DẪN XUẤT CỦA HYDROCACBON

Chia sẻ: Nguyen Thuy Anh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

343
lượt xem 65
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dẫn xuất halogen có thể được coi là dẫn xuất thế một hoặc 1 số nguyên tử H của hidrocacbon bằng halogen. Tùy thuộc vào bản chất của gốc hidrocacbon ở trong phân tử mà ta được dẫn xuất halogen no, không no, thơm… Tùy thuộc bản chất của halogen mà ta có dẫn xuất florua, clorua, bromua hay iodua.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: DẪN XUẤT CỦA HYDROCACBON

DẪN XUẤT CỦA HYDROCACBON
CHƯƠNG 1 DẪN XUẤT HALOGEN
1.1. Định nghĩa- cách phân loại Dẫn xuất halogen có thể được coi là dẫn xuất thế một hoặc 1 số nguyên tử H của hidrocacbon bằng halogen. + Phân loại: - Tùy thuộc vào bản chất của gốc hidrocacbon ở trong phân tử mà ta được dẫn xuất halogen no, không no, thơm… - Tùy thuộc bản chất của halogen mà ta có dẫn xuất florua, clorua, bromua hay iodua. - Tùy thuộc vào số lượng nguyên tử halogen ở trong phân tử mà ta có dẫn xuất nonohalogen, dihalogen... -Tùy thuộc vào bậc của nguyên tử cacbon mà nguyên tử halogen liên kết là cacbon bậc 1,2 hoặc 3 mà ta có dẫn xuất halogen bậc 1,2,và 3 tương ứng
1.2. Cấu trúc phân tử • Trong phân tử kết C-C và C-H, còn có liên kết C-X. Tùy thuộc vào bản chất của X mà liên kết này có độ dài và độ phân cực khác nhau, nhưng liên kết này luôn luôn phân cực về phía halogen C→X
1.3. Danh pháp- Đồng phân 1.3.1.Danh pháp a) Thông thường: Tên halogenua ankyl được gọi như sau: tên gốc halogenua + tên nhóm ankyl. CH3 - CH2 - Cl Clorur etyl H3C C Clorur ne opentyl H3C CH2 Cl CH3 H3C CH Florur isopropyl CH3 F
b) Danh pháp IUPAC. • Ankyl halogenua gọi như ankan bằng cách xem halogen như là nhóm thế trên mạch ankan chính. Có các qui tắc sau: + Tìm và chọn tên của mạch ankan chính (nếu hợp chất có nhánh). Nếu có nối đôi hoặc nối ba thì mạch chính phải chứa nối đôi hoặc ba. + Đánh số nguyên tử C bắt đầu ở 1 đầu của mạch chính sao cho tổng nhóm thế là nhỏ nhất ( gồm nhóm ankyl + halogen).
Br CH3 CH3 Br H CH3 CH CH2 CH CH CH2CH3 CH3 CH CH2 C CH CH2CH3 1 2 3 45 6 7 1 234 567 CH3 CH3 5-Bromo-2,4-dimetylheptan 2-Bromo-4,5-dimetylheptan + Nếu có từ hai nhóm thế trở lên của cùng một loại halogen, sử dụng tiếp đầu ngữ di, tri, tetra,… Cl Cl CH3 CH CH CH CH2CH3 1 2 3 4 CH5 6 3 2,3-Diclo-4-metylhexan
+ Nếu các halogen khác nhau, chỉ số của nhóm thế phụ thuộc vị trí trên mạch C, nhưng theo thứ tự a,b,c… khi viết tên nhóm thế. Cl BrCH2CH2 CH CH CH3 1 2 3 4 5 CH3 1-Bromo-3-cloro-4-metyl-pentan
+ Nếu mạch chính có nhóm thế ankyl hoặc halogen, mà tổng số chỉ số nhóm thế đánh từ 2 đầu mạch đến như nhau thì đánh số bắt đầu ở nhóm thế gần halogen hoặc là ankyl, ưu tiên nhỏ nhất theo trình tự thứ tự a,b,c… của nhóm thế. CH3 Br CH3 CH CH2CH2 CH CH3 6 5 4 3 2 1 2-Bromo-5-metylhexan K hoâg goï : 5-Bromo-2-metylhexan n i + Nếu trong mạch có chứa liên kết bội thì ưu tiên chỉ số của liên kết bội là nhỏ nhất.
1.3.2 Đồng phân chỉ có đồng phân cấu tạo (có 2 loai là đồng phân về mạch cacbon và đồng phân về vị trí của nguyên tử halogen).
