Hóa Học Hữu Cơ - Chương 12

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

203
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CARBOXYLIC ACID I. Giới thiệu chung Là những hợp chất hữu cơ chứa nhóm carboxyl O C O-H trong phân tử • Tùy theo gốc hydrocarbon mà phân loại thành carboxylic acid no, không no, thơm • Ví dụ: CH3-COOH CH2=CH-COOH C6H5-COOH

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hóa Học Hữu Cơ - Chương 12

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 1
CARBOXYLIC ACID Chương 12: I. Giới thiệu chung Là những hợp chất hữu cơ chứa nhóm carboxyl O C trong phân tử O-H • Tùy theo gốc hydrocarbon mà phân loại thành carboxylic acid no, không no, thơm • Ví dụ: CH3-COOH CH2=CH-COOH 2 C6H5-COOH
II. Danh pháp II.1. Tên thông thường HCOOH formic acid CH3COOH acetic acid CH3CH2COOH propionic acid CH3(CH2)2COOH butyric acid CH3(CH2)3COOH valeric acid CH3(CH2)10COOH lauric acid CH3(CH2)16COOH stearic acid C6H5COOH benzoic acid 3
• Acid có nhánh xem như là dẫn xuất của acid mạch thẳng, dùng α, β, γ, δ… để chỉ vị trí nhánh CH2-CH2-CH-COOH Cl CH3 γ-chloro-α-methylbutyric acid • Ar-COOH xem như là dẫn xuất của benzoic acid COOH NO2 NO2 2,4-Dinitrobenzoic acid • Có thể xem các acid là dẫn xuất thế H của acetic acid C6H5-CH2-COOH phenylacetic acid 4
II.2. Tên IUPAC • Mạch chính dài nhất chứa nhóm –COOH (C1) • Gọi theo tên hydrocarbon tương ứng, đổi ne noic acid CH3 CH3-CH2-CH-COOH Cl CH-CH2-COOH CH3 3-(p-chlorophenyl)butanoic acid 2-methylbutanoic acid CH3-CH=CH-COOH 2-butenoic acid 5
III. Các phương pháp điều chế III.1. Dùng tác nhân Grignard 1. CO2 Mg CH3CH2CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2MgCl CH3CH2CH2CH2COOH + 2. H3O ether CH3 CH3 CH3 1. CO2 Mg H3C C Cl H3C C MgCl H3C C COOH 2. H3O+ ether CH3 CH3 CH3 Mg 1. CO2 MgCl COOH Cl ether 2. H3O+ 6
III.2. Thủy phân các dẫn xuất polyhalogen, các dẫn xuất của acid Cl to R-CH2-C Cl R-CH2-COOH + H2O + HCl Cl O H+ (OH-) RC + H2O R-COOH + R'-OH O-R' O H+ (OH-) RC + H2O R-COOH + NH3 NH2 H+ (OH-) R CN + H2O R-COOH + NH3 O H+ (OH-) RC + H2O R-COOH + HCl 7 Cl
III.3. Carboxyl hóa alkene •Dùng trong công nghiệp, sản xuất acid > 3C Ni(CO)4 R-CH=CH2 + CO + H2O R CH2 CH2-COOH o 250 C 200 atm III.4. Phương pháp oxy hóa R-CH2OH + KMnO4 + MnO2 + KOH R-COOK H+ RCOOH 8
CH3 COOH KMnO4 H2O, to NO2 NO2 CH2CH2CH2CH3 COOH KMnO4 H2O, to 9
IV. Tính chất vật lý O RC OH O-H phân cực mạnh hơn ROH • Khả năng tạo liên kết H > của alcohol •To sôi > các hợp chất khác có cùng C 10
