Bài giảng Hóa hữu cơ chuyên đề 4: Nguyễn Thị Hiển (Chi tiết)

Ả

Ề BÀI GI NG CHUYÊN Đ HÓA H U CỮ Ơ

ớ

ọ

Dùng cho các l p h c hè

ị ể

ễ

ả ộ

ườ

Gi ng viên: Nguy n Th Hi n ọ B môn Hóa h c, khoa Môi tr

Ợ

Ấ

Ề

CHUYÊN Đ 4: H P CH T ANDEHITXETONAXITAMIN

ộ

ế

ợ

ủ ợ

ộ

ợ

ấ

ề ả ứ ả ứ ả ứ

ấ

N i dung 1. Các khái ni mệ ấ 2. Đi u ch các h p ch t 3. Ph n ng c ng h p ái nhân c a h p ch t cacbonyl (A 4. Ph n ng oxi hóa andehit ử ợ 5. Ph n ng kh h p ch t cacbonyl ủ 6. Tính axit c a axit cacboxylic ơ ủ 7. Tính baz c a các amin

1. Các khái ni mệ

 H p ch t cacbonyl: là nh ng h p ch t h u c có nhóm ữ

ấ ữ ơ ấ ợ

ợ ứ

ch c C=O trong phân t ợ ấ ữ ơ ứ ữ ử .  Andehit: là nh ng h p ch t h u c có nhóm ch c –

CH=O

 Xeton: h p ch t h u c có nhóm ch c C=O liên k t v i ế ớ

ấ ữ ơ ứ

ố

ấ ữ ơ ứ

ứ ứ ợ ị

 Axit cacboxylic: h p ch t h u c có nhóm ch c COOH  Amin: h p ch t h u c có nhóm ch c ch a N hóa tr III  B c c a amin: là s g c hidrocacbon liên k t v i nhóm

ợ hai g c hidrocacbon ợ ấ ữ ơ ố ố ế ớ

ậ ủ ứ ch c N:

VD: CH3NH2: amin b c 1ậ CH3NHCH3: amin b c 2 ậ

ợ

ề

ế

ấ 2. Đi u ch các h p ch t

Andehitxeton

axit

amin

ư ế ủ

p th c a dx halogen v i NHớ

ế

H p ợ ch tấ ươ Ph pháp đi u chề

ử ợ

ấ

kh h p ch t nitro

ủ

ủ ủ

p ozon phân oxi hóa ancol hidrat hóa ankin th y phân dx dihalogen

oxi hóa andehit oxi hóa ancol th y phân este th y phân dx trihalogen

ậ

ớ

ỗ

ươ

ả ứ

ề

ế

ộ

ọ

Bài t p 1: v i m i ph

ng pháp đi u ch , cho m t ph n ng minh h a.

ề

ế Đi u ch andehit

1R2

1, + O3

ư ể ặ p ozon phân anken ki u RCH=CHR’ ho c RCH=CR

2, + H2O

CH2=CHCH3

oxi hóa ancol b c 1ậ CH3OH + CuO (cid:0)

hidrat hóa axetylen

2O (cid:0)

≡ CH CH + H

ủ ạ ầ

th y phân dx dihalogen đ u m ch RCHX 2 5 CH3CHCl2 + 2 NaOH (cid:0)

ề

ế Đi u ch andehit

1R2

1, + O3

ư ể ặ p ozon phân anken ki u RCH=CHR’ ho c RCH=CR

2, + H2O

CH2=CHCH3 HCHO + CH3CHO

HCH=O oxi hóa ancol b c 1ậ CH3OH + CuO (cid:0)

hidrat hóa axetylen

2O (cid:0)

≡ CH CH + H CH3CH=O

ủ ầ ạ

th y phân dx dihalogen đ u m ch RCHX 2 6 CH3CHCl2 + 2 NaOH (cid:0) CH3CH=O + 2 NaCl

ề

ế Đi u ch xeton

1R2C=CRR’ ho c ặ

ể p ozon phân anken ki u R

CH3C=CHCH2CH3

1. + O3 2. + H2O/Zn

CH3

ư RCH=CR1R2

CH3CHCH3 OH

oxi hóa ancol b c 2ậ + CuO

≡

2R’

