Bài giảng chuyên đề Hóa hữu cơ: Chuyên đề 3 - Nguyễn Thị Hiển

Chia sẻ: Tại Tâm | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

123
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng chuyên đề Hóa hữu cơ - Chuyên đề 3: Dẫn xuất halogen và ancol-phenol. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Các khái niệm, các phản ứng điều chế, phản ứng thế ái nhân của dẫn xuất halogen SN1 và SN2, phản ứng tách HX (X: halogen, OH), tính linh động của H trong nhóm –OH, phản ứng oxi hóa ancol. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng chuyên đề Hóa hữu cơ: Chuyên đề 3 - Nguyễn Thị Hiển

BÀI GIẢNG CHUYÊN ĐỀ HÓA HỮU CƠ Dùng cho các lớp học hè Giảng viên: Nguyễn Thị Hiển Bộ môn Hóa học, khoa Môi trường 1
Chuyên đề 3: DẪN XUẤT HALOGEN VÀ ANCOLPHENOL Nội dung: 1. Các khái niệm 2. Các phản ứng điều chế 3. Phản ứng thế ái nhân của dẫn xuất halogen SN1 và SN2 4. Phản ứng tách HX (X: halogen, OH) 5. Tính linh động của H trong nhóm –OH 6. Phản ứng oxi hóa ancol 2
1. Các khái niệm: + Dẫn xuất halogen: HCHC trong phân tử có 1 hoặc nhiều nguyên tử của 1 hoặc nhiều nguyên tố halogen. Ví dụ: CH3Cl ; CHCl3 ; CH2=CHCl ; C6H5Br ; + Ancol: HCHC trong phân tử có nhóm chức OH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no. Ví dụ: ancol no: CH3OH , CH3CH2OH, ancol không no CH2=CHCH2OH, Ancol vinylic ancol thơm: C6H5CH2OH Ancol benzylic + Bậc của dx halogen và ancol: Là bậc của nguyên tử cacbon liên kết với nhóm halogen hay nhóm OH đó. 3
+ Phenol: HCHC trong phân tử có nhóm chức OH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của vòng thơm (điển hình là vòng benzen). C6H5OH, pCH3C6H4OH, pCH2=CHC6H4OH Nhận dạng phenol và ancol thơm: CH3 OH OH OH OH CH2OH H3C CH2OH H3C CH3 Ancol Phenol Phenol Phenol Ancol Phenol thơm thơm 4
+ Phân loại ancol:  Ancol đơn chức: hợp chất có có 1 nhóm OH liên kết với nguyên tử C no. VD: CH3OH; C6H5CH2OH; CH2=CHCH2OH  Ancol đa chức: hợp chất có từ 2 nhóm OH trở lên liên kết với các nguyên tử C no. VD: HOCH2CH2OH; HOCH2CH2CH2OH  Poliancol: ancol đa chức có nhiều nhóm OH liên kết với các nguyên tử C cạnh nhau. VD: HOCH2CH2OH 5
2. Các phản ứng điều chế Hợp Dẫn xuất Ancol Phenol chất halogen Các pư 1. Phản ứng SR 1. Dx Halogen + NaOH 1. Dx halogen điều 2. Phản ứng AE 2. Este + NaOH + NaOH chế 3. Andehit/xeton + H2 2. Oxi hóa 3. Phản ứng SE cumen. 4. HC cacbonyl + HC cơ magie 5. Hidrat hóa anken Ví dụ: hoàn thành các phản ứng sau: a. CH4 + Br2 e. HCHO + H2 b. CH2=CHCH3 + Cl2 500 o C g. CH2=CHCH3 + H2O c. CH2=CHCH3 + Br2 h. C6H5Br + NaOHđặc 6 d. CH2=CHCH2Cl + NaOH
2. Các phản ứng điều chế Ví dụ: hoàn thành các phản ứng sau: a. CH4 + Br2 CH3Br + HBr 500oC b. CH2=CHCH3 + Cl2 CH2=CHCH2Cl + HCl c. CH2=CHCH3 + Br2 CH2BrCHBrCH3 d. CH2=CHCH2Cl + NaOH CH2=CHCH2OH + NaCl e. HCHO + H2 CH3OH g. CH2=CHCH3 + H2O CH3CH(OH)CH3 h. C6H5Br + NaOHđặc C6H5OH + NaBr 7
PP điều chế ancol từ hợp chất cacbonyl và hợp chất cơ magie RMgX OMgX +H2O OH C O + C C R R Điều chế ancol bậc 1: Dùng HCHO + RMgCl Điều chế ancol bậc 2: Dùng RCHO + RMgCl Điều chế ancol bậc 3: Dùng xeton + RMgCl Sơ đồ chung: 1. + RMgX C=O C OH 2. + H2O 8 R
