zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Tài liệu học tập Hoá học hữu cơ: Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:204

Báo xấu

16
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu học tập "Hoá học hữu cơ" Phần 2 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: aldehyd - ceton - quinon; acid carboxylic và dẫn chất; amino acid - peptid - protein; hợp chất dị vòng - khái niệm alcaloid;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu học tập Hoá học hữu cơ: Phần 2

Chương 7 ALDEHYD - CETON - QUINON MỤC TIÊU 1. Vận dụng các quy tắc về danh pháp (IUPAC, thông thường) để đọc tên và viết công thức cấu tạo của aldehyd và ceton. 2. Viết các phản ứng tổng hợp aldehyd và ceton từ alken, alkyn, hydrocarbon thơm và alcol. 3. Giải thích tính chất hóa học đặc trưng của aldehyd và ceton, bao gồm phân biệt được aldehyd và ceton bằng phản ứng hóa học. 4. Trình bày được ứng dụng của aldehyd, ceton, quinon trong ngành dược. 5. Viết được sơ đồ một số dãy chuyển hóa 4 giai đoạn. Aldehyd, ceton, quinon là những hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử chứa nhóm carbonyl >C=O. 250
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon NỘI DUNG 7.1. Aldehyd-Ceton 7.1.1. Cấu tạo Nhóm chức -CHO: nhóm chức aldehyd H C H R C H Ar C H O O O Nhóm chức >C=O: nhóm chức ceton R C R' Ar C R Ar C Ar' O O O Gốc R, R’: alkyl, aryl,… (no, chưa no, thơm, vòng không thơm…). 7.1.2. Danh pháp 7.1.2.1. Danh pháp aldehyd - Danh pháp thông thường: Gọi theo tên acid theo hai cách sau: 251
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ + Thay acid = aldehyd. + Đổi tận cùng ic (trong tên acid) = aldehyd - Danh pháp IUPAC + Khi có 1 nhóm -CHO gắn vào mạch chính: Mạch chính là mạch dài nhất chứa nhóm -CHO. Đánh số 1 từ C của -CHO. Tên aldehyd = Tên hydrocarbon tương ứng với mạch chính + al Khi có trên 2 nhóm -CHO gắn vào mạch chính hoặc nhóm -CHO gắn vào vòng Tên aldehyd = Tên hydrocarbon tương ứng với mạch chính + carbaldehyd (không có –CHO) Ví dụ: H CHO CH3 CHO CH3 CH2 CHO OHC CH2 CH2 CH2 Methanal Ethanal Propanal Pentan-1,5-dial 1 2 3 4 OHC CH2 CH2 CH C CH3 CH CH CHO C6H5 CH CH CHO CHO But-2-enal 3-Phenyl propenal Butan-1,3,4-tricarbalde CHO CH3 CH2 CHO OHC CH2 CH2 CH2 CHO al Propanal Pentan-1,5-dial 1 2 3 4 OHC CH2 CH2 CH CH2 CHO C6H5 CH CH CHO CHO 3-Phenyl propenal Butan-1,3,4-tricarbaldehyd 252
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon + Khi trong phân tử có nhóm chức được ưu tiên hơn, nhóm -CHO là nhóm thế, đọc là “formyl” hoặc “oxo” nếu đứng cuối mạch. OHC CH2 CH2 COOH acid 4-oxobutanoic acid 3-formylpropanoic 7.1.2.2. Danh pháp ceton - Danh pháp thông thường Tên ceton = tên 2 gốc hydrocarbon liên kết với nhóm >C=O + ceton Ceton thơm: tiếp vĩ ngữ phenon. Ví dụ: - Danh pháp quốc tế (IUPAC) + Mạch chính là mạch C dài nhất chứa nhóm >C=O. 253
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ + Đánh số từ C đầu mạch gần nhóm >C=O nhất, đọc tên các gốc R theo thứ tự chữ cái. Tên ceton = tên hydrocarbon tương ứng + vị trí nhóm >C=O + on Ví dụ: 7.1.3. Các phương pháp tổng hợp Một số aldehyd và ceton có trong tự nhiên như vanilin, aldehyd cinamic, hormon trong cơ thể người như cortison, progesteron, testosteron. Phần lớn các aldehyd và ceton thu được từ tổng hợp hóa học theo các phương pháp sau: 7.1.3.1. Từ hydrocarbon không no - Từ alken qua các phản ứng: + Ozon hóa O O R-CHO R CH CH R' + O3 R HC CH R' + H 2 O2 O R'-CHO R R'' O O O3 R-CO-R' C C R'RC + H 2 O2 CR''R''' R' R''' O R''-CO-R''' 254
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon Tổng hợp oxo (phản ứng Rouelle - hydroformyl hóa) Từ alkyn: hydrat hóa acetylen và các đồng đẳng (phản ứng Kuserop) 7.1.3.2. Từ hydrocarbon thơm Phản ứng Friedel - Craft tạo ceton thơm. 7.1.3.3. Từ alcol Oxy hóa alcol bậc nhất tạo aldehyd, oxy hóa alcol bậc 2 tạo ceton với các tác nhân oxy hóa như: 7.1.3.4. Điều chế từ acid carboxylic và dẫn chất Khử hóa các acid carboxylic và dẫn chất. 255
