Hóa Học Hữu Cơ - Chương 9

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

139
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CÁC DẪN XUẤT HALOGEN I.Phân loại Các hydrocarbon trong đó 1 hay nhiều H được thay bằng nguyên tử halogen • Halogenoalkane: ví dụ CH3-CH2-CH2-Cl • Halogenoalkene: ví dụ CH2=CH-CH2-CH2-Cl •Halogenoalkyne: ví dụ CH≡C-Cl

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hóa Học Hữu Cơ - Chương 9

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
CÁC DẪN XUẤT HALOGEN Chương 9: I.Phân loại Các hydrocarbon trong đó 1 hay nhiều H được thay bằng nguyên tử halogen • Halogenoalkane: ví dụ CH3-CH2-CH2-Cl • Halogenoalkene: ví dụ CH2=CH-CH2-CH2-Cl •Halogenoalkyne: ví dụ CH≡C-Cl • Halogenoarene: ví dụ C6H5-Cl Cl • Halogenocycloalkane: ví dụ 2
II. Danh pháp II.1. Tên thông thường (dành cho dẫn xuất đơn giản) Gốc alkyl + halide (halogenua) Ví dụ: CH3-CH2-CH2-CH2-Br n-butyl bromide (bromua) (CH3)2CH-Cl isopropyl chloride (CH3)2CH-CH2-Cl isobutyl chloride C6H5-CH2-Cl benzyl chloride 3
II.2. Tên IUPAC • Halogen được xem là nhóm thế halo: chloro-, bromo-, iodo-, fluoro- • Chọn mạch dài nhất chứa halogen làm mạch chính • Đánh số sao cho nhóm thế có chỉ số nhỏ nhất, bất kể là halo- hay alkyl- • Khi có nhiều nhóm thế giống nhau, dùng các tiếp đầu ngữ di-, tri-, tetra- 4
• Nếu có nhiều nhóm thế halo khác nhau, sắp xếp theo thứ tự alphabetical • Nếu mạch chính có thể đánh số từ 2 đầu, ưu tiên nhóm đứng trước theo thứ tự alphabetical H3C CH3 CH3 CH3 CH3-C-C-CH3 CH3-CH2-C-CH2-CH-CH3 Cl Br Br 2-bromo-3-chloro-2,3-dimethylbutane 4-bromo-2,4-dimethylhexane 5
III. Các phương pháp điều chế III.1. Halogen hóa alkane CH3 CH3 CH3 25 oC + H3C C CH3 H3C C CH3 + Cl2 H3C C CH2Cl H Cl hν H 36% 64% CH3 CH3 CH3 127 oC + H3C C CH3 H3C C CH3 + Br2 H3C C CH2Br H Br hν H 99% 1% 127 oC CH3-CH2-CH3 + Br2 CH3-CH2-CH2-Br + CH3-CHBr-CH3 hν 3% 97% 6
III.2. Cộng hợp halogen hay HX vào alkene, alkyne CCl4 H2C CH2 + Br2 H2C CH2 Br Br CH3OH H2C CH2 + Br2 H2C CH2 Br OCH3 H2O H2C CH2 + Br2 H2C CH2 Br OH HBr CH3-CH=CH-CH2-CH3 CH3-CH-CH-CH2-CH3 Br Có mặt peroxide: CH3-CH=CH2 + HBr CH3-CH2-CH2-Br 7
III.3. Halogen hóa arene X xt + HX + X2 Xúc tác: AlCl3, FeBr3, ZnCl2… CH3 CH2Cl CHCl2 CCl3 Cl2 Cl2 Cl2 140-160 oC 130 oC >180 oC 8
III.4. Đi từ alcohol a.Tác nhân HX H2SO4 CH3-CH2-Br + H2O + HBr CH3-CH2-OH ZnCl2 CH3-CH2-Cl + H2O + HCl CH3-CH2-OH b. Tác nhân PX3, PX5, SOCl2 pyridine R-Cl + H3PO3 R-OH + PCl3 pyridine R-Cl + POCl3 + HCl R-OH + PCl5 pyridine R-Cl + SO2 + HCl R-OH + SOCl2 9