CH3CHCl2CH2CH3 + NaOH (cid:0)

ủ ể ừ hidrat hóa ankin (tr axetylen) 2O (cid:0) CH3C CH + H th y phân dx dihalogen ki u RCHX

ề

ế Đi u ch xeton

1R2C=CRR’ ho c ặ

ể p ozon phân anken ki u R

CH3CCH3 + CH3CH2CHO

CH3C=CHCH2CH3

1. + O3 2. + H2O/Zn

CH3

ư RCH=CR1R2

+ CuO

+ Cu + H2O

CH3CCH3 O

CH3CHCH3 OH

oxi hóa ancol b c 2ậ

≡

2R’

CH3COCH3 ể ủ

CH3COCH2CH3 + 2 NaCl + H2O

ừ hidrat hóa ankin (tr axetylen) 2O (cid:0) CH3C CH + H th y phân dx dihalogen ki u RCHX CH3CHCl2CH2CH3 + NaOH (cid:0)

ề

ế

Đi u ch axit

ử

3, KMnO4

ư oxi hóa andehit ạ ả ứ + Ph n ng tráng b c ố ớ ả ứ + Ph n ng v i thu c th Feling ớ ướ ả ứ + Ph n ng v i n c brom ấ ớ ả ứ + Ph n ng v i các ch t oxi hóa nh oxi, HNO

ằ ườ ng axit.

4/ môi tr CH3COOH + K2SO4 + MnSO4 + H2O

oxi hóa ancol b ng KMnO CH3CH2OH + KMnO4 + H2SO4 (cid:0)

ủ

(cid:0) RCOOH + R’OH

ủ ể

RCOOH + 3NaCl HCOONa + 3NaCl + H2O

th y phân este RCOOR’ + H2O th y phân dx trihalogen ki u RCX RCCl3 + 3NaOH (cid:0) VD: HCCl3 + 4NaOH (cid:0) clorofom natri focmiat

ề

ế

Đi u ch amin

ớ

ư ế ủ p th c a dx halogen v i NH 3 CH3Cl + NH3 (cid:0) CH3NH2 + HCl CH3Cl + CH3NH2 (cid:0) CH3NHCH3 + HCl

ử ợ ấ

kh h p ch t nitro C6H5NO2 + 6[H] (cid:0) C6H5NH2 + 2 H2O

ủ ợ

ả ứ

ộ

ấ

3. Ph n ng c ng ái nhân c a h p ch t cacbonyl (A

C O + X Y

HY lµ H-OH, H-OR, H-SO3Na, HCN, H2NNHC6H5 … XY lµ R-MgX, CH(cid:0) CNa,…

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ơ ế N: 2 giai đo n:ạ

ặ

ự

do)

C ch A + Giai đo n 1ạ : tác nhân Y (ho c Yặ

ử

ươ

ấ t n công vào nguyên t

ho c Y có đôi electron t ầ C mang ph n đi n tích d

ng.

(cid:0) (cid:0)

ệ - O

C O + Y

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ớ

ế ợ anion k t h p v i X

+ Giai đo n 2:ạ

anion

- O

+ X

(cid:0)

ế ế ả ứ t Vi

ơ ế t ph n ng và c ch ph n ng chi ti ớ

ả ứ Bài t p 2:ậ ủ c a axetandehit và axeton v i các tác nhân: a. H2O b. C2H5OH c. NaHSO3 d. HCN e. H2NNHC6H5 f. CH3MgCl

ủ

ả ứ Ph n ng A

N c a Axetandehit

CH3CH=O + HOH

CH3CH OH OH

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

CH3CH=O + C2H5O-H

CH3CH OC2H5

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ơ

Nhóm OH s miaxetan

CH3CH=O + NaHSO3

CH3CH SO3Na Tr ngắ

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ủ

ả ứ Ph n ng A

N c a Axetandehit

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

d.