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ 7.1.4. Tính chất hóa học 7.1.4.1. Phản ứng cộng hợp vào nhóm carbonyl (AN) Trong phân tử aldehyd và ceton nhóm carbonyl phân cực, trở thành trung tâm phản ứng cộng hợp nucleophile của các hợp chất này. Phản ứng cộng hợp nucleophile là phản ứng đặc trưng của nhóm carbonyl, cơ chế phản ứng được trình bày cụ thể ở chương 1. Các nhóm thế đẩy electron hoặc cản trở không gian làm giảm khả năng phản ứng. 256
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon Sơ đồ chung: a. Cộng hợp nước Sản phẩm hydrat (gem-diol) không bền, không tách ra được. Nếu có nhóm hút electron mạnh tại gốc R của aldehyd (ceton) thì gem-diol bền vững, phần lớn hydrat phản ứng tạo lại hợp chất carbonyl ban đầu. b. Cộng hợp alcol Phản ứng xảy ra với xúc tác acid. 257
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ Ceton không tác dụng trực tiếp với alcol để tạo cetal. Để điều chế cetal, cho ceton tác dụng với ester của acid orthoformic. Ceton (aldehyd) tác dụng với diol tạo cetal (acetal) vòng. Ứng dụng của acetal (cetal) trong tổng hợp hữu cơ: bảo vệ nhóm carbonyl trong các phản ứng hóa học. 258
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon c. Cộng hợp acid cyanhydric d. Cộng hợp natri bisulfit e. Cộng hợp acid fucxinosulfurơ (thuốc thử Schiff): Các aldehyd (và một số ceton đầu dãy) cộng hợp với thuốc thử Schiff cho màu hồng tím. 259
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ f. Phản ứng ngưng tụ với các hợp chất H2N-G (G: OH, NH-C6H5, NHCONH2…) - Aldehyd (ceton) cộng hợp với các hợp chất có công thức chung H2N-G tạo ra các hợp chất kết tinh, có nhiệt độ nóng chảy xác định. Xúc tác phản ứng là acid vô cơ, tạo môi trường đủ proton hóa nguyên tử oxy của nhóm carbonyl, tạo điều kiện cho tác nhân nucleophile tấn công dễ dàng. 260
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon - Cộng hợp với ylide (phản ứng Wittig) - Cộng hợp các hợp chất cơ magnesi RMgX tạo alcol các bậc 7.1.4.2. Phản ứng oxy hóa 261
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ a. Aldehyd: Các aldehyd rất dễ bị oxy hóa bởi các tác nhân như thuốc thử Tollens, thuốc thử Fehling, KMnO4, K2Cr2O7 / H2SO4, CrO3, HNO3… tạo acid tương ứng. Phản ứng này không xảy ra với aldehyd thơm. b. Ceton: Ceton khó bị oxy hóa, không phản ứng với thuốc thử Tollens và thuốc thử Fehling. Ceton phản ứng với các tác nhân oxy hóa mạnh (KMnO4, K2Cr2O7 /H2SO4, CrO3, HNO3), bị oxy hóa, tạo thành hỗn hợp các acid. Sản phẩm chính có nhóm carbonyl liên kết với gốc nhỏ hơn. 262
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon Sản phẩm chính Phản ứng oxy hóa Baeyer-Villiger: 7.1.4.3. Phản ứng khử Tác nhân khử khác nhau sẽ cho các sản phẩm khác nhau. a. Khử thành alcol Aldehyd bị khử tạo alcol bậc 1, ceton bị khử tạo alcol bậc 2. Nếu khử bằng H2 với xúc Ni, Pt hoặc Pd, nhiệt độ và áp suất cao thì khử được cả các liên kết bội trong phân tử. Khử bằng hydrid của kim loại hoạt động như LiAlH4, NaBH4. Trong đó LiAlH4 khử được các liên kết bội phân 263
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ cực, không khử được các liên kết bội trong alken, alkyn. NaBH4 chỉ khử được nhóm carbonyl. NaBH4 được sử dụng để khử các hợp chất carbonyl không no thành alcol không no. b. Khử thành hydrocarbon 264
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon c. Khử hóa thành pinacol 7.1.4.5. Phản ứng của gốc hydrocarbon Phản ứng của nguyên tử Hα: Nhóm carbonyl phân cực làm tăng tính acid của nguyên tử H ở vị trí α. Các nguyên tử H ở Cα linh động tham gia các phản ứng sau: - Phản ứng thế halogen. - Phản ứng tạo haloform. - Phản ứng Mannich (phản ứng aminomethyl hóa). a. Phản ứng thế halogen Với ceton có Hα ở cả 2 vị trí Cα, phản ứng thế xảy ra ở nguyên tử C có nhiều H hơn. 265
