Bài giảng Axit Carboxylic - TS Ngô Gia Lương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Axit Carboxylic" cung cấp kiến thức chi tiết về cấu trúc, tính chất vật lý và hóa học của axit carboxylic, cùng các phản ứng đặc trưng như phản ứng với bazơ, rượu, oxi hóa và khử. Nội dung bao gồm phương pháp điều chế, ứng dụng trong công nghiệp và đời sống, giúp sinh viên hóa học và kỹ thuật nắm vững kiến thức cơ bản và nâng cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Axit Carboxylic - TS Ngô Gia Lương

ACID CARBOXYLIC TS NGÔ GIA LƯƠNG
ACID CARBOXYLIC I. Giới thiệu chung Là những hợp chất hữu cơ chứa nhóm carboxyl O C trong phân tử O-H • Tùy theo gốc hydrocarbon mà phân loại thành acid carboxylic no, không no, thơm • Ví dụ: CH3-COOH CH2=CH-COOH 2 C6H5-COOH
II. Danh pháp II.1. Tên thông thường HCOOH acid formic CH3COOH acid acetic CH3CH2COOH acid propionic CH3(CH2)2COOH acid butyric CH3(CH2)3COOH acid valeric CH3(CH2)10COOH acid lauric CH3(CH2)16COOH acid stearic C6H5COOH acid benzoic 3
• Acid có nhánh xem như là dẫn xuất của acid mạch thẳng, dùng α, β, γ, δ… để chỉ vị trí nhánh CH2-CH2-CH-COOH Cl CH3 -chloro--methylbutyric acid • Ar-COOH xem như là dẫn xuất của benzoic acid COOH NO2 NO2 2,4-Dinitrobenzoic acid • Có thể xem các acid là dẫn xuất thế H của acetic acid 4 C6H5-CH2-COOH acid phenylacetic
II.2. Tên IUPAC • Mạch chính dài nhất chứa nhóm –COOH (C1) • Gọi ACID + tên hydrocarbon tương ứng, đổi ne thành noic CH3 CH3-CH2-CH-COOH Cl CH-CH2-COOH CH3 acid 2-methylbutanoic acid 3-(p-chlorophenyl)butanoic CH3-CH=CH-COOH acid 2-butenoic 5
O HCOH Acid methanoic O CH3COH Acid ethanoic O CH3(CH2)16COH Acid octadecanoic
HC= C - COOH acid propinoic O CH3CHCOH acid 2-hydroxypropanoic OH O CH3(CH2)7 (CH2)7COH C C acid (Z)-9-octadecenoic H H
III. Các phương pháp điều chế III.1. Dùng tác nhân Grignard Mg 1. CO2 CH3CH2CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2MgCl + CH3CH2CH2CH2COOH ether 2. H3O CH3 CH3 CH3 Mg 1. CO2 H3C C Cl H3C C MgCl H3C C COOH ether 2. H3O+ CH3 CH3 CH3 Mg 1. CO2 Cl MgCl COOH ether 2. H3O+ 6
III.2. Thủy phân các dẫn xuất polyhalogen, các dẫn xuất của acid Cl to R-CH2-C Cl + H2 O R-CH2-COOH + HCl Cl O R C H+ (OH-) + H2 O R-COOH + R'-OH O-R' O R C H+ (OH-) + H2 O R-COOH + NH3 NH2 R CN H+ (OH-) + H2 O R-COOH + NH3 O R C H+ (OH-) + H2O R-COOH + HCl 7 Cl
III.3. Carboxyl hóa alkene •Dùng trong công nghiệp, sản xuất acid > 3C Ni(CO)4 R-CH=CH2 + CO + H2 O o R CH2 CH2-COOH 250 C 200 atm III.4. Phương pháp oxy hóa R-CH2OH + KMnO4 R-COOK + MnO2 + KOH H+ RCOOH 8
CH3 COOH KMnO4 H2O, to NO2 NO2 CH2CH2CH2CH3 COOH KMnO4 H2O, to 9
IV. Tính chất vật lý O R C O H O-H phân cực mạnh hơn ROH • Khả năng tạo liên kết H > của alcohol •To sôi > các hợp chất khác có cùng C 10
V. Tính chất hóa học •Theo hiệu ứng: +C của O trong –OH O-H phân cực mạnh H dễ tách ra dạng H+ tính acid mạnh hơn alcol, phenol •Theo công thức cộng hưởng: O O O- O + R C H + R C R C R C - O-H O- O O carboxylate anion bền cân bằng chuyển dịch về phía tạo H+ 11
V.1. Tính acid • Gốc R chứa nhóm thế hút điện tử tính acid tăng • Gốc R chứa nhóm thế đẩy điện tử tính acid giảm •Tính acid: CH3 CH3 H H3C C COOH < H3C C COOH < H3C C COOH < CH3-COOH CH3 H H H H H O O O O O O C H C C O > > OH 12 OH
 Acid carboxilic là một acid yếu, Ka khoảng 10-5 HCOOH 17,7 x 10-5 CH3COOH 1,75 x 10-5 ClCH2COOH 136 x 10-5 Cl2CHCOOH 5.530 x 10-5 Cl3CCOOH 23.200 x 10-5 FCH2COOH260 x 10-5 BrCH2COOH 125 x 10-5 ICH2COOH 67 x 10-5
Tính acid của các acid: F3C-COOH (pKa 0.23) > Cl3C-COOH (0.66) > Cl2CH-COOH (1.25) > NO2-CH2-COOH (1.68) > NC-CH2-COOH (2.47) > F-CH2-COOH (2.57) > Cl-CH2-COOH (2.87) > Br-CH2-COOH (2.90) > HCOOH (3.75) > HO-CH2-COOH (3.83) > CH3COOH (4.76) > CH3CH2COOH (4.87) > (CH3)3C-COOH (5.03) 13
* Acid béo không no: • Tính acid mạnh hơn acid no cùng mạch C (do C=C có –I) • Nối đôi C=C càng gần –COOH thì tính acid càng mạnh • Tuy nhiên: nếu C=C liên hợp với C=O trong – COOH thì tính acid giảm do +C của C=C!!! • Tính acid: CH3-CH=CH-CH2-COOH (pKa 4.48) > CH2=CH-CH2-CH2-COOH (4.68) > CH3-CH2-CH=CH-COOH (4.83) 14
• Nối ba C≡C cho dù ở vị trí liên hợp với C=O thì vẫn làm tăng mạnh tính acid (khác C=C): do –I của C≡C mạnh & chỉ có 1 lkết π của C≡C cho +C liên hợp với C=O, lkết π còn lại cho –I nhưng không có +C!!! • Tính acid: CH≡C-COOH (pKa 1.84) > 15 CH3-C≡C-COOH (2.60) > CH2=CH-COOH (4.25)
* Acid có vòng thơm: •Tính acid H-COOH (pKa 3.75) > C6H5-COOH (4.18) do +C của C6H5- mạnh hơn –I •Tính acid tùy thuộc bản chất & vị trí nhóm thế: o-NO2-C6H5-COOH > p- > m- • Halogen cho –I > +C o-Cl-C6H5-COOH > m- > p- 16
V.2. Phản ứng thế nhóm –OH của acid a. Phản ứng tạo acid chloride O O H 3C C + PCl3 H 3C C + H3PO3 O-H Cl O O H 3C C + PCl5 H 3C C + POCl3 + HCl O-H Cl O O H3C C + SOCl2 H3C C + HCl + SO2 O-H Cl 17