Thế hóa mình bắt đầu học từ chương 5 halogen

-Tính chất: Vật lí: Kém bền nhiệt, dễ cháy, ít tan trong nước. -Hóa học: Phản ứng không hoàn toàn, xảy ra theo nhiều hướng.

  1. Phân loại
  2. Danh pháp các hợp chất hữu cơ 2 danh pháp thông thường
  3. không tuân theo bất kì nguyên tắc nào

Axit fomic HCOOH Fomica: con kiến Axit axetic CH 3 COOH Acetus: giấm

h p chấất hợ ữu c ơ

không vòng

no

không no

vòng

đôồng vòng

th mơ

không th mơ

d vòngị

th mơ

không th mơ

h p chấất h u cợ ữ ơ

hydrocacbon

no

không no

th mơ

DX c a hydrocacbonủ

DX halogen

DX ch a Oxyứ

DX ch a Nitoứ

2.2 tên thay thế- danh pháp quốc tế:

Cấu trúc gồm 3 phần:

Đầu + Thân + Đuôi Nhánh Mạch chính Nối đa Nhóm thế Vòng Nhóm chức

2 cách chọn mạch chính và đánh số 2.3ới hidrocacbon no -Mạch chính: dài nhất, nhiều nhánh nhất, C số 1 bắt đầu từ đầu mạch gần nhánh nhất -Mạch chính: được đánh số theo quy tắc “Tổng số trên mạch chính là nhỏ nhất”

-Mạch chính: đánh số bắt đầu gần nhánh đơn giản hơn 2.3 với hidrocac bon không no

  • mạch chính có nhiều liên kết đôi và ba nhất, đánh số bắt đầu gần liên kết đôi 2.3 với hợp chất vòng
  • Mạch chính là vòng, số bắt đầu từ C mang nhánh đơn giản nhất,số tiếp theo đánh theo quy tắc nhỏ nhất.
  • Vòng có nhiều nhóm thế hoặc nhóm chức, số bắt đầu từ C mang nhóm có khối lượng nguyên tử nhỏ nhất, số tiếp theo đánh theo quy tắc nhỏ nhất. 2.3 hợp chất có nhóm thế,nhóm chức -Mạch chính có nhóm thế, nhóm chức: số bắt đầu từ nhóm chức -Mạch chính có nhiều nhóm chức, số bắt đầu từ nhóm chức chính -Thứ tự ưu tiên nhóm chức: -COOH > -COO- > -CHO > -CO- > -OH > -NH2 > -O
  • cách biểu diển công thức chất hữu cơ

3 công thức Lewis

biểu diễn các liên kết hoặc các electron hóa trị bằng electron

3 công thức Kekule:

biểu diễn các liên kết trong phân tử bằng vạch ngang thay cho cặp electron liên kết

3 công thức phối cảnh

CHƯƠNG 1: ĐỒNG PHÂN

1 giới thiệu chung Đồng phân (isomer) là những hợp chất hữu cơ có cùng một công thức phân tử nhưng có cấu trúc hóa học khác nhau. Do đó, các đồng phân này là những hợp chất khác nhau, có các tính chất hóa học và tính chất vật lý hầu như khác nhau hoàn toàn.

  • đồng phân trong mặt phẳng, hay cồn gọi là đồng phân cấu tạo. Thường gặp nhất là các loại đồng phân sau đây:  Đồng phân về mạch carbon (chỉ khác nhau về cách sắp xếp mạch carbon), ví dụ:

 Đồng phân về vị trí nhóm chức (có cùng nhóm chức nhưng khác nhau về vị trí nhóm chức trong phân tử), ví dụ:

 Đồng phân có các nhóm định chức khác nhau về bản chất, ví dụ:

