Bài giảng Hóa hữu cơ: Chương 6 - Axit cacboxylic và dẫn xuất

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa hữu cơ: Chương 6 - Axit cacboxylic và dẫn xuất" được biên soạn với các nội dung chính sau: Định nghĩa và phân loại Axit cacboxylic; Tính chất vật lý và tính chất hóa học của axit cacboxylic; Phương pháp điều chế axit cacboxylic. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa hữu cơ: Chương 6 - Axit cacboxylic và dẫn xuất

Chương 6 Axit cacboxylic và dẫn xuất A: Axit cacboxylic B: Dẫn xuất của axit cacboxylic và axit cacbonic
A Axit cacboxylic
6.1 Khái quát 6.1.1. Định nghĩa • - Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có một hay nhiều nhóm cacboxyl –COOH liên kết với gốc hiđrocacbon (trường hợp đặc biệt, nhóm – COOH lk với nguyên tử -H trong axit focmic, H-COOH). • - Dạng tổng quát: R(COOH)n, trong đó, R: H, gốc hiđrocacbon; n ≥ 1. 6.1.2. Phân loại (đọc thêm)
6.1.3. Đồng đẳng • Dạng tổng quát: CnH2n+1-2xCOOH, x= tổng số lk π hoặc vòng no. 6.1.4. Đồng phân • Đồng phân cấu tạo: mạch C, vị trí nhóm – COOH, đồng phân nhóm chức (axit monocacboxylic có thể có đồng phân nhóm chức là hc cacbonyl, ancol không no, ancol vòng,…). • Đồng phân cấu hình: đp hình học và đp quang học.
6.1.5. Danh pháp a. Danh pháp IUPAC Tên= axit + tên hiđrua nền (tính cả C của các nhóm -COOH) + hậu tố -oic. CH 3-(CH2 )5 -COOH axit heptanoic HOOC-(CH 2) 8-COOH axit decandioic CH2 =C-CH=CH-COOH axit 4-propylpenta-2,4-dienoic CH 2CH2 CH3 •. Đánh số mạch chính (hiđrua nền) bắt đầu từ nguyên tử C của nhóm –COOH
b Danh pháp thường • Tên gọi của nhiều axit hữu cơ xuất phát từ nguồn gốc tự nhiên để tách ra được axit đó hoặc nguồn nguyên liệu để điều chế axit. • Ví dụ: - HCOOH: axit fomic, axit này được tách ra từ một loại kiến lửa có tên formicarupa - CH3COOH: axit axetic, có trong giấm, lấy CH 2=CHCOOH axit acrylic tên từ chữ acetic HOOCCH 2COOH axit malonic - Một số axitHOOCCH thườngCH gặp được gọi dưới COOH axit sucxinic 2 2
Danh pháp của các nhóm axyl: • đổi “axit…-oic” thành “…-oyl”, “axit…-ic” thành “…-yl” Axit axetic CH3COOH CH3CO- axetyl Axit focmc HCOOH HCO- focmyl Axit benzoic C6H5COOH C6H5CO benzoyl Axit xiclohexancacbonyl xiclo-C6H11COOH C6H11CO- xiclohexancacbonyl Axit malonic HOOC-CH2-COOH -OC-CH2-
6.2 Tính chất vật lý • Ở đk thường, các axit béo đầu dãy đồng đẳng là các chất lỏng, có mùi kích thích: axit focmic có mùi hắc, axit axetic có mùi thơm, vị chua, tan tốt trong nước. Các axit béo đồng đẳng cao ở dạng chất rắn, không tan trong nước. Các axit cacboxylic thơm là chất rắn, thường dễ thăng hoa. • Khi tăng số C trong mạch cacbon của axit cacboxylic, độ tan trong nước của chúng giảm nhưng độ tan trong các dm hữu cơ tăng. •
6.3 Tính chất hóa học • Đặc điểm cấu3 tạo của 4 nhóm O cacboxyl R C 2 O H Nu 1
6.3.1Tính axit: thế nguyên tử H So với các axit vô cơ như HCl, H2SO4,… thì trong –COOH • tính axit của các axit cacboxylic yếu hơn nhiều, nhưng tính axit của chúng mạnh hơn đáng kể so với phenol, nước và ancol. • Axit cacboxylic có đầy đủ tính chất của một axit: Làm đổi màu quì tím Tác dụng với các dd kiềm Tác dụng với muối của axit yếu hơn (Na2CO3,…) Tác dụng với kim loại đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học Bị axit mạnh đẩy ra khỏi muối của nó
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ • Gốcmạnh của axit cacboxylic hiđrocacbon - Các nhóm hút e mạnh (-C, -I, -H) một mặt làm tăng sự phân cực lk O-H, làm sự phân ly proton thuận lợi hơn. Mặt khác, các nhóm này O O lại giải tỏa điện tích âm ở anion R cacboxylat C bởi R C các hiệu ứng hút e trên, làm tăng độ bền anion O H O này. Sự tác động cùng chiều này làm tăng sự phân ly axit.
