›
›

Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 5: Alkene - Phan Thanh Sơn Nam

Download
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: [email protected]  
1
Chương 5: ALKENE  
I. Giới thiệu chung  
• Alkene: hydrocarbon mạch hở, chứa 1 liên kết đôi  
C=C (CnH2n, n≥2)  
• Trong C=C: 1σ & 1π, σ hình thành do liên kết của  
orbital sp2  
2
• Liên kết π vuông góc với mặt phẳng phân tử  
•Alkene đơn giản nhất là ethylene CH2=CH2  
121.7o  
116.6o  
1.08 Å  
1.33 Å  
3
II. Hệ danh pháp  
II.1. Tên thông thường  
• Tên alkane tương ứng, đổi ane Æ ylene  
Ít dùng, trừ 3 alkene thông dụng:  
CH2=CH2 ethylene  
CH2=CH-CH2 propylene  
(CH3)2C=CH2 isobutylene  
4
II.2. Danh pháp IUPAC  
• Tên alkane tương ứng, đổi ane Æ ene  
• Chọn mạch carbon dài nhất & chứa C=C làm mạch  
chính  
•Đánh số sao cho C=C có chỉ số nhỏ nhất  
• Chỉ số của C=C chọn theo vị trí C gần C1 nhất, viết cách  
tên mạch chính 1 gạch ngang  
5
CH3-CH-CH=CH2  
CH3  
3-methyl-1-butene  
CH3  
CH3-C-CH=CH-CH3  
H
4-methyl-2-pentene (có cis & trans)  
II.3. Tên gốc của alkene  
Alkenyl  
CH2=CH- 1-ethenyl (vinyl)  
CH2=CH-CH2- 2-propenyl (allyl)  
CH3-CH=CH- 1-propenyl  
6
III. Các phương pháp điều chế  
III.1. Tách nước từ alcohol  
• Phản ứng có thể ở pha lỏng (xúc tác acid H2SO4,  
H3PO4, 100-170oC) hay pha khí (xúc tác Al2O3,  
zeolite, 350-400oC)  
to  
xt  
C C  
C C + H2O  
H OH  
7
• Khả năng tách nước: alcohol bậc 3 > bậc 2 > bậc 1  
H2SO4 75%  
CH3CH=CHCH3  
CH3CH2CH2CH2-OH  
140 oC  
H2SO4 50-60%  
100 oC  
CH3-CH-CH2-CH3  
OH  
CH3-CH=CH-CH3  
H2SO4 20%  
80 oC  
(CH3)3C-OH  
CH2=C(CH3)2  
8
III.2. Tách HX từ dẫn xuất của halogen  
to  
C C  
H X  
C C  
+ H2O + KX  
KOH/ethanol  
• Khả năng tách HX: RX bậc 3 > bậc 2 > bậc 1  
to  
CH3CH2CH=CH2  
CH3CH2CH2CH2Cl  
KOH/ethanol  
to  
CH3CH2CH=CH2  
20%  
CH3CH2CHCH3  
Cl  
CH3CH=CHCH3  
80%  
+
KOH/ethanol  
Lưu ý: tách R-X bậc 1 không có chuyển vị ≠ R-OH bậc 1  
H2SO4 75%  
CH3CH=CHCH3  
CH3CH2CH2CH2-OH  
140 oC  
9
III.3. Khử dẫn xuất 2 lần thế của halogen  
Zn  
C C  
X X  
C C  
+ ZnX2  
to  
H H  
H3C C C CH3  
Br Br  
Zn  
to  
+ ZnX2  
CH3CH=CHCH3  
III.4. Hydro hóa alkyne  
R
H
R'  
t
x
,
r
a
l
2
H
d
H
n
i
L
)
d
P
(
R C C R'  
3
R
H
H
10  
R'  
III.5. Nhiệt phân ester  
CnH2n+1-O-COR Æ CnH2n + RCOOH  
• Nhiệt phân ester của rượu bậc 1 < bậc 2 < bậc 3  
Ester bậc 1 Æ 1 sản phẩm, bậc 2 & bậc 3 Æ nhiều  
sản phẩm  
IV. Tính chất vật lý (tự đọc)  
Chỉ tan trong dung môi không phân cực hay ít phân cực  
V. Tính chất hóa học  
Liên kết π (E phân ly = 60 kcal/mol) yếu hơn liên kết  
σ (E = 80 kcal/mol)  
11  
Xúc tác, to... Æ liên kết π dễ bị đứt  
V.1. Phản ứng cộng hợp ái điện tử  
V.1.1. Cơ chế:  
• Giai đoạn 1:  
dung moâi  
xuùc taùc  
+ Xδ+-Yδ−  
chaäm  
beàn hoùa  
C+ C  
X
C C  
C C  
X+  
C C  
Xδ+  
Yδ−  
nhanh  
phöùc π  
khoâng beàn  
Giai đoạn chậm: X+ tấn công vào C=C Æ ái điện tử  
12  
• Giai đoạn 2:  
Y
nhanh  
Y-  
C C  
X
C C  
X+  
Y- tấn công vào phía đối lập với X  
• Nhóm thế đẩy điện tử (+C, +I, +H) Æ tăng mật độ  
điện tử của C=C Æ tăng khả năng phản ứng AE  
13  
V.1.2. Phản ứng cộng hợp halogen  
• Phản ứng cộng hợp của CH2=CH2 với Br2 với sự có  
mặt của NaCl, NaNO3, sản phẩm thu được là 1 hổn  
hợp:  
Br-CH2-CH2-Br + Br-CH2-CH2-Cl +  
Br-CH2-CH2-ONO2  
• Nếu phản ứng thực hiện trong dung môi là CH3OH,  
sản phẩm chính là Br-CH2-CH2-OCH3 !!!  
