Bài giảng Hóa học hữu cơ: Chương 9 (2) - TS. Phan Thanh Sơn Nam

Chia sẻ: Lê Bảo Ngân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

392
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ bài giảng hóa học hữu cơ do tiến sĩ Phan Thanh Sơn Nam biên soạn gồm 13 chương, trong chương 9 của bộ bài giảng đề cập những kiến thức liên quan đến Aldehyde -Ketone . Chương này sẽ mang đến cho người đọc những kiến thức từ cơ bản đến chuyên sâu về hợp chất Adehyde - Ketone. Nội dung chính của bài giảng gồm các phần sau: Giới thiệu chung, danh pháp, các phương pháp điều chế, tính chất vật lý. Trong phần tính chất hóa học bài giảng trình bày về những phản ứng đặc trưng của hợp chất này. Cụ thể là: Phản ứng cộng hợp ái nhân, phản ứng với tác nhân ái nhân Cacbon, phản ứng với tác nhân ái nhân Oxygen, phản ứng với tác nhân ái nhân Nitrogen, phản ứng với tác nhân ái nhân lưu hình và phản ứng ngưng tụ aldol.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học hữu cơ: Chương 9 (2) - TS. Phan Thanh Sơn Nam

Hóa Học Hữu Cơ TS Phan Thanh Sơn Nam Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM Điện thoại: 8647256 ext. 5681 Email: ptsnam@hcmut.edu.vn http://hhud.tvu.edu.vn 1
Chương 9: ALDEHYDE-KETONE I. Giới thiệu chung C O • R-CHO aldehyde • RCOR’ ketone http://hhud.tvu.edu.vn 2
• Tùy theo cấu tạo của R, sẽ có hợp chất carbonyl mạch hở (no + không no) & carbonyl thơm CH3-CH2-CH2-CHO CH2=CH-CH2-CHO CH3-CH2-C-CH3 O O C H O C CH3 http://hhud.tvu.edu.vn 3
II. Danh pháp II.1. Aldehyde *Tên thông thường • Dựa theo tên carboxylic acid tương ứng, thay ‘–ic acid’ bằng ‘aldehyde’ • Aldehyde mạch nhánh xem như là dẫn xuất của mạch thẳng, dùng α, β, γ ...để chỉ vị trí nhánh • Một số tên thông thường được chấp nhận làm tên IUPAC http://hhud.tvu.edu.vn 4
* Tên IUPAC • Mạch chính dài nhất & chứa –CHO • Gọi theo tên hydrocarbon tương ứng thay ne nal HCHO formaldehyde / methanal CH3CHO acetaldehyde / ethanal C6H5CHO benzaldehyde /phenylmethanal C6H5CH2CHO phenylacetaldehyde / phenylethanal CH3-CH2-CH-CH2-CHO β-methylvaleraldehyde / 3-methylpentanal CH3 5 http://hhud.tvu.edu.vn
II.2. Ketone • Tên thông thường Tên 2 gốc alkyl + ketone Nếu nhóm carbonyl gắn trực tiếp vòng thơm - phenone • Tên IUPAC • Mạch chính dài nhất chứa nhóm carbonyl • Đánh số để nhóm carbonyl có chỉ số nhỏ nhất •Gọi theo tên hydrocarbon, thay ne none http://hhud.tvu.edu.vn 6
H3C C CH3 acetone / propanone O CH3-CH2-CH2-C-CH3 O methyl n-propyl ketone / 2-pentanone CH2 C CH3 O benzyl methyl ketone / 1-phenyl-2-propanone acetophenone / 1-phenylethanone / C CH3 methyl phenyl ketone O H3C C CH CH2 Ohttp://hhud.tvu.edu.vn 7 methyl vinyl ketone / 3-butane-2-one
III. Các phương pháp điều chế III.1. Oxy hóa hydrocarbon NO CH4 + O2 HCHO + H2O o 600-700 C CuCl2 H2C CH2 + O2 CH3-CHO o 50 C CH3 CHO Co2+ + O2 http://hhud.tvu.edu.vn 8
