hc và hc hydroxy, amin

49
HIDROCARBON HC no: alkan, Cycloalkan HC không no: alken, alkin, alkadien HC thơm: aren

Upload: nanqayk

Post on 27-Jun-2015

1.052 views

Category:

Education


5 download

DESCRIPTION

chemistry

TRANSCRIPT

Page 1: Hc và hc hydroxy, amin

HIDROCARBON

HC no: alkan, CycloalkanHC không no: alken, alkin, alkadienHC thơm: aren

Page 2: Hc và hc hydroxy, amin

CẤU TẠO

CH3

H

H

H

C CCC CH3

H

H

H H

R H

C

C

C C

C

C

H

H H

HH

H

Page 3: Hc và hc hydroxy, amin

LÝ TÍNH

C1-C4: khí

C5-C19:lỏng

từ C20:rắn• t0s và t0nc tăng khi mạch C tăng và giảm khi có

nhánh.• Alkan nhẹ hơn nước, ít tan trong nước, dễ tan

trong các dung môi hữu cơ.

Page 4: Hc và hc hydroxy, amin

HÓA TÍNH

1. Các alkan rất bền vững• Phản ứng thế gốc tự do• Phản ứng nối C-C: Cracking2. Alken, alkin chủ yếu là nối : • Cộng thân e, • Trùng hợp, oxi hóa3. HC thơm: • Thế thân ePhản ứng oxy hóa: Đốt cháy

Page 5: Hc và hc hydroxy, amin

250–4000c X2 2X : Giai đọan khơi mào

as tử ngoại (h۷)

2X + RH H–X + R : Giai đọan truyền đi R + X2 R–X + X

X + X X2

R + R R–R : Giai đọan kết thúcX + R R–X

Cơ chế thế gốc tự do của alkan R—H + X2 hv R—X + HX

Page 6: Hc và hc hydroxy, amin

Br2CCl4 Br CH2 CH2 CH2 Br

CH3 CH2 CH3Cl2, hv

CH3 CH2 CH2Cl

CH3 CH

Cl

CH3

(A)

(B)

Alkan có từ 3 nguyên tử C trở lên

Cyclopropan, cyclobutan lại cho phản ứng cộng mở vòng

Sản phẩm chính

Cl CH3 CH2 CH3

CH3 CH CH3

CH3 CH2 CH2

Page 7: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng thế thân điện tử (SE)

H

E

EH

H

E

EA

HA

Ar H Z E Ar E HZ

Cơ chế phản ứng

EH

E

Page 8: Hc và hc hydroxy, amin

Một số ví dụ

Vai trò của Fe: Fe + Cl2 FeCl3

Cl Cl Fe

Cl

Cl

Cl

Cl Cl Fe

Cl

Cl

Cl

Cl + FeCl4

+ Cl2 Fe300

c

Cl

+ HCl

Cl

H

Cl

Cl

Page 9: Hc và hc hydroxy, amin

Một số ví dụ

H HO NO2 NO2 H2O

H

NO2

NO2

NO2

H _H2O O=N=OO N

O

OH O N

O

OH

H

Page 10: Hc và hc hydroxy, amin

QUY LUẬT THẾ+ Nhóm thế loại I đẩy e (alkyl, OH,NH2, Cl…) Phản ứng dể xảy ra hơn, định hướng vào ortho và para.

NH2 NH2 NH2 NH2NH2

C

O

OHC

O

OHC

O

OHC

O

OHC

O

OH

+ Nhóm thế loại II hút e (NO2, CHO, COOH…) Phản ứng khó xảy ra hơn định hướng vào meta.

Page 11: Hc và hc hydroxy, amin

Thứ tự nhóm tăng hoạt, hạ hoạt

Tăng hoạt Hạ hoạt

Page 12: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng của H linh động

CH3 CH CH2 Cl2 CH2 CH CH2Cl HCl

CH CH 2[Ag(NH3)2] OH AgC CAg NH34 2H2O

Page 13: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng của nối C-CSự nhiệt phân và crackingAlkan xúc tác hoặc không H2 + Alkan nhỏ + alken