14  
CCl4  
H2C CH2  
+ Br2  
H2C CH2  
Br Br  
CH3OH  
H2O  
H2C CH2  
H2C CH2  
+ Br2  
H2C CH2  
Br OCH3  
+ Br2  
H2C CH2  
Br OH  
15  
***Lập thể của phản ứng cộng X2:  
Cộng hợp trans (anti)  
cis Æ sản phẩm là hổn hợp racemic (1 đôi đối  
quang)  
trans Æ sản phẩm có thể là meso (1 sản phẩm)  
CH3  
H C Br  
Br C H  
CH3  
CH3  
Br C H  
H C Br  
CH3  
H CH3  
C
Br2  
C
H CH3  
rac-  
CH3  
H3C H  
C
Br2  
H C Br  
H C Br  
C
H CH3  
CH3  
16  
meso  
V.1.3. Phản ứng cộng HX  
a. Quy tắc Markonikov (dành cho C=C không đối  
xứng): H+ sẽ tấn công vào carbon chứa nhiều H  
+ HBr  
CH3-CH-CH3  
Br  
CH3-CH=CH2  
Br  
CH3-C-CH3  
CH3  
CH3-C=CH2  
CH3  
+ HBr  
b. Quy tắc Zaitsev-Wagner: H+ sẽ tấn công vào  
phía tạo thành carbocation trung gian bền nhất  
HBr  
CH3-CH=CH-CH2-CH3  
CH3-CH-CH-CH2-CH3  
Br  
17  
c. Quy tắc Kharasch: khi có mặt peroxide, phản  
ứng sẽ đi theo hướng ngược với Markonikov &  
theo cơ chế cộng hợp gốc tự do  
CH3-CH=CH2 + HBr Æ CH3-CH2-CH2-Br  
• Các peroxide: H2O2, acetyl peroxide CH3CO-O-O-  
CO-CH3, benzoylperoxide C6H5CO-O-O-COC6H5  
18  
• Cơ chế: Theo hướng tạo gốc tự do bền  
to  
+ CO2  
+ CH3-CO-O  
CH3  
CH3-C-O-O-C-CH3  
O
O
Br  
CH3-CO-O  
+ HBr  
+ CH3COOH  
Br  
CH3-CH=CH2  
+ CH3-CH-CH2Br  
CH3-CH-CH2  
Br  
HBr  
+ Br  
CH3-CH-CH2Br  
CH3-CH2-CH2Br  
•Lưu ý: HI & HCl không tham gia phản ứng cộng  
19  
gốc tự do như HBr!!!  
V.1.4. Phản ứng cộng hợp nước  
• Cần xúc tác acid: H2SO4, H3PO4 (không dùng HX)  
H2SO4  
CH3-CH-CH3  
OH  
+ H2O  
CH3-CH=CH2  
• Tuân theo quy tắc Markonikov  
• Cơ chế:  
H
-H+  
CH3-CH-CH3  
OH  
+ H2O  
-H2O  
+
H
H
+ H+  
-H+  
CH3-CH=CH2  
H3C C O  
CH3  
CH3-CH-CH3  
+ H+  
Nếu dùng nhiều H2SO4:  
CH3-CH=CH2 + H2SO4 Æ (CH3)2CH-OSO3H  
(CH3)2CH-OSO3H + H2O Æ (CH3)2CH-OH + H2SO4  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 28 trang Thùy Anh 22700 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 5: Alkene - Phan Thanh Sơn Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_hoc_huu_co_chuong_5_alkene_phan_thanh_son_nam.pdf