phản ứng trùng hợpNhị hợp:
2HCHO CH2-CHO │ OH
Lục hợp
6HCHO C6H12O6 (glucose) Phản ứng oxi hóa
HCHO + 4[Ag(NO3)2]OH → (NH4)2CO3 + 4Ag↓ + 2H2O + 6NH3
III. Phương pháp điều chế1. Phương pháp điều chế andehyt đơn chức Oxi hóa ancol bậc I
RCH2OH + CuO (t0) → RCHO + Cu + H2O Thủy phân dẫn xuất halogen
R-CH=CH-X + NaOH → R-CH2-CHO + NaXR-CH-X + 2NaOH → RCHO + 2NaX + H2O │ X
2. Điều chế andehyt riêng biệt: HCHO
CH4 + O2 HCHO + H2O2CH3OH + O2 2HCHO + 2H2O
10
HgSO4, 800
PdCl2, CuCl2,, 800
Ni, t0
CH3COOH
Nung
Nung
Cr2O3 + Fe3O4
4000
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh CH3CHO
CH≡CH + H2O CH3CHO
CH2=CH2 + ½ O2 CH3CHO
B. XETONI. Công thức: R-C-R’
║ O
II. Danh pháp:* Tên thay thế theo IUPAC gồm tên của hidrocacbon tương ứng cộng với đuôi on* Tên gốc chức gồm hai gốc hidrocacbon đính với nhóm –C=O và từ xeton
III. Tính chất hóa học:1. Phản ứng cộng
- Cộng hidro cho ancol bậc II R-C-R’ + H2 R-C-R’
║ O OH- Phản ứng cộng hidro xianua CN
R-C-R’ + HCN → R-C-R’
║ O OH
-Phản ứng ở gốc hidrocacbonCH3-C-CH3 + Br2 CH3-C-CH2Br + HBr
║ ║ O O
2. Phản ứng oxi hóa:Khác với andehyt, xeton tương đối bền với các chất oxi hóa, không bị oxi hóa bởi Cu(OH)2, nước brom, dd thuốc tím ở nhiệt độ thường, không tham gia phản ứng tráng gương.Bị oxi hóa bới dd thuốc tím hoặc K2Cr2O7 với H2SO4 (khi đun nóng), xeton bị cắt mạch ở các liên kết với nhóm C=O.
3. Phản ứng với aminR-C-R’ + R’’-NH2 → R-C-R’ + H2O
║ ║ O C=N-R’’
IV. Điều chế Oxi hóa ancol bậc II Hidrat hóa ankin-1
R-C≡CH + H2O → R-C-CH3
║ O
Từ muối của axit hữu cơ2RCOONa RCOR + Na2CO3
(RCOO)2Ca RCOR + CaCO3
Riêng axeton ngoài các phương pháp trên còn có thể điều chế:* Từ ancol etylic
2C2H5OH + H2O CH3COCH3 + CO2 + 4H2↓
11
H2SO4 đ
4000
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh
* Từ axit axetic2CH3COOH CH3COCH3 + CO2 + H2O
AXITCông thức chung: R(COOH)x
I. Danh pháp:Theo IUPAC: tên axit mạch hở chứa không quá 2 nhóm cacboxyl được cấu tạo bằng cách đặt từ axit trước tên của hidrocacbon tương ứng theo mạch chính cộng thêm đuôi -oic
II. Tính chất hóa học: Phản ứng như một axit vô cơ thông thường Phân li cho H3O+ trong dung dịch (làm giấy quì hóa đỏ). Tác dụng với kim loại hoạt động (đứng trước H trong dãy điện hóa)
2nRCOOH + 2M → 2(RCOO)nM + nH2
Tác dụng với oxit bazơ2nRCOOH + M2On → 2(RCOO)nM + nH2O
Tác dụng với bazơ → muối + nước Tác dụng với muối
2RCOOH + CaCO3 → (RCOO)2Ca + CO2 + H2ORCOOH + Na2CO3 → RCOONa + NaHCO3
2RCOOH + Na2CO3 → 2RCOONa + CO2 + H2O Phản ứng với ancol (este hóa)
RCOOH + HOR’ RCOOR’ + H2O Phản ứng của gCốca. Gốc là nguyên tử hidroPhản ứng tráng gương
HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH → (NH4)2CO3 + 2Ag↓ + 2NH3 + H2OPhản ứng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm
HCOOH + 2Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2CO3 + Cu2O↓ + H2O Màu đỏ gạch