CnH2n+2 CxH2x+2 + CyH2y+2 (n=x+y)Trong kỹ nghệ dầu mỏ

CH3CH2CH2CH2CH3

CH3CH2 CH3CH2CH2

CH3 CH3CH2CH2CH2

CH3CH2 CH3CH2CH2 CH3CH3 CH3CH=CH2

CH3

CH3

CH3CH2

CH3CH2CH2

CH3CH2CH3

CH3CH2CH2CH3

Page 14: Hc và hc hydroxy, amin

Tính chất của nối

• Phản ứng cộng• Phản ứng trùng hợp • Phản ứng oxi hóa

Page 15: Hc và hc hydroxy, amin

Cộng H2

Page 16: Hc và hc hydroxy, amin

Cộng thân e

CH3 CH CH2H CH3 CH CH2

H

ClCH3 CH CH2

Cl H

X C CI

Ynhanh

X C C YII

C C X Y

+

Qui tắc MAKOVNIKOV : Phản ứng cộng ái điện tử vào alken xảy ra chủ yếu qua dạng trung gian có độ bền lớn nhất.

CH2 CH CH CH2 H CH2 CH CH CH2

H

CH CH2

H

CHCH2

Cl

CH2 CH CH CH2

HCl

CH CH2

H

CHCH2

Cl14

12

Page 17: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng trùng hợp

nCH2 CH2xt, P

[ CH2 CH2 ]n PVC

CH CH2CHCH2xt, P [ CH2 CH CH CH2 ]n

cao su

CH CH3 C6H6C,t0

Page 18: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng oxi hóa alkanPhản ứng cháy xảy ra tỏa nhiệt mạnh

CH4 + 3/2O2 → CO2 + H2O H = -880kj/mol

Oxi hóa không hoàn toàn:

CH4O2 KK

P, t, Cu

t, Ni

t 0

0

0

HCHO

CO2

C H2O

H2

H2O

O

OH

O2, NO

O2 , t , p

ZnO, t

O20

0

Oxi hóa ciclohexan

Page 19: Hc và hc hydroxy, amin

R CH CH2KMnO4/H2O

R CH CH2

OH OH

R CH CH2KMnO4/H

R COOH HCOOH

Phản ứng oxy hóa không hoàn toàn

Page 20: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng oxi hóa HC thơm

CH2CH3KMnO4, t0

COOH

Các đồng đẳng benzen dễ bị oxi hóa tạo ra acid benzoic

9/2O2V2O5, t

0

O

O

O

2H2O 2CO2

Page 21: Hc và hc hydroxy, amin

ỨNG DỤNG+ Vaselin: hỗn hợp các alkan C12-C15 dạng bột nhão, dùng làm

tá dược của thuốc mỡ+ Parafin: hỗn hợp alkan C19-C35 rắn mềm, không tan trong

nước, dùng làm tá dược, bao gói

Page 22: Hc và hc hydroxy, amin

ứng dụng

Page 23: Hc và hc hydroxy, amin

Một số Terpen – Terpenoid

+ Oxymen:

CH2OH CHOCHO

oxymen citral citronelol citronelal

O

OH

OH

Limonen menthol menthon terpinen terpin

+ Limonen

Page 24: Hc và hc hydroxy, amin

+ Camphen

+ Caroten

α-Caroten -Caroten -Caroten

+ Vitamin A

R1 6

8 10 12 14 15'2

3

4

5

7 11 15 14' 12' 10' 8'

7'

Caroten

CH2OH1 6

8 10 12 142

3

4

5

7 11

Vitamin A

a caroten

CH2 O

camphen Camphor a - pinen

Page 25: Hc và hc hydroxy, amin

DẪN XUẤT HALOGEN

CH3CH2-Cl C6H5-Br CHCl3

chloroethan Bromo benzen trichloromethan

ethyl chlorid phenyl bromid Chloroform

R > X

Page 26: Hc và hc hydroxy, amin

KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG

• Khả năng phản ứng cao: Allylic CH2=CHCH2Cl allylclorid,

C6H5CH2Cl benzyl clorid• Khả năng phản ứng kém: Các hệ halogen liên hợp Chloro benzen Vinylclorid• Alkyl halogenid phản ứng trung bình

Cl CH2 CH Cl

CH2 CH CH2 Cl CH2 CH CH2 + Cl

CH2 CH Cl CH ClCH2

Page 27: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng thế thân hạchRX + Z → RZ + X

• + OH → R-OH + X

• + R'O → ROR' Eter (TH Williamson)• + R'CC → RCCR Alkin• + CN → RCN Nitril• + R'COO → R'COOR Ester• + NH3 → R-NH2 Amin• + ArH + AlCl3 → ArR Dẫn xuất benzen• + [CH(COOC2H5)2] → R(CHCOOC2H5)2

(Tổng hợp estermalonic)

Page 28: Hc và hc hydroxy, amin

Thyroxin là hormon tuyến giáp

Thyroxin tự nhiên là dạng quay trái, có tác dụng sinh học gấp 3 lần quay phải.

