intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Hoá học hữu cơ 2: Chương 20 - TS. Trần Hoàng Phương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST
Báo xấu
14
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hoá học hữu cơ 2 - Chương 20: Acid carboxylic và nitrile, cung cấp cho người học những kiến thức như: Gọi tên acid carboxylic và nitrile; cấu trúc và tính chất acid carboxylic; acid sinh học và phương trình henderson-hasselbalch; ảnh hưởng của các nhóm thế đến tính acid;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hoá học hữu cơ 2: Chương 20 - TS. Trần Hoàng Phương

  1. 5/14/2021 Trƣờng Đại Học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa Học – Bộ môn Hóa Học Hữu cơ HÓA HỌC HỮU CƠ 2 1 2 1
  2. 5/14/2021 ACID CARBOXYLIC VÀ NITRILE 3 Chƣơng 20 - ACID CARBOXYLIC & NITRILE  Acid carboxylic (RCO2H) là nguồn nguyên liệu đầu để tạo nên các dẫn xuất acyl nhƣ acid chloride, ester, amide và thioester. 4 2
  3. 5/14/2021  Acid acetic (CH3CO2H) là thành phần hữu cơ chính của giấm ăn.  Acid butanoic (CH3CH2CH2CO2H) là nguồn gốc của mùi ôi trong bơ chua.  Acid hexanoic (hay acid caproic) CH3(CH2)4CO2H là nguyên nhân tạo nên mùi đặc trƣng của con dê và những chiếc tất bẩn (từ “caper” trong tên Latin có nghĩa là “dê”).  Acid cholic là thành phần chính của mật ở ngƣời.  Các acid béo dây dài nhƣ acid palmitic CH3(CH2)14CO2H là tiền chất sinh học của chất béo và dầu thực vật. 5 6 3
  4. 5/14/2021 20.1 GỌI TÊN ACID CARBOXYLIC VÀ NITRILE 20.1.1 ACID CARBOXYLIC, RCOOH  IUPAC: thay hậu tố -e của tên alkane tƣơng ứng bằng -oic acid.  Nguyên tử carbon của -CO2H đƣợc đánh số 1. 7  Nhóm -CO2H liên kết với vòng: sử dụng tiếp đầu ngữ -carboxylic acid.  Carbon của nhóm -CO2H gắn với C1 và không đánh số.  Nhóm -CO2H đƣợc đọc là nhóm carboxyl và đóng vai trò nhƣ một nhóm thế. 8 4
  5. 5/14/2021  Tên thông thƣờng của một số acid carboxylic và nhóm acyl 10 5
  6. 5/14/2021 20.1.2 NITRILE, R-C≡N  Hợp chất chứa nhóm chức -C≡N đƣợc gọi là nitrile và có hóa tính tƣơng tự nhƣ acid carboxylic.  Các nitrile mạch hở đơn giản: thêm chữ -nitrile vào tên alkane với carbon của nhóm nitrile đƣợc đánh số 1. 11  Nitrile cũng đƣợc gọi tên nhƣ các dẫn xuất của acid carboxylic bằng cách thay –ic hay –oic bằng đuôi -onitrile.  Hoặc thay -carboxylic bằng đuôi -carbonitrile.  Nguyên tử carbon nitrile đƣợc gắn với C1 nhƣng không đánh số carbon của nhóm nitrile. 12 Pro. 20.1-20.2 6
  7. 5/14/2021 20.2 CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT ACID CARBOXYLIC  Acid carboxylic có nét tƣơng đồng với cả ketone và alcol.  Giống nhƣ ketone, carbon carboxyl lai hóa sp2, vì thế nhóm acid carboxylic là đồng phẳng với góc liên kết giữa C-C=O và O=C-O xấp xỉ 1200 13  Giống nhƣ alcol, các acid carboxylic đƣợc liên kết chặt chẽ bởi liên kết hydrogen. Hầu hết các acid carboxylic tồn tại ở dạng dimer vòng, giữ với nhau bởi hai liên kết hydrogen. 14 7