b. Gốc là hidrocacbon no Phản ứng thế vào cacbon alphac. Gốc là hidrocacbon không noPhản ứng cộng Brom
Ví dụ: CH2=CH-COOH + Br2 → CH2-CH-COOH │ │ Br Br
Phản ứng trùng hợpnCH2=CH-COOH → -CH2-CH - │ COOH n
Một số phản ứng khác Với ankin tạo thành este không no
Ví dụ: CH3COOH + CH≡CH → CH3COOCH=CH2
Lưu ý: HCOOH + CH≡CH → HCOOCH=CH2
2HCOONa → HCHO + Na2CO3
Khi nhiệt phân muối cacboxylat2RCOONa → RCOR’ + Na2CO3
RCOO Ca → RCOR’ + CaCO3
RCOO12
P2O5
+ NaOH, t0 + CuO
O2, xt
+ O2, Mn2+
Hg2+, t0
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh Phương trình đốt cháy axit no đơn chức và muối natri của axit
CnH2n+1COOH + (3n+1)/2 O2 → (n+1)CO2 + (n+1)H2O2CnH2n+1COONa + (3n+1) O2 → (2n+1)CO2 + (2n+1)H2O + Na2CO3
Phản ứng tạo anhidrit: 2RCOOH R-COC- R + H2O ║ ║ O O
- Anhidrit dễ bị thủy phân(RCO)2O + H2O → 2RCOOH
- Anhidrit có tính chất như một axit(RCO)2O + 2NaOH → 2RCOONa + H2O(RCO)2O + 2R’OH → 2RCOOR’ + H2O
III. Điều chế axit axetic Lên men giấm Oxi hóa andehyt axetic
CH3CHO + ½ O2 → CH3COOHCH3CHO có thể điều chế từ axetilen hoặc etilen
CH≡CH + H2O CH3CHOCH2=CH2 + ½ O2 → CH3CHO
Đi từ metanol và cacbon oxit, nhờ xúc tác thích hợp là phương pháp hiện đại sx axit axetic
CH3OH + CO → CH3COOHVề mặt lí thuyết axit axetic còn có thể được điều chế:
Từ n-butanCH3-CH2-CH2-CH3 + 5/2 O2 → 2CH3COOH + H2O
Từ muốiCH3COONa + HCl → CH3COOH + NaClCH3COONH4 + HCl → CH3COOH + NH4Cl
Từ dẫn xuất halogen
RCH2X RCH2OH RCHO RCOOH
Thủy phân esterRCOOR’ + H2O RCOOH + R’OH
ESTE – LIPIT1- Este vaø acid laø ñoàng phaân khaùc chöùc cuûa nhau
coù CTC laø: CnH2nO2(ñôn chöùc, maïch hôû)Trong baøi toaùn tìm CTCT este neân chuù yù caùch xaây döïng
CTCT ban ñaàu.- Moät soá phaûn öùng ñieàu cheá este höõu cô:+ Este taïo töø axit ñôn chöùc vaø ancol ña chöùc:
+ Este taïo ra töø axit ña chöùc vaø ancol ñôn chöùc:
+ Este taïo ra töø axit ña chöùc vaø ancol ña chöùc:
13
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh
+ Este taïo ra töø axit ñôn chöùc vaø hidrocacbon chöa no:
2- Khi thuûy phaân a(mol) este coù n chöùc trong moâi tröôøng kieàm (phaûn öùng xaø phoøng hoùa) neáu thu ñöôïc a mol muoái cuûa acid suy ra ñoù cuõng laø acid n chöùc, coøn neáu thu ñöôïc a mol ancol thì ñoù laø ancol n chöùc.
3- Este Vinyl: Khi thuûy phaân este (hoaëc xaø phoøng hoùa este) neáu coù söï taïo thaønh ancol khoâng beàn thì ancol naøy seõ chuyeån thaønh anñeâhit hoaëc xeton hoaëc acid (trong tröôøng hôïp taïo acid thì acid naøy laïi phaûn öùng vôùi kieàm taïo thaønh muoái)
Ví duï: HCOOCH=CH2 + NaOH HCOONa + CH3CHO4- Este phenyl: Trong tröôøng hôïp ñaëc bieät goác R’ trong este
RCOOR’laø (C6H5-) hoaëc voøng benzen coù nhoùm theá khi ñoù phaûn öùng xaø phoøng hoùa seõ taïo phenol, do coù tính acid phenol laïi tieáp tuïc phaûn öùng vôùi kieàm ñeå taïo muoái.