CH3CH=O + HCN

CH3CH=O + H2NNHC6H5

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

CH3CH CN OH CH3CH NHNHC6H5 OH

+ H2O

CH3CH=N-NHC6H5

ế ủ K t t a màu vàng ợ H p ch t

ấ Hidrazon

CH3CH CH3

CH3CH=O + CH3MgCl

OMgCl

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ủ

ả ứ Ph n ng A

N c a Axeton

CH3

C O + H-OH

CH3 CH3

CH3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

C2H5

CH3

C O + C2H5O-H

CH3

CH3 CH3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

SO3Na

CH3

C O + NaHSO3

CH3 CH3

CH3

OH Tr ngắ

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ủ

ả ứ Ph n ng A

N c a Axeton

CH3

C O + H-CN

CH3 CH3

CH3

NH-NHC6H5

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

CH3

C O + H2N-NHC6H5

CH3

CH3 CH3

C N-NHC6H5 + H2O

CH3 CH3

ế ủ K t t a màu vàng ợ H p ch t

ấ Hidrazon

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

CH3

C O + CH3MgCl

OMgCl 16

CH3 CH3

CH3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ả ứ ả ứ

ử

ố

[Ag(NH3)2]OH ằ

ị

+ Đi u ch TT Tollens b ng cách cho dung d ch AgNO

3 loãng tác

ng d dd NH

ề ụ d ng v i l

AgOH (cid:0) + NH4NO3

[Ag(NH3)2]OH

ấ ễ ị

ế

ả ạ

ớ

ạ

ế ớ ượ AgNO3 + NH3 + H2O (cid:0) AgOH (cid:0) + 2NH3 (cid:0) + Đây là tác nhân oxi hóa y u, do andehit r t d b oxi hóa nên ph n ng v i TT Tollens t o thành axit cacboxylic, riêng HCHO thì t o

RCOOH + 2Ag(cid:0) + 4NH3 + H2O

CH3COOH + 2Ag(cid:0) + 4NH3 + H2O

ượ ả

ứ CO2 và H2O (axit cacbonic) RCH=O + 2[Ag(NH3)2]OH (cid:0) VD: CH3CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH (cid:0) HCH=O + 4[Ag(NH3)2]OH (cid:0) + TT Tollens oxi hóa đ

CO2 + 4Ag(cid:0) + 8NH3 + 3H2O ơ c c andehit béo và andehit th m.

4. Ph n ng oxihoa andehit  Ph n ng tráng b c (thu c th Tollens) ạ ị + TT Tollens: dung d ch :

ả ứ

ả ứ ử

v i K.Na.tactrat trong

ố ứ ủ ớ

R -COOH

OCH =

+ 2H2O

Cu2O

COOK CH O H CH O H COONa

COOK CH O CH O COONa

ườ ề 4. Ph n ng oxihoa andehit  Ph n ng v i thu c th Felling. ớ + TT Felling: dd ph c c a Cu ng ki m. môi tr

ỉ ượ c andehit béo, không oxi

ượ ẩ + TT Felling ch oxi hóa đ c andehit th m. ồ + S n ph m kh là oxit đ ng (I) Cu

ế ủ ỏ 2O k t t a đ ạ ồ ợ ạ ử ỏ ườ ng h p t o ra kim lo i đ ng màu đ

2+.K.Na.tactrat.

hóa đ ả ạ g ch, có tr ánh kim. ế ắ t t + Vi t TT Feling là: Cu

ả ứ 4. Ph n ng oxihoa andehit

ả ứ

ớ

 Ph n ng v i oxi, KMnO

4, HNO3 ở

ị

ễ

ườ

ố

2RCOOH th

2 không khí: ng dùng xúc tác là dd mu i Mn

ạ

ỉ

ể

ậ

ả

+ Andehit d dàng b oxi hóa b i O 2RCH=O + O2 (cid:0) + KMnO4, HNO3 là các tác nhân oxi hóa m nh, không ch oxi hóa 2OH

nhóm CHO mà có th oxi hóa c nhóm ancol b c 1 CH thành nhóm –COOH

ướ

ả ứ

c brom

ị RCOOH + 2HBr

ướ

ừ

ớ

 Ph n ng v i dung d ch n ớ RCHO + Br2 + H2O (cid:0) Các andehit không no khi ph n ng v i dung d ch n

ị ả ứ

ả ứ ừ

ả ứ

c brom v a ạ ộ tham gia ph n ng c ng, v a tham gia ph n ng oxi hóa t o ra các axit cacboxylic no. CH2=CHCH=O + 2 Br2 (cid:0)

CH2BrCHBrCOOH + 2 HBr

3CHO v i ớ

ế ả ứ

ủ t ph n ng c a HCHO, CH vi t các tác nhân: tt Tollens, tt Felling,

ậ Bài t p 3: ầ ượ l n l O2/MnSO4, KMnO4/H2SO4.