  8. 5/14/2021  Acid carboxylic có tính acid: phản ứng với base nhƣ: NaOH và NaHCO3 hình thành muối carboxylate kim loại (RCO2-M+).  Các acid carboxylic nhiều hơn 6 carbon tan ít trong nƣớc, nhƣng muối kim loại kiềm của chúng lại tan nhiều trong nƣớc. 15  Acid carboxylic phân ly ít trong nƣớc.  Mức độ phân ly đƣợc biểu thị bởi hằng số acid, Ka.  Hầu hết các acid đều có giá trị Ka từ 10-4 đến 10-5  Giá trị Ka gần bằng 10-5 nghĩa là chỉ có khoảng 0,1% số phân tử trong dung dịch 0,1M phân ly. 16 8
  9. 5/14/2021  Tính acid của một số acid carboxylic.  Acid carboxylic có tính acid mạnh hơn nhiều so với alcol và phenol. 17 Pro. 20.3-20.4 20.3 ACID SINH HỌC VÀ PHƢƠNG TRÌNH HENDERSON-HASSELBALCH  Trong dung dịch acid có pH thấp, acid carboxylic không phân ly hoàn toàn và tồn tại ở dạng RCO2H.  Trong dung dịch base có pH cao, acid carboxylic phân ly hoàn toàn và tồn tại ở dạng RCO2–.  Trong tế bào sống, giá trị pH không phải acid cũng không phải base, mà gần nhƣ là trung hòa: pH = 7.3.  Vậy acid carboxylic tồn tại ở dạng nào trong cơ thể sống? 18 9
  10. 5/14/2021  Sử dụng phƣơng trình Henderson-Hasselbalch để tính phần trăm dạng đã phân ly và chƣa phân ly:  Cho biết những dạng nào tồn tại trong dung dịch acid acetic 0,0010 M tại pH = 7,3; biết pKa của acid acetic là 4,76 ? 19 Pro. 20.5 20.4 ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC NHÓM THẾ ĐẾN TÍNH ACID  Quá trình phân ly acid carboxylic là quá trình cân bằng, yếu tố nào làm anion carboxylate bền sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo hƣớng tăng khả năng phân ly và kết quả là tính acid tăng. 20 10
  11. 5/14/2021  Hiệu ứng cảm phụ thuộc vào khoảng cách, nên ảnh hƣởng của các nhóm thế rút điện tử giảm dần khi nhóm thế nằm càng xa nhóm carboxyl.  Đối với các nhóm thế trên vòng thơm:  Nhóm rút điện tử (nhóm giảm hoạt) nhƣ nitro làm tăng tính acid bằng cách an định anion carboxylate.  Nhóm đẩy điện tử (nhóm tăng hoạt) nhƣ methoxyl làm giảm tính acid vì gây mất ổn định anion carboxylate. 21 22 Worked Exam. 20.1 Pro. 20.6-20.9 11
  12. 5/14/2021 20.5 ĐIỀU CHẾ ACID CARBOXYLIC 20.5.1 Oxid hóa alkylbenzene mang nhóm thế  Cả hai nhóm alkyl bậc 1 và bậc 2 đều có thể bị oxid hóa, còn nhóm alkyl bậc 3 thì không bị ảnh hƣởng. 20.5.2 Oxid hóa alkene  Với KMnO4 tạo thành acid carboxylic nếu alkene có ít nhất 1 hydrogen vinyl. 23 20.5.3 Oxid hóa alcol bậc 1 hoặc aldehyde 24 12
  13. 5/14/2021 20.5.4 THỦY PHÂN NITRILE Dẫn xuất halogen bậc  Sản phẩm acid có nhiều hơn alkyl halide một hoặc bậc hai. ban đầu một carbon. Thuốc kháng viêm không steroid 25 20.5.5 CARBOXYL HÓA TÁC CHẤT GRIGNARD  Phản ứng giữa tác chất Grignard với CO2 cho ra carboxylate kim loại, tiếp theo là sự proton hóa để tạo thành acid carboxylic. Worked Exam. 20.2 Pro. 20.10 26 13