Ví duï: CH3COOC6H5 +2NaOH CH3COONa + C6H5ONa + H2O Neáu ta coù neste:nNaOH =1:2 maø ñeà cho este ñôn chöùc thì ta coù theå suy ra coù 1 nhoùm C6H5- trong este
5- Este fomat cho ñöôïc phaûn öùng traùng göông.Ví duï: HCOOR’ + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O NH4OOC-O-R’ + 2NH4NO3 + 2Ag
6- Este ñôn chöùc voøng khi thuûy phaân cho 1 saûn phaåm duy nhaát.
Ví duï:
CH2 CH2
CH2 COO+ NaOH NaOOC-CH2-CH2-CH2OH
7- Caùc este khoâng no theå hieän ñaày ñuû tính chaát cuûa hydrocacbon khoâng no: coäng, truøng hôïp, oxi hoùa. Ví duï:
Chuù yù: Ñoái vôùi tröôøng hôïp saûn phaåm thu ñöôïc coù anñehit ta ñaët CTCT daïng:
R-COO-CH=CH-R’
9- Khi ñoát chaùy este neáu ta coù : n = n este ñoù laø
este no ñôn chöùc10- CHAÁT BEÙO :10.1- Caàn nhôù vaø naém roõ caùc khaùi nieäm sau :- Chaát beùo : Laø trieste cuûa glixerol vôùi axit beùo (coøn goïi laø
triglyxerit hay triaxylglixerol)- Axit beùo : Laø axit ñôn chöùc maïch Cacbon daøi khoâng phaân
nhaùnh
14
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh- Lipit : Laø nhöõng hôïp chaát höõu cô phöùc taïp bao goàm chaát
beùo, saùp, steroit- Xaø phoøng laø muoái Na hay K cuûa axit beùo10.2- Khi cho glixerol taùc duïng vôùi n axit beùo thì soá loaïi
monoeste, ñieste, trieste taïo ra ñöôïc tính theo coâng thöùc sau :- monoeste = 2xn- ñieste (chæ chöùa 1 loaïi goác axit) = 2xn
- ñieste (chöùa 2 loaïi goác axit) = 2x
- trieste = n + a.x + 3x (n )
10.3- Chuù yù baøi toaùn lieân quan ñeán chæ soá cuûa chaát beùo :+ Chæ soá axit: laø soá miligam KOH ñeå trung hoøa hoaøn toaøn caùc
axit töï do coù trong 1 gam chaát beùo + Chæ soá xaø phoøng hoùa: laø toång soá miligam KOH ñeå xaø
phoøng hoùa chaát beùo vaø axit töï do coù trong 1 gam chaát beùo CACBOHIĐRAT
I. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP CACBOHIĐRAT1. Cần nắm vững tính chất đặc trưng của từng cacbohiđrat
- GLUCOZƠ : + Có tính chất của ancol đa chức (làm tan Cu(OH)2 tạo dung dịch có màu xanh lam đặc trưng)+ Có tính chất của anđehit (nhận biết bằng phản ứng tráng gương AgNO3/NH3)+ Ngoài ra có thể nhận biết bằng phản ứng mất màu dung dịch Brom, hoặc tạo kết tủa đỏ gach Cu(OH)2/OH- t0.- FRUCTOZƠ : Tương tự như glucozơ+ Có tính chất của ancol đa chức (làm tan Cu(OH)2 tạo dung dịch có màu xanh lam đặc trưng)+ Có tính chất của anđehit (nhận biết bằng phản ứng tráng gương AgNO3/NH3)+ Ngoài ra có thể nhận biết bằng phản ứng tạo kết tủa đỏ gach Cu(OH)2/OH- t0.(Mantozơ không làm mất màu dung dịch brom)- SACCAROZƠ :+ Có tính chất của ancol đa chức (làm tan Cu(OH)2 tạo dung dịch có màu xanh lam đặc trưng)+ Không tham gia phản ứng tráng gương (nên còn gọi là đường không khử)+ Tuy nhiên ta có thể thủy phân saccarozơ để thu được glucozơ và fructozơ, nhận biết saccarozơ qua phản ứng đặc trưng của glucozơ và fructozơ.- MANTOZƠ : Tương tự glucozơ+ Có tính chất của ancol đa chức (làm tan Cu(OH)2 tạo dung dịch có màu xanh lam đặc trưng)+ Nhận biết bằng phản ứng tráng gương AgNO3/NH3, kết tủa đỏ gach
Cu(OH)2/OH- t0.