1 quy tắc cahn-ingold-prelog

Quy tắc Cahn-Ingold-Prelog được sử dụng để so sánh thứ tự ưu tiên của các nhóm thế khi gọi tên các đồng phân hình học và đồng phân quang học. Nguyên tử liên kết trực tiếp với trung tâm cần xác định được tạm gọi là “nguyên tử thứ nhất”, các nguyên tử liên kết trực tiếp với “nguyên tử thứ nhất” trong nhóm thế dược gọi là các “nguyên tử thứ hai” và cứ tiếp tục như thế. Theo quy tắc Cahn- Ingold-Prelog, “nguyên tử thứ nhất” của nhóm thế nào có số thứ tự trong bảng hệ thống tuần hoàn lớn hơn thì nhóm thế đó sẽ được ưu tiên hơn. Nếu hai nhóm thế có “nguyên tử thứ nhất” như nhau thì sẽ tiếp tục xét đến thứ tự của các “nguyên tử thứ hai’ tương ứng. Trường hợp các nguyên tử đồng vị, do có cùng số thứ tự nên so sánh dựa trên trọng lượng nguyên tử.

1 đồng phân hình học 1.3 khái niệm

Đồng phân hình học là một loại đồng phân lập thể, xuất hiện do sự phân bố khác nhau của các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử ở hai bên một “bộ phận cứng nhắc” trong phân tử.

Khái niệm “bộ phận cứng nhắc” dùng để nói lên hiện tượng hai nguyên tử không thể quay tự do xung quanh trục liên kết giữa chúng được. Ví dụ hai nguyên tử liên kết với nhau bằng các liên kết dôi như C = C, C=N và N=N không thể quay tự do xung quanh trục liên kết được, sẽ tạo thành “bộ phận cứng nhắc” trong phân tử. Tương tự như vậy, các nguyên tử hình thành các cạnh trong những hợp chất vòng no thường gặp cũng không thể quay tự do xung quanh trục liên kết, sẽ hình thành các “bộ phận cứng nhắc” trong phân tử.

Để gọi tên đồng phân hình học theo hệ danh pháp cis-trans, hai nguyên tử carbon của liên kết đôi c=c phải liên kết với một nhóm thế giống nhau.

1.3 gọi tên đồng phân hình học theo hệ danh pháp Z-E

CHƯƠNG 2: ALKANE – PHENOL

Mục lục

  1. cấu tạo chung
  2. danh pháp IUPAC 2 các alkane không phân nhánh 2 các alkane phân nhánh 2 tên các gốc alkyl
  3. phương pháp điều chế 3 Khử các dẫn xuất của halogen, alcohol, carbonyl 3 Hydro hóa alkane 3 Thủy phân hợp chất cơ kim 3 Phản ứng Wurtz 3 Đi từ muối của carboxylic acid
  4. tính chất vật lý
  5. tính chất hóa học 5 phản ứng thế H bằng halogen (Halogen hóa) 5 phản ứng nitro hóa 5 phản ứng đồng phân hóa 5 phản ứng cracking 5 phản ứng oxy hóa alkane
  6. một số ứng dụng

NỘI DUNG BÀI HỌC

  1. cấu tạo chung
  2. Alkane, hay còn được gọi là parafin, là tên gọi chưng của các hợp chất hydrocarbon no mạch hở, có công thức phân tử chung là CnH2n+
  3. Alkane đơn giản nhất là methane (CH 4 )
  4. Danh pháp IUPAC 2 các alkane không phân nhánh

Bốn alkane đầu tiên có tên thông thường là methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 7 ), và butane (C 4 H 10 ). Những tên thông thường này sau đó được chấp nhận làm tên IUPAC