So sánh tính axit HCOOH CH3COOH CH3CH2COO H F- NC- O2N- F3C- CH2COOH CH2COOH CH2COOH COOH CH3CH2CHClCO CH3CHClCH2CO CH2ClCH2CH2CO OH OH OH Sắp xếp độ linh động của nguyên tử hiđro trong nhóm -OH của các hợp chất sau: CH3OH; (CH3)2CHOH; (CH3)3COH; CH3-COOH và Cl-CH2-COOH
• có +I và +H làm giảm Ka HCOOH CH3COOH CH3CH2COO H pKa 3,77 4,76 4,88 • Axit dãy béo, F- no có NC-nhóm O2N- hút e càng F3C- mạnh thìCH2COOH Ka càngCH2COOH lớn CH2COOH COOH pKa 2,57 2,4 1,68 0,23 CH3CH2CHClCO CH3CHClCH2CO CH2ClCH2CH2CO • Nhóm có OH hiệu ứng OH hút e càngOHgần nhóm cacboxyl pKa 2,84thì tính axit 4,06càng tăng 4,52
6.3.2 Phản ứng este hóa trong môi trường axit • Sơ đồ chung H 3O RCOOH + R´OH RCOOR´ + H 2O • Cơ chế O H3O OH OH OH R R R R OH OH OH OH O R´ H O R´ H H -H2O O H OH -H3O O R O R OH2 H R O O O R´ R´ R´
Đặc điểm của phản ứng este • Phản ứng este hóa là hóa phản ứng thuận nghịch (ở tất cả các giai đoạn trung gian • Chiều thuận là phản ứng este hóa, cần xt là H+ Phản ứng nghịch là phản ứng thủy phân este, xt H+ (thuận nghịch) hoặc HO- (một chiều). • Để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận cần: - Tăng lượng các chất tham gia phản ứng (chất rẻ
• Khả năng tham gia phản ứng este hóa của axit cacboxylic và ancol (phân tích theo các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng AN) phụ thuộc: • Yếu tố không gian: SI • Yếu tố điện tích HCOOH > CH3COOH > C2H5COOH > (CH3)2CHCOOH CH3OH > C2H5OH > (CH3)2CHOH > (CH3)3COH (xem lại bài andehit xeton)
• Phản ứng tạo halogenua axit RCOOH + SOCl2 RCOCl + SO 2 + HCl RCOOH + PCl5 RCOCl + POCl3 • Phản ứng tạo 2RCOOH anhiđrit P2 O5 axit: dùng tác nhân (RCO)2 O + H 2O hút nước +NH3 t° • Phản ứng tạo amit RCOOH RCOONH 4 -H 2O RCONH 2
6.3.3 Phản ứng khử • LiAlH4 là tác nhân khử tốt nhất đối với axit cacboxylic, có thể khử trọn lọc nhóm – COOH mà không ảnh hưởng đến lk bội của anken và ankin. 1. LiAlH4 RCOOH RCH 2OH 2. H3 O
6.3.4 Nhiệt phân muối kim loại • Axit axetic khó bị kiềm nhiệt phân hơn HCOOH, nên phải nhiệt phân CH3COONa + vôi tôi xút Ca(OH)2 CH 3COONa + NaOH CH4 + NaCO3 • Nhiệt phân muối kim loại kiềm thổ (xem lại t° các(CH pp3COO) điều2Ca chế hc andehit (CH 3)2 COxeton + CaCO3