1.4 .Tính chất vật lý • Ở điều kiện thường, một số dx florua (từ C1-C4), C2H5Cl, CH3Cl, CH3Br là chất khí, còn các dx halogen khác là các chất lỏng hoặc rắn. • Hầu hết các dẫn xuất halogen không màu, độc, có mùi đặc trưng, không tan trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như ancol,ete và chính các ankyl halogenua là dung môi tốt cho nhiều hợp chất hữu cơ. • Nếu gốc R như nhau thì nhiệt đội sôi và tỉ khối tăng dần từ dẫn xuất của flo đến iot. • Nhiệt độ sôi giảm dần từ đồng phân của dẫn xuất bậc 1 đến đồng phân bậc 3.
1.5 . Phương pháp điều chế 1.5.1 Halogen hóa ankan. Cl2 CH3Cl +HCl CH4 askt 1.5.2. Cộng HX vào anken Hướng cộng theo qui tắc Macovnicov CH3-CH = CH2 + HCl → CH3 – CHCl-CH3
1.5.3 Điều chế từ ancol Đây là phản ứng thường dùng nhất để điều chế dẫn xuất halogen a) Cho ancol tác dụng với hidro halogenua R-OH + HCl → R-Cl + H2O Vì đây là phản ứng thuận nghịch do đó để phản ứng dễ xãy ra, người ta cho thêm chất xúc tác là H2SO4, ZnCl2... • Về khả năng phản ứng + HI > HBr > HCl + Ancol bậc 3 R3C-OH > ancol bậc 2 R2-CH-OH > ancol bậc 1 R-CH2-OH
b) Tác dụng với PX5, PX3, SOCl2 • Đây là phản ứng cũng thường được dùng cho hiệu suất cao Ví dụ :Ancol bậc 1 và bậc 2: Phương pháp tốt nhất để chuyển thành halogenua ankyl với các tác chất như : tionyl clorua SOCl2, phosphor tribromua PBr3. .. Br OH PBr3 CH3CH2 CH CH3 + P(OH)3 3 CH3CH2 CH CH3 Eter, 35oC 2-Butanol 2-Bromobutan (86%)
1.6. Hóa tính Nhận xét về khả năng phản ứng của dẫn xuất halogen • Khả năng phản ứng của dx halogen phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là bản chất của halogen và cấu tạo của gốc hydrocacbon + Nếu cùng gốc hidrocacbon R thì khả năng phản ứng của dx halogen giảm dần theo trật tự sau: R- I > R-Br > R-Cl >> R-F Giải thích ?
Khả năng phản ứng của dẫn xuất halogen + Nếu cùng bản chất của halogen thì khả năng phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo của gốc hidrocacbon. Người ta chia thành 3 nhóm chính: • Nhóm có khả năng phản ứng cao: là các gốc ở cạnh nguyên tử cacbon có liên kết đôi (tức là nguyên tử cacbon ở vị trí α của liên kết đôi) benzyl C6H5 -CH2-, alyl CH2=CH-CH2- • Nhóm có khả năng phản ứng trung bình: như ankyl halogenua R-X • Nhóm có khả năng phản ứng thấp: như vinyl CH2=CH-; phenyl C6H5- :là nhóm có nguyên tử halogen liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon có trạng thái lai hóa sp2 * Giải thích?
• Dẫn xuất halogen có thể tham gia nhiều loại phản ứng khác nhau, trong đó phổ biến nhất là phản ứng thế (S) và tách (E) theo cơ chế nucleophin. Ngoài ra nó còn tham gia một số phản ứng khác như tác dụng với kim loại
1.6.1 Phản ứng thế nucleophin(SN) a) Cơ chế : • SN1 + Đặc điểm cơ chế: 2 gđ, tạo cacbocation + Hóa lập thể: • SN2 b) Khả năng tham gia phản ứng SN1 và SN2 của các dẫn xuất halogen có bậc khác nhau +Bậc 1: theo SN2 +Bậc 3: SN1
1.6.2. Phản ứng tách hydrohalogenua (E) a) Cơ chế: • Cơ chế tách đơn phân tử E1 : phản ứng 2 giai đoạn, giai đoạn chậm tạo thành cacbocation • Cơ chế tách lưỡng phân tử E2 Phản ứng 1 giai đoạn, có qua trạng thái chuyển tiếp
b) Hướng của phản ứng tách Tuân theo qui tắc Zaixep ( Zaytseft): Trong phản ứng tách (E), phản ứng ưu tiên theo hướng X sẽ tách ra cùng với nguyên tử H nào ở cacbon bên cạnh có bậc cao hơn, tạo ra olefin có nhiều nhóm thế hơn ở liên kết đôi. KOH/C2H5OH CH3-CH 2-CH Br-CH 3 CH3-C H=CH -CH3 (81%) + CH 3-CH2-CH =CH2 (19%)