  14. 5/14/2021 20.6 PHẢN ỨNG CỦA ACID CARBOXYLIC: TỔNG QUAN 27 Pro. 20.11-20.12 20.7 HÓA HỌC CỦA NITRILE  Nitrile giống với acid carboxylic: Cả hai đều có một nguyên tử carbon với ba liên kết gắn vào một nguyên tử âm điện. Cả hai đều chứa liên kết p. Do đó, một vài phản ứng của nitrile giống với acid carboxylic. Ví dụ: cả hai loại hợp chất này có tính thân điện tử, do đó đều tham gia phản ứng cộng thân hạch. 28 14
  15. 5/14/2021 20.7.1 ĐIỀU CHẾ NITRILE  Phƣơng pháp đơn giản nhất để điều chế nitrile là phản ứng SN2 của CN– với alkyl halide bậc 1 hoặc bậc 2.  Phƣơng pháp khác: điều chế nitrile là bằng phản ứng khử nƣớc của amide bậc 1 (RCONH2).  Quá trình tổng hợp từ amide mang tính tổng quát hơn vì không bị 29 giới hạn bởi chƣớng ngại lập thể. 20.7.2 PHẢN ỨNG CỦA NITRILE  Tƣơng tự carbonyl, nhóm nitrile có tính phân cực mạnh và có một nguyên tử carbon thân điện tử.  Nitrile phản ứng với tác nhân thân hạch để tạo thành anion imine lai hóa sp2. 30 15
  16. 5/14/2021  Một số phản ứng của nitrile 31 20.7.2.1 PHẢN ỨNG THỦY PHÂN: CHUYỂN NHÓM NITRILE THÀNH ACID CARBOXYLIC  Nitrile bị thủy phân trong cả dung dịch base hoặc acid cho acid carboxylic và ammonia hoặc amine. 32 16
  17. 5/14/2021  Cơ chế phản ứng thủy phân nitrile trong môi trƣờng base. 33 20.7.2.2 PHẢN ỨNG HOÀN NGUYÊN: CHUYỂN NHÓM NITRILE THÀNH AMINE  Sự hoàn nguyên nitrile với LiAlH4 tạo thành amine bậc 1, R–NH2. 34 17
  18. 5/14/2021 20.7.2.3 PHẢN ỨNG CỦA NITRILE VỚI TÁC NHÂN HỮU CƠ KIM LOẠI  Tác nhân Grignard cộng vào nitrile tạo thành anion imine trung gian, hợp chất này bị thủy phân bởi quá trình cộng nƣớc để cho ra ketone. 35 Worked Exam. 20.3 Pro. 20.13-20.14 20.8 PHỔ CỦA ACID CARBOXYLIC VÀ NITRILE 20.8.1 PHỔ IR  Acid carboxylic có hai hấp thu IR đặc trƣng : Liên kết O–H của nhóm carboxyl cho hấp thu rất rộng trong vùng từ 2500 đến 3300 cm-1 Liên kết C=O cho hấp thu giữa 1710 và 1760 cm-1.  Vị trí hấp thu chính xác của C=O tùy thuộc vào cấu trúc của phân tử và phụ thuộc vào acid ở dạng tự do (monomer) hay dạng có liên kết hydrogen (dimer): 36 18
  19. 5/14/2021  Liên kết C≡N của nitril cho hấp thu mạnh rất đặc trƣng ở gần 2250 cm-1 đối với các hợp chất bão hòa, 2230 cm-1 đối với các phân tử thơm và có liên hợp. 37 20.8.2 PHỔ NMR  Carbon carboxyl cộng hƣởng trong vùng dC 165–185 ppm  Các acid thơm và acid α,β–bất bão hòa cộng hƣởng ở gần vùng trƣờng cao khoảng dC gần 165 ppm.  Các acid béo bão hòa cộng hƣởng ở vùng trƣờng thấp gần 185 ppm.  Carbon nitril cộng hƣởng trong vùng dC 115–130 ppm. 38 19
  20. 5/14/2021  Trên phổ 1H NMR:  Proton acid –CO2H thƣờng cộng hƣởng ở dạng mũi đơn dH gần 12 ppm. Proton –CO2H có thể đƣợc thay thế bằng deuterium khi thêm D2O vào ống chứa mẫu.  Phổ 1H NMR của acid phenyl acetic 39 Pro. 20.15 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1