3CHO v i ớ

ế ả ứ

ủ t ph n ng c a HCHO, CH vi t các tác nhân: tt Tollens, tt Felling,

ậ Bài t p 3: ầ ượ l n l O2/MnSO4, KMnO4/H2SO4.

ủ

(NH4)2CO3 + 4 Ag(cid:0) + 6NH3 + H2O

2HCOOH (xúc tác MnSO4)

ả ứ a. Các ph n ng c a HCHO HCHO + 4[Ag(NH3)2]OH (cid:0) 2HCHO + O2 (cid:0) HCHO + KMnO4 + H2SO4 (cid:0) CO2 + K2SO4 + MnSO4 + H2O HCHO + Cu2+.K.Na.tactrat. + 2HO (cid:0) HCOOH + Cu2O (cid:0) + K.Na.tactrat

3CHO v i ớ

ế ả ứ

ủ t ph n ng c a HCHO, CH vi t các tác nhân: tt Tollens, tt Felling,

ậ Bài t p 3: ầ ượ l n l O2/MnSO4, KMnO4/H2SO4.

ủ

3CHO

CH3COONH4 + 2Ag(cid:0)

CH3COOH (xúc tác MnSO4)

CH3COOH

CH3COOH + Cu2O (cid:0) +

ả ứ a. Các ph n ng c a CH CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH (cid:0) + 3NH3 + H2O CH3CHO + O2 (cid:0) CH3CHO + KMnO4 + H2SO4 (cid:0) + K2SO4 + MnSO4 + H2O CH3CHO + Cu2+.K.Na.tactrat. + 2HO (cid:0) K.Na.tactrat

ả ứ ử 5. Ph n ng kh andehit, xeton

ớ ạ ả ứ

CH3OH

CH3CH2OH

 Ph n ng v i Hidro t o ancol + Andehit + H2/Ni (cid:0) ancol b c 1.ậ HCHO + H2/Ni (cid:0) CH3CH=O + H2/Ni (cid:0) + Xeton + H2/Ni (cid:0) CH3COCH3 + H2/Ni (cid:0)

ancol b c 2ậ

CH3CHOHCH3

 Ph n ng t o hidrocacbon ạ + V i tác nhân kh m nh là Hidro m i sinh (H nguyên

ử ạ ớ

ả ứ ớ ị ử ử t ) nhóm cacbonyl b kh thành hidrocacbon.

RCHO + 4[H] (cid:0) RCH3 + H2O

ầ ượ ớ

ủ

ế

ả ứ

t ph n ng c a butanal, butanon l n l

t v i

CH3CH2CH2CH2OH

CH3CH(OH)CH2CH3

Bài t p 4:ậ hidro. + Butanal: CH3CH2CH2CHO + H2/Ni(cid:0) Butanol + Butanon: CH3COCH2CH3 + H2/Ni (cid:0) Butan2ol

ủ

5. Tính axit c a axit cacboxylic

ụ ụ ụ ả ứ

 Tính axit, so sánh tính axit  Tác d ng v i kim lo i ớ ạ  Tác d ng v i baz và oxit baz ớ ơ ơ  Tác d ng v i mu i c a axit y u h n ế ơ ố ủ ớ  Ph n ng este hóa

ữ ơ

ủ

Bài t p 5ậ : so sánh tính axit c a các axit h u c : RCOOH sau đây: HCOOH, CH3COOH, ClCH2COOH, FCH2COOH, tC4H9COOH

Đáp án

ả

ẩ

ố

Nguyên t c:ắ ệ ứ + Khi g c R đ y electron (hi u ng +I, +C): làm gi m tính axit

ố

ệ ứ + Khi g c R hút electron (hi u ng I, C): làm tăng tính axit

ủ

5. Tính axit c a axit cacboxylic

ụ ụ ụ ả ứ

 Tính axit, so sánh tính axit  Tác d ng v i kim lo i ớ ạ  Tác d ng v i baz và oxit baz ớ ơ ơ  Tác d ng v i mu i c a axit y u h n ế ơ ố ủ ớ  Ph n ng este hóa