IV. Tính chất vật lý (tự đọc) •To s của R-X bậc 1 > bậc 2 > bậc 3 • Chỉ tan tốt trong dung môi hữu cơ & không tan trong nước V. Tính chất hóa học V.1. Đặc điểm chung δ− δ+ R-CH2-CH2 Cl • Độ âm điện của Cl >> C C-Cl phân cực mạnh R-Cl có hoạt tính cao •Trong dãy halogen, khả năng tách X: -I > -Br > -Cl > -F Năng lượng phân ly liên kết C-I nhỏ nhất, bán kính nguyên tử I lớn nhất 10
Dẫn xuất R-X được chia thành 3 nhóm : a. R-X hoạt động mạnh nhất Dẫn xuất bậc 3, dẫn xuất mà C-X liên kết với nhóm vinyl hay aryl carbocation bền nhất CH3 CH3 H3C C Br H3C C+ -Br- CH3 CH3 +I, +H C Br C+ - -Br +C > -I + CH2=CH-CH-Br CH2=CH-CH -Br- 11 +C > -I
a.Nhóm hoạt động yếu hơn nhóm a • R-X bậc 1: CH3-CH2-CH2-CH2-Br • Nhóm không no nằm xa ntử halogen: CH3-CH=CH-CH2-CH2-Br a.Nhóm hoạt động yếu • Nguyên tử halogen liên kết trực tiếp với liên kết đôi, liên kết ba, vòng thơm H3C CH CH Cl +C>-I Cl +C>-I +C của X làm cho C-X bền khó phân cực, khó tách 12
V.2. Phản ứng thế ái nhân R-X + Y- R-Y + X- • Dẫn xuất bậc 1 SN2 • Dẫn xuất bậc 3 SN1 • Phản ứng thủy phân R-X R-X + OH- R-OH + X- CH3-CH2-Br + OH- CH3-CH2-OH + Br- 13
• Phản ứng tạo ether (Williamson) R-X + R’-O- R-O-R’ + X- CH3-CH2-Br + CH3-O- CH3-CH2-O-CH3 • Phản ứng tạo amine R-X + NH3 R-NH2 + HX CH3-CH2-Br + NH3 CH3-CH2-NH2 + HBr CH3-CH2-CH2-CH2-NH2 + CH3-CH2-Br CH3-(CH2)3-NH-C2H5 + HBr 14
• Phản ứng tạo nitrile R-X + KCN R-C≡N + KX CH3-CH2-Br + CN- CH3-CH2-CN + Br- •Lưu ý: R-CN dễ bị thủy phân trong nước tạo R-COOH 15
V.3. Phản ứng tách loại CH3-CH-CH-CH3 KOH/ethanol CH3-CH=CH-CH3 to H Br • Gốc R có bậc càng cao, hay base càng mạnh thì tách loại càng chiếm ưu thế to thöôøng CH3-CH2-CH2-O-C2H5 + C2 H5 O - CH3-CH2-CH2-Br CH3 CH3 C 2H 5 O - H3C C Br H 2C C to cao CH3 CH3 16
V.4. Phản ứng với kim loại-Hợp chất Grignard CH3-CH2-Br + Na CH3-CH2-CH2-CH3 + NaBr Quan trọng: phản ứng với magnesium ether khan R-Mg-X R-X + Mg δ− δ+ C-MgX phân cực rất mạnh, rất dễ C Mg Br tạo R- base rất mạnh & tác nhân ái nhân rất mạnh 17
V.4.1. Phản ứng với H linh động CH3-CH2-MgBr + HOH CH3-CH3 + HO-MgBr CH3-CH2-MgBr + ROH CH3-CH3 + RO-MgBr CH3-CH2-MgBr + RNH2 CH3-CH3 + RNH-MgBr CH3-CH2-MgBr + RCOOH CH3-CH3 + RCOO-MgBr CH3-CH2-MgBr + RC≡CH CH3-CH3 + R-C≡C-MgBr 18
V.4.2. Phản ứng với carbonyl δ− δ− δ+ O-MgBr O H2O /H+ CH3-CH2-MgBr + H C C H H3C C H 3 δ+ C2H5 OH + HO-MgBr H3C C H C2H5 • Phản ứng với HCHO alcohol bậc 1 • Với aldehyde alcohol bậc 2 •Với ketone alcohol bậc 3 19
V.4.3. Phản ứng với CO2 δ− δ+ H2O /H+ δ− δ+ C2H5-COOH + HO-MgBr C2H5-C-O-MgBr CH3-CH2-MgBr O C O O V.4.4. Phản ứng với nitrile δ− δ+ H2O /H+ δ+ δ− R C N MgBr CH3-CH2-MgBr + R-C N C2H5 R C NH H2O /H+ R C O C2H5 C2H5 Khả năng phản ứng: nitrile > ketone chỉ khi dư Grignard phản ứng tiếp với ketone tạo alcohol20 bậc 3