Bài tập áp dụng 1: tổng hợp các ancol sau bằng pư của hợp chất cacbonyl và hợp chất cơ magie a. Butanol b. Butan2ol c. 2metylbutanol d. 2metylpropan2ol 9
a. Butanol CH3CH2CH2CH2OH Đây là ancol bậc 1. Điều chế bằng pu của andehit HCHO và hợp chất RMgCl. Như vậy R là gốc 3 cacbon C3H7 HCH=O + CH3CH2CH2MgCl CH3CH2CH2CH2OMgCl CH3CH2CH2CH2OMgCl + H2O CH3CH2CH2CH2OH + MgOHCl Sơ đồ: 1. + CH3CH2CH2MgCl HCH=O CH3CH2CH2CH2OH 2. + H2O 10
3. Phản ứng thế ái nhân của dẫn xuất halogen * Tổng quát: C X + Y C Y + X Y thường là các bazo như HO * Cơ chế SN1: 2 giai đoạn ChËm * Giai đoạn 1 C X C + X Cacbocation nhanh * Giai đoạn 2 C + Y C Y 11
Điều kiện phản ứng SN1: + Dung môi phân cực + Dẫn xuất bậc cao phản ứng dễ hơn bậc thấp (liên kết C X càng phân cực phản ứng càng dễ) Trạng thái chuyển tiếp Trạng thái Sản phẩm chuyển tiếp trung gian 12
* Cơ chế SN2: 1 giai đoạn Y + C X Y C X Y C + X tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp Rất kém bền Điều kiện phản ứng SN2: + Dung môi phân cực + Dẫn xuất bậc thấp phản ứng dễ hơn bậc cao (liên kết C X càng liên kết với ít gốc hidrocacbon thì tác nhân Y tấn công càng dễ dàng) 13
14
Kết luận: thông thường + Dẫn xuất halogen bậc 1: phản ứng theo cơ chế SN2 + Dẫn xuất halogen bậc 3: phản ứng theo cơ chế SN1 + Dẫn xuất halogen bậc 2: phản ứng theo cả 2 cơ chế nhưng cơ chế SN1 dễ hơn SN2 15
Bài tập áp dụng 2 Khi thực hiện phản ứng thủy phân các dẫn xuất halogen dưới đây trong môi trường kiềm. Cho biết cơ chế chi tiết của các phản ứng và tiểu phân trung gian được tạo thành là cacbocation hay trạng thái chuyển tiếp. a. etylclorua b. 2clopropan c. tertbutylclorua d. vinylclorua e. allylclorua 16
Bài tập áp dụng 2 a. Etylclorua CH3CH2Cl + Đây là dẫn xuất halogen bậc 1, khi thủy phân thường xảy ra theo cơ chế SN2. + Phản ứng: CH3CH2Cl + NaOH CH3CH2OH + NaCl + Cơ chế: CH3 HO + C2H5 Cl HO CH2 Cl HO CH2CH3 tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp + Cl 17
Bài tập áp dụng 2 CH3CHCH3 Cl b. 2clopropan + Đây là dẫn xuất halogen bậc 2, khi thủy phân có thể xảy ra theo cơ chế SN1 hoặc SN2. + Phản ứng: CH3CHCH3 + NaOH CH3CHCH3 + NaCl Cl OH + Cơ chế SN1: CH3CHCH3 CH3CHCH3 Cl Giai đoạn 1: Cl cacbocation Giai đoạn 2: CH3CHCH3 OH CH3CHCH3 OH + Cơ chế SN2: CH3 CH3 CH3 HO CH Cl Cl HO + CH Cl HO CH CH3 CH3 CH3 18 tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp
d. vinylclorua CH2=CHCl + Đây là dẫn xuất halogen bậc 2, nhưng –Cl liên kết với nguyên tử C không no, liên kết CCl phân cực kém vì vậy phản ứng thế xảy ra khó theo cả cơ chế SN1 và SN2. .. CH2=CHCl Hiệu ứng –C của liên kết đôi C làm giảm tính phân cực của + Phản ứng: liên kết CCl CH2=CHCl + NaOH CH2=CHOH + NaCl CH3CHO 19
4. Phản ứng tách HX Dẫn xuất halogen tách HX (X: Br, Cl) bằng tác nhân kiềm trong ancol. Ancol tách H2O bằng tác nhân axit H2SO4 đặc. Dẫn xuất kiÒm-ancol C C C C +HX halogen H X Ancol H2SO4 ®Æc C C OH o C C + H2O 170 C H Quy luật tách: Sản phẩm chính của phản ứng tách tuân theo quy tách Zaixep. Ancol có thể tách nước ở nhiệt độ thấp hơn tạo thành ete. H2SO4 R-OH +HO-R R-O-R +H20 2O 0 140 C ete