Dùng làm thuốc chữa thiểu năng giáp trạng, bướu cổ và bệnh béo phì.

OHO

I

I

I

I

CH2CHCOOH

NH2thyroxin

Page 29: Hc và hc hydroxy, amin

HỢP CHẤT HYDROXYALCOL – PHENOL- ETHER

Page 30: Hc và hc hydroxy, amin

• Monoalcol béo 1C-11C:chất lỏng , > 12C trở lên: rắn Methanol, Ethanol: tan vô hạn, Butanol, pentanol: ít tan, alcol cao hơn không tan.

• Poly alcol: Etileng glicol, glycerin:những chất lỏng không màu, sánh, có vị ngọt, dễ tan trong nước.

• Đa số phenol là những chất kết tinh, ít tan trong nước

• Dimethyl ether là chất khí, các ether cao hơn là chất lỏng, dễ bay hơi, nhẹ hơn nước, khó tan trong nước

• Amin có thể tạo liên kết hidrogen, Metilamin và etilamin là chất khí có mùi giống amoniac, các amin trung bình ở thể lỏng; alkil amin cao hơn có mùi cá.

Lý tính

Page 31: Hc và hc hydroxy, amin

Cấu tạo - Hóa tính

1. Phản ứng của H: tính acid2. Phản ứng của nhóm OH: tính base, thân hạch.3. Phản ứng oxi hoá R.

R O H

O H O H

H linh động: có tính acid yếu, Vòng dễ phản ứng hơn benzen.

O R'R Ether là base, bền trong baseChỉ phản ứng với acid

Page 32: Hc và hc hydroxy, amin

1. Phản ứng của H linh độngTác dụng với kim loại kiềm(tính acid)

Phản ứng tạo ester(tính base) Dinatri glicolat

CH2

CH2

OH

OH Na, 500cCH2

CH2

OH

ONaNa, 160

0c

CH2

CH2

ONa

ONa

CH3CH2 OH HO C

O

CH3

HCH3CH2O C

O

CH3

Tốc độ phản ứng alcol bậc 1 > bậc 2 > bậc 3C6H5OH + NaOH → C6H5O-Na+ + H2O

acid phenic natri phenolatTính acid của phenol yếu hơn acid carbonic

C6H5O-Na+ + CO2 + H2O → C6H5OH+ NaHCO3

Page 33: Hc và hc hydroxy, amin

b. Phản ứng tách nước

Cơ chế

CH2 CH2

H OSO3H

CH2 CH2 + H2SO4t

0cao

CH2

CH2

OH

OH

HO CH2

CH2HO

CH2

CH2

O

O

CH2

CH2

Glyoxan

C2H5 OH HO C2H5H2SO4; 140

0c C2H5 O C2H5

CH3CH CH2

H OH

CH3CH CH2 H2OAl2O3; 375

0c

2.Tính chất của nhóm OH (tính base)

CH3CH2 OH + CH3CH2 O + H2Ot

0thâp

HO S OH

O

O

S OH

O

O

CH3CH2 OH CH3CH2 O CH2CH3CH3CH2 O S OH

O

O

H2SO4+

Page 34: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng với PCl5

C6H5OH + PCl5 → (C6H5O)3PO + HClPhản ứng Ester hóa: phenol không tạo ester với acidC6H5-OH + (CH3CO)2O → CH3CO-OC6H5+CH3COOH

anhydric acetic phenyl acetatTạo eter từ phenolat

C6H5O-Na+ + CH3-Cl → C6H5O-CH3 + NaCl methyl phenyl ether

Nhóm OH của phenol khó bị thế

Page 35: Hc và hc hydroxy, amin

PHENOL2. Phản ứng thế vào nhân thơm

OH

+ Br2

OH

BrBr

Br

+ HBr3 3

6C6H5OH +FeCl3 → [Fe(OC6H5)6]3- phức xanh hoặc tím

3. Phản ứng tạo màu với FeCl3

Page 36: Hc và hc hydroxy, amin

3. Phản ứng oxi hóaP.C.C hỗn hợp (CrO3+HCl)/ pyridin)tt Jon (CrO3 + H2SO4/ aceton); KMnO4/H2SO4.

CH3(CH2)6CH2OH CH3(CH2)6 C

O

OHoctanol acid octanoic

OH O

tt Jon

tt Jon

Cyclohexanol Cyclohexanon

CH CH3

OH

C

O

CH3

acetophenon

RCH2OH[O]