ươ

ả ứ

ng trình ph n ng

Bài t p 6ậ : Hoàn thành các ph sau: a. HCOOH + Mg (cid:0) b. CH3COOH + CaO (cid:0) c. C2H5COOH + Ca(OH)2 (cid:0) d. C2H3COOH + Na2CO3 (cid:0) e. HCOOH + C3H7COONa (cid:0) f. HCOOH + C2H5OH (cid:0) g. CH3COOH + C6H5CH2OH (cid:0) h. C6H5COOH + CH3OH (cid:0) i. CH3COOH + C6H5OH (cid:0) k. ClCH2COOH + NaOH (cid:0)

ơ ủ

6. Tính baz c a amin

ố ủ

 Tính baz , so sánh tính baz  Tác d ng v i axit ớ ụ  Tác d ng v i mu i c a baz không tan ớ ụ

Bài t p 7ậ : So sánh tính baz c a các amin. ơ ủ (1) CH3NH2; (2) CH3NHCH3; (3) CH2=CHNH2; (4) C3H7NH2; (5) C6H5NH2; (6) C6H5CH2NH2; (7) (CH3)3N

Đáp án

Nguyên tắc: + Amin no bậc 2 có tính bazơ mạnh nhất, sau đó đến amin bậc 3 và bậc 1 là yếu nhất. + Amin no có tính bazơ mạnh hơn amin không no và amin thơm.

ơ ủ

6. Tính baz c a amin

ố ủ

 Tính baz , so sánh tính baz  Tác d ng v i axit ớ ụ  Tác d ng v i mu i c a baz không tan ớ ụ

Bài t p 8ậ : Vi ấ ch t sau: a. H2SO4 b. HCOOH ị c. Dung d ch CuCl

ầ ượ ư ớ ư ế t ptp khi cho etyl amin l n l t p v i các

Đáp án

d. AgNO3 ị e. Dung d ch FeCl

f. Metyl clorua

Ậ

Ề

BÀI T P CHUYÊN Đ 4 Bài 1: ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o c¸c ®ång ph©n cña c¸c chÊt cã c«ng thøc ph©n tö sau ®©y vµ gäi tªn chóng: C4H8O; C2H4O2 vµ C3H9N.

ầ ư t ptpc khi cho andehit axetic và axeton l n

ấ ế ượ ư ớ t p v i các ch t sau:

ế ơ ế ả ứ t c ch ph n ng) Bài 2: Vi l a. etanol b. etilen glicol ử ố c. Thu c th Tolen ử ố d. Thu c th Feling e. O2/MnSO4 f. H2/Pt g. NaHSO3 (vi

Ậ

Ề

ư ầ

BÀI T P CHUYÊN Đ 4 ế t ptpc khi cho axit axetic và axit acrylic l n ượ ư ớ

ấ t p v i các ch t sau:

ướ c brom

Bài 3: Vi l a. Na b. CaO c. CaCO3 d. Ca(OH)2 ị e. Dung d ch n f. etanol g. etilen glicol

Ậ

Ề

BÀI T P CHUYÊN Đ 4

ầ ượ ư ớ t p v i Bài 4: Vi

ư ế t ptpc khi cho metyl amin l n l ấ các ch t sau:

a. HCl b. CH3COOH ị c. Dung d ch CuSO

d. Cu(OH)2 ị e. Dung d ch FeCl

f. Metyl clorua

Ậ

Ề

BÀI T P CHUYÊN Đ 4

ấ ắ ợ

ủ Bài 5: So sánh tính axit c a các h p ch t sau? S p ầ ứ ự tăng d n tính axit? ế x p theo th t

(1) HCOOH; (2) CH3COOH; (3) CH2=CHCOOH; (4) C3H7COOH; (5) C6H5OH; (6) C6H5CH2OH

ế ắ

ứ ự ầ theo th t

ơ ủ Bài 6: So sánh tính baz c a các amin sau? S p x p ơ tăng d n tính baz ? (1) CH3NH2; (2) CH3CH2NH2; (3) CH2=CHNH2; (4) C3H7NH2; (5) C6H5NH2; (6) C6H5CH2NH2