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ b. Phản ứng tạo haloform: Acetaldehyd và các methyl ceton phản ứng với halogen trong môi trường kiềm tạo sản phẩm là haloform. c. Phản ứng Mannich (phản ứng aminomethyl hóa): Ceton có nguyên tử Hα linh động, tác dụng với hỗn hợp formaldehyd và amin bậc 2 trong môi trường acid tạo thành hợp chất có gắn thêm nhóm alkylamino methyl vào phân tử ceton. 7.1.5. Ứng dụng trong ngành dược Nhiều aldehyd có trong tự nhiên được sử dụng từ lâu đời với nhiều công dụng. Vỏ cây quế được sử dụng từ thời 266
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon nguyên thủy để điều trị bệnh tiểu đường ở Trung Quốc và Ấn Độ. Bản chất chống bệnh tiểu đường của quế là do sự hiện diện của aldehyd cinnamic, sử dụng với các liều lượng khác nhau làm giảm đáng kể mức đường huyết và đồng thời làm tăng mức insulin huyết tương. Ngoài tác dụng này, aldehyd cinnamic còn có tác dụng chống vi khuẩn, chống nấm. Với mùi hương đặc trưng, aldehyd cinnamic được sử dụng như một chất tạo hương, chủ yếu được thêm vào thực phẩm và thuốc để nâng cao chất lượng về hương thơm và mùi vị, ví dụ như các loại đồ uống giải khát dạng lỏng, kem, kẹo cao su và kẹo. Aldehyd cinamic cũng được sử dụng trong nước hoa để tạo hương. Ngoài aldehyd cinnamic, vanilin có trong quả cây vanin được sử dụng rộng rãi làm chất phụ gia, bổ sung hương thơm trong các loại đồ ăn, đồ uống, bánh kẹo, nước hoa… Với nhu cầu sử dụng lớn, vanilin hiện nay chủ yếu được tổng hợp bằng phương pháp hóa học. Trong ngành dược, vanilin được sử dụng như một tá dược tạo hương thơm để giảm mùi khó chịu của một số thành phần trong thuốc. Ngoài ra, vanilin còn được sử dụng như một bài thuốc giảm đau, kháng viêm, điều trị các chứng đau răng và viêm loét dạ dày; giúp cải thiện tình trạng khó ngủ, mất ngủ, trầm cảm và lo lắng. Trong kiểm nghiệm dược phẩm, vanilin là thuốc thử để định tính phát hiện các hợp chất có nhóm amino. 267
TLHT HÓA HỌC HỮU CƠ Formaldehyd được tổng hợp từ methanol, có tính sát khuẩn cao nên trong y học sử dụng để diệt khuẩn, sát trùng và làm dung môi để bảo vệ các mẫu thí nghiệm, các cơ quan trong cơ thể con người, ướp xác… Tuy nhiên, đây là hóa chất rất độc, có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng với da, hệ hô hấp, hệ máu và các nhiễm sắc thể. Trong phòng thí nghiệm, aceton được sử dụng là dung môi hòa tan các chất trong phản ứng hữu cơ, dung môi chạy sắc ký, dung môi chiết xuất dược liệu. 7.2. Quinon 7.2.1. Cấu tạo và danh pháp O O CH3 O O O O 1,4-benzoquinon 2-methyl 1,4-benzoquinon 1,2-benzoquinon p-benzoquinon Toluquinon o-benzoquinon Quinon là những diceton liên hợp có cấu tạo vòng, ví dụ cyclohexadiendion. Tên quinon thường được gọi theo 268
Chương 7. Aldehyd - Ceton - Quinon dẫn xuất của hệ thơm: benzoquinon từ benzen, toluquinon từ toluen, naphtoquinon từ naphtol. Quinon được điều chế từ các phương pháp oxy hóa diphenol, amin thơm, aminophenol hoặc các hydrocarbon thơm đa nhân ngưng tụ với tác nhân oxy hóa như Na2Cr2O7/ H2SO4, FeCl3, CrO3,… Về tính chất hóa học, quinon có tính chất của ceton (cộng hợp nucleophile), phản ứng của hợp chất không no liên hợp (như cộng hợp brom), phản ứng khử với Sn/HCl, HI. 7.2.2. Ứng dụng trong ngành dược Các quinon có mặt nhiều trong các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao như coumarin, flavonoid, iso flavonoid,… Ví dụ các coumarin (2H-1-benzopyran-2-on) là lớp lớn nhất của các dẫn xuất 1-benzopyran, được tìm thấy chủ yếu ở thực vật bậc cao. Hầu hết các coumarin tự nhiên được oxy hóa ở C-7, do đó các dẫn chất coumarin đều xuất phát từ umbelliferon (7-hydroxycoumarin). Coumarin xuất hiện rất nhiều trong các họ thực vật khác nhau, ví dụ: Apiaceae, Asteraceae, Fabaceae, Lamiaceae, Moraceae, Poaceae, Rutaceae và Solanaceae. Tuy nhiên, Apiaceae và Rutaceae là hai họ thực vật cung cấp coumarin quan trọng nhất. Nhiều coumarin được sử dụng trong các chế phẩm chống nắng để bảo vệ da chống lại ánh nắng mặt trời, vì các hợp chất này hấp thụ bức xạ UV sóng ngắn (280 - 315 nm), có hại cho da người, nhưng truyền bức xạ UV sóng dài 269

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.