2 các alkane phân nhánh

Tên Hydrocacbon+ “ane“

  • Xác định mạch chính của alkane, đó là mạch carbon dài nhất trong phân tử. Trong trường hợp có hai mạch carbon có cùng số lượng nguyên tử carbon, mạch chính là mạch chứa nhiều nhóm thế nhất.
  • Đánh số các nguyên tử carbon tên mạch chính sao cho số thứ tự của các nguyên tử carbon mang nhóm thế là nhỏ nhất (tương ứng với tổng số thứ tự nhỏ nhất).
  • * Nếu có nhiều nhóm thế giống nhau, dùng các tiếp đầu ngữ như di (2), trị (3), tetra (4) đặt trước tên các nhóm thế giống nhau
  • Các nhóm thế khác nhau được sắp xếp theo thứ tự của bảng chữ cái. Cần lưu ý là các tiếp đầu ngữ như n-, đi-, tri-, tetra-, sec-, tert- được bỏ qua khi sắp xếp các nhóm thế theo trật tự bảng chữ cái. Tuy nhiên, các tiếp đầu ngữ như ỉso, neo, cyclo không được bỏ qua.
  • Các tiếp đầu ngữ sec-, tert- chỉ được dùng khi so sánh hai nhóm thế có cùng nguyên tử carbon với nhau, ví dụ sec- butyl sẽ được xếp trước terí-butyl
  • Nếu đánh số mạch chính từ hai đầu đều cho cùng một số thứ tự của các nhóm thế, cần ưu tiên nhóm thế đi trước theo trậ t tự của bảng chữ cáỉ

2 Tên các gốc alkyl  Đối với các gốc alkyl phức tạp có thêm mạch nhánh, cần phải gọi theo tên IƯPAC dựa vào tên của alkane tương ứng. Trong trường hợp này, cần phải đánh số thứ tự của mạch carbon trong gốc alkyl từ đầu carbon gắn với mạch chính của phân tử alkane đang xét và tên của gốc alkyl có nhánh này được đặt trong dấu ngoặc đơn

dimethyl hoặc methyl sẽ đi sau ethyl haydiethyl •isopropyl đi trước methyl •tert-butyl đi trước isobutyl •sec-butyl đi trước tert-butyl

  • Không có tính chọn lọc ít => được sử dụng
  • Chỉ hiệu quả cho R-Br và R-I
  • Hiệu suất: bậc 1 (60%) > bậc 2 (40%) > bậc 3 (10%)

CH 3 CH 2 Br + CH 3 Br → CH 3 CH 2 CH 3 + CH 3 CH 3 + CH 3 CH 2 CH 2 CH 3

CH3CH 2 Br + Na → CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + NaBr

3 Đi từ muối của carboxylic acid - Điện phân dung dịch muối natri carboxylate sẽ thu được sản phẩm chính là alkane có chiều dài mạch carbon gấp đôi so với gốc alkyl ban đầu. - nhiệt phân muối carboxylate natri trong NaOH cũng sẽ thu dược alkane, chiều dài mạch carbon sẽ tương tự như gốc alky RCOONa + NaOH → R-H + Na 2 CO 3 (to ) 4. Tính chất vật lý

  • Bốn alkane đầu tiên tồn tại ở trạng thái khí trong điều kiện thông thường. Các alkane từ npentane (C5) đến rc-heptadecane (C17) bình thường tồn tại ở thể lỏng. Từ n-octadecane (C18) trở đi là các chất rắn.
  • Trọng lượng phân tử của alkane càng lớn thì nhiệt độ sôi cũng như nhiệt độ nóng chảy sẽ càng tăng. Đối với các alkane là đồng phân của nhau, alkane phân nhánh thường có nhiệt độ sôi thấp hơn alkane không phân nhánh.
  • Tính chất hóa học
  • alkane thường trơ đối với các tác nhân hóa học thông thường, do trong phân tử alkane các hóa trị của carbon đều đã bão hòa, chỉ có liên kết ơ không phân cực hoặc gần như không phân cực do các nguyên tử carbon và hydrogen có độ âm điện rất gần nhau. 5 phản ứng thế H bằng halogen ( phản ứng Halogen hóa)
  • Dưới ảnh hưởng của ánh sáng tử ngoại hoặc ở nhiệt độ cao khoảng 250-400°C
  • Phản ứng halogen hóa alkane xảy ra theo cơ chế th ế gốc tự do, bao gồm các giại đoạn khơi mào, phát triển mạch và ngắt mạch.
  • * Giai đoạn khơi mào: Dưới tác dụng của các tác nhân, một lượng nhỏ phân tử halogen X2 sẽ phân ly thành các gốc tự do halogen:
  • Giai đoạn phát triển mạch (hay còn gọi là truyền mạch): gốc tự do halogen sẽ tương tác với phần tử alkane R -H và tách một nguyên tử hydrogen từ alkane, tạo thành gốc tự đo alkyl và sinh ra một phân tử HX.
  • Giai đoạn ngắt mạch: Khi có sự va chạm giữa các gốc tự do, hoặc có sự va chạm với thành bình phản ứng, các gốc tự do chuyển thành các phân tử bền. Lúc đó chuỗi phản ứng sẽ chấm dứt.