V. Tính chất hóa học •Theo hiệu ứng: +C của O trong –OH O-H phân cực mạnh H dễ tách ra dạng H+ tính acid mạnh hơn alcohol, phenol •Theo công thức cộng hưởng: O O O- O + H +RC RC R C- RC O- O-H O O carboxylate anion bền cân bằng chuyển dịch về phía tạo H+ 11
V.1. Tính acid • Gốc R chứa nhóm thế hút điện tử tính acid tăng • Gốc R chứa nhóm thế đẩy điện tử tính acid giảm •Tính acid: CH3 H CH3 CH3-COOH H3C C COOH < H3C C COOH < H3C C COOH < CH3 H H H H H O O O O O O C H C C O > > OH 12 OH
Tính acid của các acid: F3C-COOH (pKa 0.23) > Cl3C-COOH (0.66) > Cl2CH-COOH (1.25) > NO2-CH2-COOH (1.68) > NC-CH2-COOH (2.47) > F-CH2-COOH (2.57) > Cl-CH2-COOH (2.87) > Br-CH2-COOH (2.90) > HO-CH2-COOH (3.83) > HCOOH (3.75) > CH3COOH (4.76) > CH3CH2COOH (4.87) > (CH3)3C-COOH (5.03) 13
* Acid béo không no: • Tính acid mạnh hơn acid no cùng mạch C (do C=C có –I) • Nối đôi C=C càng gần –COOH thì tính acid càng mạnh • Tuy nhiên: nếu C=C liên hợp với C=O trong – COOH thì tính acid giảm do +C của C=C!!! • Tính acid: CH3-CH=CH-CH2-COOH (pKa 4.48) > CH2=CH-CH2-CH2-COOH (4.68) > CH3-CH2-CH=CH-COOH (4.83) 14
• Nối ba C≡C cho dù ở vị trí liên hợp với C=O thì vẫn làm tăng mạnh tính acid (khác C=C): do –I của C≡C mạnh & chỉ có 1 lkết π của C≡C cho +C liên hợp với C=O, lkết π còn lại cho –I nhưng không có +C!!! • Tính acid: CH≡C-COOH (pKa 1.84) > CH3-C≡C-COOH (2.60) > CH2=CH-COOH (4.25) 15
* Acid có vòng thơm: •Tính acid H-COOH (pKa 3.75) > C6H5-COOH (4.18) do +C của C6H5- mạnh hơn –I •Tính acid tùy thuộc bản chất & vị trí nhóm thế: o-NO2-C6H5-COOH > p- > m- • Halogen cho –I > +C o-Cl-C6H5-COOH > m- > p- 16
V.2. Phản ứng thế nhóm –OH của acid a. Phản ứng tạo acid chloride O O H3C C + PCl3 + H3PO3 H3C C O-H Cl O O H3C C + PCl5 + POCl3 + HCl H3C C O-H Cl O O H3C C + SOCl2 H3C C + SO2 + HCl O-H Cl 17
b. Phản ứng tạo amide O O O to H3C C + NH3 H3C C H3C C + H2O O-NH4+ O-H NH2 c. Phản ứng tách nước tạo anhydride O O O H3C C P2O5 + H3C C H3C C O + H2O O-H O-H H3C C O 18
d. Phản ứng tạo ester H2SO4 R C OH + R'-OH R C O-R' + H2O O O R C Cl + R'-OH R C O-R' + HCl O O O RC + R'-OH O R C O-R' + RCOOH RC O O • Khả năng phản ứng: RCO-Cl (không cần xúc tác) > (RCO)2O (không cần xúc tác) > RCOOH • Khả năng phản ứng: alcohol bậc 1> bậc 2> bậc 3 HCOOH > CH3COOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > R3CCOOH 19
V.3. Phản ứng thế Hα (Hell-Vohard-Zelinsky) HO HCC H O-H Hα linh động có thể tham gia phản ứng thế (xúc tác PBr3, PCl3, P) RO RO PBr3 R' C C + HBr + Br2 R' C C H O-H Br O-H O O O Cl2 Cl2 O Cl2 H3C C ClH2C C Cl2HC C Cl3C C P P O-H P O-H O-H O-H 20