15
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh- XENLULOZƠ :+ Có thể thực hiện phản ứng este hóa do trong công thức cấu tạo có 3 nhóm OH có
thể tham gia phản ứng tạo este, ta có thể viết CTPT xenlulozơ gọn là : [C6H7O2(OH)3]n
+ Điều chế thuốc súng không khói và một số loại tơ : tơ visco, tơ axetat...- TINH BỘT :+ Nhận biết bằng iot : iot + tinh bột màu xanh tím
2- Trong phản ứng tráng gương của glucozơ và mantozơ :
Ta luôn có : (do glucozơ có 1 nhóm –CHO )
(do saccarozơ thủy phân tạo ra 1 gốc glucozơ và 1 gốc
fructozơ)
(do gốc glucozơ thứ 2 trong phân tử mantozơ có thê mở vòng tạo nhóm –CH=O)3. Bài toán có liên quan đến phản ứng thủy phân tinh bột, xenlulozơ, lên men rượu
của glucozơ+ Dựa trên các phản ứng : (C6H12O6)n + nH2O nC6H12O6
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
+ Các bài toán dạng này ta nên giải theo phương pháp nhân chéo chia đối (tam xuất)
+ Nếu có hiệu suất phản ứng ta áp dụng quy tắc : TÁC NHÂN PHẨM CHIA
CHƯƠNG III: AMIN-AMINOAXIT-PROTEINI. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP AMIN-AMINOAXIT-PROTEIN
1- Công thức phân tử của amin:
- Amin đơn chức: CxHyN (y 2x + 3) - Amin đơn chức no: CnH2n+1NH2 (n1) hoặc CnH2n+3N(n1)- Amin đa chức: CxHyNt (y 2x + 2 + t) - Amin đa chức no: CnH2n + 2 – z(NH2)z hay CnH2n + 2 + zNz - Amin thơm (đồng đẳng của anilin): CnH2n – 5N (n 6)
2- Đặt CTC của aminoaxit no đơn chức mạch hở: HOOC-R-NH2 (R14) hoặc HOOC-
CnH2n-NH2 nếu chưa biết số nhóm chức ta đặt CTTQ: (NH2)x-R-(COOH)y . Tùy theo dữ kiện
bài toán mà ta đặt công thức chủ yếu là 3 dạng bài tập sau: tác dụng với acid, với bazơ và
phản ứng đốt cháy.
3-Khi amin tác dụng với axit: R(NH2)x + xHCl R(NH3Cl)x
Số nhóm –NH2 được tính theo công thức x=mina
HCl
n
n
4- Một số phản ứng dạng tổng quát:
+ Với HCl: Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: maminoaxit + mHCl = mmuối
(NH2)x-R-(COOH)y + xHCl (NH3Cl)x-R-(COOH)y
Nếu có 1 nhóm –NH2 thì 1 mol aminoaxit sau phản ứng khối lượng tăng lên 36,5g
16
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh Nếu cho muối này tiếp tục tác dụng với dung dịch kiềm (ví dụ NaOH), nhóm (-NH2)
được giải phóng (tạo lại amin), đồng thời nhóm (-COOH) bị trung hòa cho ra muối.
(NH3Cl)x-R-(COOH)y + (x+y)NaOH (NH2)x-R-(COONa)y + xNaCl + (x+y)H2O
+ Với NaOH :
(NH2)x-R-(COOH)y + yNaOH (NH2)x-R-(COONa)y + yH2O
Nếu có 1 nhóm –COOH thì 1 mol amino axit sau phản ứng khối lượng tăng lên 23-1=22g
(NH2)x-R-(COOH)y + yBa(OH)2 [(NH2)x-R-(COO)y]2Bay + 2yH2O
5- Khi bài toán yêu cầu xác định CTPT, CTCT của aminoaxit thì
- Gọi CTTQ của aminoaxit (NH2)x-R-(COOH)y.
- Khi cho aminoacid t/d với HCl hoặc NaOH thì:
Số nhóm -NH2 và số nhóm –COOH được tính như sau:
x=aminoaxit
HCl
n
n; y=
aminoaxit
NaOH
n
n
- Xác định R nữa là ta suy ra CTPT aminoaxit.
6- Khi đốt cháy aminoaxit thì : CxHyOzNt + (x+24
zy )O2 xCO2 +
2
yH2O +
2
tN2
7- Hai loại hợp chất hữu cơ có chứa nitơ đóng vai trò chất lưỡng tính thường gặp là: aminoaxit và muối amoni (NH4
+) của axit hữu cơ R-COONH4
Ptpư: R-COONH4 + HCl R-COOH + NH4ClR-COONH4 + NaOH R-COONa + NH3 + H2O
Những hợp chất mà trong công thức phân tử chứa 4 loại nguyên tố C, H, O, N thường gặp là: Aminoaxit, este tạo bởi aminoaxit và ancol, muối amoni, muối tạo bởi HNO3 và aminoaxit.