 So sánh khả năng thay thế H

 Vận tốc tương đối khi thay thế H bậc 1:

 Vận tốc tương đối khi thay thế H bậc 2:

 Tỉ lệ vận tốc tương đối giữa H bậc 1 và H bậc 2:

 Phản ứng nitro hóa cũng xảy ra theo cơ chế thế gốc tự do, và ưu tiên thế hydrogen ở nguyên tử carbon bậc cao. Tốc độ phản ứng tăng dần từ carbon bậc một đến carbon bậc ba.  Phản ứng nitro hóa thường kèm theo sự cắt mạch carbon của alkane ban đầu, hình thành một hỗn hợp nhiều hợp chất nitroalkane khác nhau

5 phản ứng đồng phân hóa  Dưới tác dụng của xúc tác acid Lewis như AICI3 hoặc các xúc tác acid rấn trên cơ sở zeolite ồ nhiệt độ cao, các alkane mạch thẳng có thể bị đồng phân hóa thành alkane mạch nhánh ở nhiệt độ cao với sự có mặt của xúc tác AICI3.

5 phản ứng Cracking  tạo alkane có mạch cacbon ngắn hơn dưới tác dụng của xúc tác và nhiệt độ  kem theo phản ứng tách loại hydrogen và phản ứng đóng vòng  cracking nhiệt: 800OC- 1000OC  cracking xúc tác ( thường là zeolite): 500OC- 600OC 5 Phản ứng oxy hóa alkane  Ở nhiệt độ thường, alkane thường trơ đối với các tác nhân oxy hóa như KMnO 4 , K 2 CrO 4 ... ở nhiệt độ cao, alkane có thể bị oxy hóa với sự có m ặt của các tác chất cũng như các xúc tác thích hợp kèm theo sự cắt mạch carbon, hình thành các sản phẩm như alcohol, aldehyde, ketone hay carboxylic acid.  Phản ứng oxy hóa quan trọng nhất của alkane là phản ứng cháy (oxy hóa hoàn toàn). phản ứng cháy chỉ có giá trị ở lượng nhiệt tỏa ra từ quá trình cháy. Phản ứng cháy là phản ứng chính xảy ra trong các động cơ, đòi hỏi phải có nhiệt độ cao hay tia lởa để khơi mào cho phản ứìig. Do đó,

phản ứng cháy của alkane có tầm quan trọng rấ t lớn trong công nghiệp cũng như cả trong đời sống hằng ngày CHƯƠNG 3: ALCOHOL- PHENOL