III.2. Đi từ alkyne HgSO4 HC CH + H2O HC CH2 CH3CHO H2SO4 OH enol HgSO4 R C CH2 R C CH3 R C CH + H2O O H2SO4 OH enol H δ+ H H3C C2H5 δ− H C C C C CH3 H3C C C CH2 CH3 CH3COOH C C H H H BR2 H H BHR2 H2O2/OH- H3C C C CH2 CH3 H3C CH2 C CH2 CH3 H OH http://hhud.tvu.edu.vn O 9
III.3. Ozone hóa alkene H C O + H2O COO H3 /C O3 C C O Zn H2/Pt C C O O C C C O + H2O O O O H molozonide 2O ozonide (H + ) C O + H2O2 1. O3 CH3-CH2-CHO + H2O2 CH3-C=CH-CH2-CH3 CH2-C-CH3 + 2. H2O CH3 O • Lưu ý: H2O2 dễ dàng oxy hóa aldehyde thành carboxylic acid sản phẩm cuối là acid!!! 10 http://hhud.tvu.edu.vn
III.4. Đi từ alcohol • Dehydro hóa alcohol bậc 1, bậc 2 Cu R-CH2OH R-CHO + H2 200-300 oC R Cu R C H R C R + H2 o 200-300 C O OH CH3 CH3 Cu CH3-C-CH2-CH3 CH3-C=CH-CH3 + H2O 200-300 oC OH http://hhud.tvu.edu.vn 11
Oxy hóa alcohol: •Tác nhân oxy hóa: KMnO4, K2Cr2O7, CrO3… •Alcohol bậc 1 aldehyde carboxylic acid • Rất khó dừng lại ở giai đoạn aldehyde thường đi thẳng đến RCOOH • Muốn dừng lại ở giai đoạn aldehyde, phải dùng pyridinium chlorocromate C5H5NH+CrO3Cl- (PCC): C5H5NH+CrO3Cl- R-CH2OH RCHO + Cr3+ CH2Cl2 http://hhud.tvu.edu.vn 12
• Alcohol bậc 2 ketone Na2Cr2O7 (H3C)3C OH (H3C)3C O CH3COOH, H2O to OH O Na2Cr2O7 85% H2SO4 / H2O OH PCC O H2C CHCHCH2CH2CH2CH2CH3 H2C CHCCH2CH2CH2CH2CH3 CH2Cl2 80% 13 http://hhud.tvu.edu.vn
III.5. Đi từ dẫn xuất của carboxylic acid O Pd/BaSO4 R C + H2 R-CHO + HCl Cl COCl CHO LiAlH(O-tBu)3 NO2 NO2 to (RCOO)2Ca R C R + CaCO3 O 14 http://hhud.tvu.edu.vn
δ− δ+ δ− O-MgBr OH O H2O /H+ CH3-CH2-MgBr + H C C Cl H3C C Cl 3 H3C C Cl δ+ C2H5 C2H5 H3C C O -HCl C2H5 • Khả năng phản ứng: dẫn xuất acid > ketone chỉ khi dư Grignard phản ứng tiếp với ketone tạo alcohol bậc 3 • Tuy nhiên, thực tế khó tách ketone với hiệu suất cao http://hhud.tvu.edu.vn 15
III.6. Điều chế hợp chất carbonyl của arene R C O R-CO-Cl (R-CO)2O Lewis acid • HCOCl không bền phải dùng CO/HCl/AlCl3 làm tác nhân acyl hóa (Phương pháp Gattermann- Koch) AlCl3 H3C + CO + HCl H3C CHO + HCl [H-C-Cl] O http://hhud.tvu.edu.vn 16
• Có thể thay CO bằng HCN khan (phương pháp Gattermann) + AlCl3 NH2 H3C O + HCN + HCl H3C O C Cl- [H-C-Cl] H NH H2O H3C O CHO -NH4Cl • Thay HCN bằng R-CN để điều chế ketone thơm 17 http://hhud.tvu.edu.vn
IV. Tính chất vật lý • Không tạo liên kết H như alcohol to sôi < alcohol tương đương • Phân cực mạnh, dễ tan trong nước (C1-C5) V. Tính chất hóa học δ+ δ− sp2 C O • Cấu tạo phẳng • Góc liên kết ~ 120o • Moment lưỡng cực μ = 2.7 D (CH3CHO) • Độ dài liên kết C-O 1.23Å http://hhud.tvu.edu.vn 18
V.1. Phản ứng cộng hợp ái nhân (AN) δ+ δ− OX δ+ δ− C O + X -Y C Y X-Y có thể là H-OH, H-OR, H-CN, H-SO3Na, Li-R, BrMg-R… http://hhud.tvu.edu.vn 19
a. Cơ chế: 2 giai đoạn, lưỡng phân tử • Giai đoạn 1: δ+ δ− - chaäm C O + Y C O- Y carbanion Giai đoạn chậm: Y- tấn công vào C+ ái nhân • Giai đoạn 2: C O - + X+ nhanh C OX Y http://hhud.tvu.edu.vn Y 20