8- Nếu phân tử peptit chứa n gốc -aminoaxit khác nhau thì số đồng phân loại peptit sẽ là n!
9- Nhận biết peptit bằng Cu(OH)2 (phản ứng màu biure) Kết tủa Cu(OH)2 tan ra và thu được phức chất có màu tím ( trừ dipeptit)
10- Nhận biết protein (lòng trắng trứng hay anbumin) bằng phản ứng màu biure: Kết tủa Cu(OH)2 tan ra và thu được phức chất có màu tím hoặc HNO3 đặc: tạo kết tủa màu vàng.
CHƯƠNG 4: POLIME - VẬT LIỆU POLIME
I. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP POLIME :1. Viết được phương trình phản ứng điều chế các loại polime : Chất dẻo, tơ, cao
su, keo dán.2. Khái niệm phản ứng trùng hợp, phản ứng trùng ngưng và điều kiện để các monome tham gia phản ứng trùng hợp và trùng ngưng.3. Một số dạng toánDạng 1. Xác định số mắt xích, hệ số trùng hợp hay hệ số polime hóaCông thức polime viết dưới dạng: (mắt xích)n
17
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh Mmắt xích.n = Mpolime
n =
Ví dụ : Xác định số mắt xích của xenlulozơ, nilon -6, nilon-6,6, cao su thiên nhiên, PVC biết phân tử khối trung bình của chúng lần lượt bằng 202500, 15029, 30000, 105000, 75000.
Dạng 2: Xác định số mắt xích phản ứng clo hoá hoặc lưu huỳnh hoáa) Phản ứng clo hoáGọi x là số mắt xích có một nguyên tử clo hoá:
(mắt xích)x → (mắt xích)x – H + ClVì phản ứng clo hoá là phản ứng thế
phần trăm clo hoá =
Ví dụ : Khi clo hoá PVC, tính trung bình cứ k mắt xích trong mạch PVC phản ứng với một phân tử clo. Sau khi clo hoá thu được polime (tơ clorin) chứa 63,96% clo (về khối lượng). Tính giá trị của k
Giải(C2H3Cl)k → (C2H3Cl)k – H + Cl
Giải ra được k = 3Chú ý: Trong bài giải có khác với hướng dẫn trên vì trong PVC có clo
b) Phản ứng lưu huỳnh hoáGọi x là số mắt xích có một cầu đisunfua hoá
(mắt xích)x → (mắt xích)x – 2H + 2SVì phản ứng lưu huỳnh hoá là phản ứng thế
phần trăm lưu huỳnh hoá =
Ví dụ : Cao su lưu hoá có 2% lưu huỳnh về khối lượng. Khoảng bao nhiêu mắt xích isopren có một cầu đisunfua –S-S- ?
Giải(C5H8)x → (C5H8)x – 2H + 2S
Giải ra được x = 46
18
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim AnhII. DẠNG CÂU HỎI VÀ BÀI TOÁN THƯỜNG GẶP TRONG CHƯƠNG:
- Chất dẻo: 1. PE: poli etylen
2. PVC: poli (vinyl clorua)
3. PVA: poli (vinylaxetat)
4. PMM: poli (metylmetacrylat)
5. PP: poli propilen
6. PS: poli stiren
7. PPF: (nhựa novalac, nhựa crezol, nhựa crezit hay bakelit) - HCHO + C6H5OH ( dư) axit nhựa novalac, -- HCHO (dư)+ C6H5OH kiềm nhựa crezol - nhựa crezol 1500 C nhựa crezit hay bakelit ( có cấu trúc không gian)
1. Tơ nilon-62. Tơ nilon-6,6
3. Tơ lapsan (axit terephtalic và etylenglicol)
nHOOC-C H COOH + nHOCH -CH OH Axit terephtalic Etylen glicol ( CO-C H CO-O-C H O ) + 2n H O poli(etylen terephtalat)
2 2
2 44 26
6 4
n
to
4. Tơ olon (nitron): acrilonitrin (vinyl xianua)
19
Tổng hợp kiến thức Hóa hữu cơ GV: Hà Thị Kim Anh
5. Tơ capron
CH - CH - C = O CH | ( NH-[CH ] -CO ) CH - CH - NH
2
2 2
2 2
2 5vÕt n í c t o nn
Caprolactam capron6. Tơ enang (axit - aminoetanoic)
- Cao su:1. Cao su buna
2. Cao su buna-S
3. Cao su buna-N
4. Cao su isopren
20