MỤC LỤC

  1. ALCOHOL
  1. Câu tạo chung
  2. Danh pháp
  3. Tên thông thường
  4. Tên IUPAC
  5. Các phương pháp điều chế
  6. Cộng hợp nước vào alcohol
  7. Phản ứng hydrobo hóa - oxy hóa hình thành alcohol
  8. Khử hóa carbonyl, carboxylic acid và dẫn xuất 3.3.1. Khử bằng H 2 3.3.1. Khử bằng LiAlH 4. NaBH 4 3.3.1. Khử bằng [(CH 3 ) 2 CH-O] 3 Al trong (CH 3 ) 2 CH-OH
  9. Đi từ hợp chất Grignar
  10. Tính chất vật lý
  11. Tính chất hóa học
  12. Giới thiệu chung
  13. Tính acid- base
  14. Phản ứng tạo ether
  15. Phản ứng ester hóa
  16. Phản ứng thế nhóm -OH bởi halogen
  17. Phản ứng đề hydro hóa và oxy hóa B. PHENOL
  18. Đặc điểm chung
  19. Danh pháp
  20. Tên thông thường
  21. Tên IUPAC
  22. Các phương pháp điều chế
  23. Phương pháp điều chế trong công nghiệp 3.1. Chưng cất nhựa than đá 3.1. Thủy phân chlobenzene 3.1. Phương pháp kiềm chảy 3.1. Oxy hóa cumene

 CH 3 OH có tên gọi là carbinol, các hợp chất alcohol khác là dẫn xuất của carbinol. Ví dụ CH 3 CH 2 OH có tên gọi là methyl carbinol (ethyl alcohol) 2. Tên IUPAC  dựạ trên tên của alkane tương ứng, sau đó đổi tiếp vĩ ngữ “_ane” thành “_anol”.  Chọn mach carbon dài nhất có chứa nhóm hydroxyl (- OH) làm mạch chính.  Đánh số thứ tự sao cho nhóm hydroxyl có chỉ số nhỏ nhất.  Các nhóm th ế khác nhau được sắp xếp theo thứ tự của bảng chữ cái.  Mức độ ưu tiên thứ tự các nhóm thế khác nhau trong hệ danh pháp IUPAC được sắp xếp theo trật tự:

  1. Phương pháp điều chế
    1. Cộng hợp nước vào alkene
  2. Phản ứng cần xúc tác acid: H2SO4, H3PO
  3. Tuân theo quy tắc Markonikov
  4. Phản ứng hydrobo hóa- oxy hóa hình thành alcohol
  5. Điều chế alcohol từ alkene tương ứng
  6. Khử hóa carbonyl, carboxylic acid và dẫn xuất 3.3. Khử bằng H

 Aldehyde → alcohol bậc 1  Ketone → alcohol bậc 2

3.3. Khử bằng LiAlH 4. NaBH 4

R-COOH + LiAlH 4 → R-CH 2 -OH

R-COOH + LiAlH 4 → R+CH 2 -OH

3.3. Khử bằng [(CH 3 ) 2 CH-O] 3 Al trong (CH 3 ) 2 CH- OH

R-CHO + [(CH 3 ) 2 CH-O] 3 Al / (CH 3 ) 2 CH-OH → R-CH 2 -OH + (CH 3 ) 2 CO

  1. Đi từ hợp chất Grignar
  2. Thủy phân R-X, dẫn xuất của ester R-X + OH- → R-OH + X-
  3. Tính chất vật lý Do trong phân tử có chứa nhóm -OH có khả năng tạo liên kết hydrogen mạnh. Vì vậy, alcohol có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao hơn các hydrocarbon tương ứng. Nhóm -OH có tính ái nước, gốc alkyl có tính kỵ nước, do đó độ tan của alcohol tùy thuộc vào kích thước của gốc alkyl. Các alcohol mạch ngắn như methanol, ethanol, propanol tan tốt trong nước, độ tan trong nước của các alcohol mạch dài hơn sẽ giảm dần theo chiều dài mạch carbon. C1- C3: Tan tốt C4-C7: Tan 1 phần trong nước >C7: không tan trong nước
  4. tính chất hóa học

5 đặc điểm chung

Khả năng phản ứng làm gãy liên kết C-O: chỉ xảy ra trong môi trường acid, tăng dần từ alcohol bậc một đến alcohol bậc ba.