RCH

O

[O]RC OH

OR CH

OH

R' [O]R C R'

OCH3(CH2)6CH2OH CH3(CH2)6 C

O

Hoctanol octanal

P.C.C

Page 37: Hc và hc hydroxy, amin

HÓA TÍNH ETHERCắt đứt ether bằng acid

CH3-O-C2H5 + 2HI → CH3I + C2H5I + H2O

Cơ chế:

CH3 O C2H5H

CH3 O C2H5

HI

CH3 OH + I C2H5

Page 38: Hc và hc hydroxy, amin

ứng dụng

Page 39: Hc và hc hydroxy, amin

STEROL

- Sterol có trong mỡ động vật, dầu thực vật. Chất kết tinh.

- Cholesterol, cholestanol, coprostanol : sterol động vật.

- Ergosterol, stigmasterol : sterol thực vật.

- Sterol vi sinh vật : tách từ nấm, mốc.

HO

Cholesterol Stigmasterol

HO

Page 40: Hc và hc hydroxy, amin
Page 41: Hc và hc hydroxy, amin

AMIN

Page 42: Hc và hc hydroxy, amin

Bậc của alcol và aminAlcol là dẫn xuất của methanol

Amin là dẫn xuất của NH3

bậc 1 bậc 2 bậc 3NH3 → R-NH2 → R-NH-R’ → R N R'

R''

CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CHCH3

OH

CH3CCH3

CH3

OH

Page 43: Hc và hc hydroxy, amin

DANH PHÁP AMIN- Alkil amin CH3NH2 methylamin CH3CH2NHCH3 ethylmethylamin- Amin phức tạp - NH2 : amino

- NHR : N-alkyl amino

2-(N-methylamino)heptan.

NH CH(CH2)4CH3CH3CH3

Page 44: Hc và hc hydroxy, amin

CẤU TẠO VÀ HÓA TÍNH

+ Tính base+ Tính thân hạch+ Tính khử

NC

Page 45: Hc và hc hydroxy, amin

Tính base - sự tạo thành muối

ít tan trong nước tan tốt trong nước

NR

H

H

+ H NR

H

H

H

Page 46: Hc và hc hydroxy, amin

Tính thân hạch

Alkyl hóa: điều chế amin bậc cao hơn

Tạo amid

R''X R N

R''

R'NH2R R'X R NH R'

R NH H HO C

O

R' R NH C

O

R' H2O

Page 47: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng với acid nitrơ HNO2

Amin bậc 1: tạo khí N2

Amin bậc II: tạo thành nitrosamin-chất lỏng sánh, màu vàng không tan trong nước.

N

R

H H

N

OH

O

R OH N2 H2O

CH3

NCH3

H HO N OCH3

NCH3

N O H2O

Page 48: Hc và hc hydroxy, amin

Phản ứng oxi hóa aminPhụ thuộc vào cấu tạo amin và chất oxi hóa- Amin bậc một: Tạo hỗn hợp các chất

- Amin bậc hai; Tạo N,N- dialkylhydroxylamin

- Amin chi phuơng bậc ba: Tạo N – oxyd amin

RCH2NH2[O]

HOOSO3HAcid permonosulfuric

RCH2 NH OH

RCH N OH

RCH2 N O

RCH2 NO2

N_Alkylhydroxyl amin

Oxim

Nitroso alkan

Nitroalkan

N

R

R'

R''

[O]N

R

R'

R''

O

N_oxyd amin

RNH

R'[O] R

NR'

OH N,N_Dialkylhidroxylamin

Page 49: Hc và hc hydroxy, amin

Ứng dụng

Methyl amin dùng tổng hợp adrenalinMột số amin thơm dùng làm thuốc thử hóa họcAmin béo là thành phần của protid: thịt, cá ôi thường

sinh ra putrecin H2N-(CH2)4-NH2, và cadaverin H2N-(CH2)5-NH2 có mùi rất khó chịu.

Amin béo là những chất độc đối với thần kinh trung ương. Amin càng lớn, độc tính càng mạnh. Diamin độc hơn monoamin.

OH

OH

CHO CH2 NH CH3

H

adrenalin