Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 8: Hydrocarbon thơm - Phan Thanh Sơn Nam
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 6: HYDROCARBON THƠM
I. Cấu tạo của benzene
• Kékulé đưa ra công thức cấu tạo của benzene
năm 1865
• 6C, 6H Æ vòng 6 cạnh có 3 nối đôi nhưng không
thể là cyclotriene
H
H C H
C C
C C
H C H
2
H
• Kékulé chứng minh rằng vị trí 3 Liên kết đôi không
cố định mà có thể thay đổi
• Phản ứng thế 2 lần Br chỉ cho 1 sản phẩm
Br
Br
+ Br2
Br
Br
3
•Cấu tạo thực tế: hệ điện tử π phân bố đều cho 6C
(không phải của riêng 3 cặp C=C)
• 6C nằm trong cùng 1 mặt phẳng, ở trạng thái
lai hóa sp2
4
120 o
120 o
1.39 Å
120 o
1.09 Å
121.7o
1.33 Å
116.6o
1.08 Å
5
II. Tính thơm
• Hydrocarbon thơm (arene) Æ những hợp chất vòng
liên hợp có cấu tạo phẳng, có cấu tạo điện tử giống
benzene, khó cho phản ứng cộng, dễ cho phản ứng
thế
H
Br
Br2
CCl4
H
H
H
OH
OH
Br
KMnO4 L
H2O
Br2
CCl4
KMnO4 L
H2O
6
• Arene thường là vòng phẳng 5, 6, 7 cạnh, có hệ
điện tử π liên hợp, số đtử π tuân theo quy tắc Hükel
4n + 2, n = 0,1,2,3,4…
• Ví dụ các hợp chất arene thông dụng
n=1
n=2
n=3
7
Một số trường hợp đặc biệt
cyclopentadienyl 6 điện tử π (đôi đtử của anion
tham gia hệ liên hợp) Æ n=1 Æ có tính thơm
(-)
cycloheptatrienyl 6 điện tử π (C+ tham gia
orbital trống p vào hệ liên hợp) Æ có tính
thơm
(+)
4 điện tử π Æ không có tính thơm
2 điện tử π Æ có tính thơm
(+)
(+)
8
5 điện tử π Æ không có tính thơm
7 điện tử π Æ không có tính thơm
(.)
(.)
8 điện tử π Æ không có tính thơm
6 điện tử π (đôi điện tử
(-)
N
H
O
S
p tham gia hệ liên hợp)
Æ có tính thơm
9
Pyrrole
Thiophene
Furan
III. Danh pháp
• Hầu hết các arene đều có tên thông thường, 1 số
tên thông thường được chấp nhận làm tên IUPAC
• Tên IUPAC: benzene được chọn làm tên gốc, tên
các nhóm thế đặt trước, nhóm thế được đánh số
theo nguyên tắc tổng chỉ số nhỏ nhất, xếp theo
alphabetical
10
III.1. Dẫn xuất của benzene
11
I
NO2
CH3
NO2
Cl
Br
o-nitrotoluene
m-chloronitrobenzene
p-bromoiodobenzene
OH
COOH
NH2
I
NO2
Br
4-bromophenol
m-nitrobenzoic acid
o-iodoaniline
HC
CH2
CH2
HC
1,4-divinylbenzene
hay p-divinylbenzene
khoâng goïi laø p-vinylstyrene
13
NH2
Br
OH
Cl
NO2
Br
Br
Cl
Cl
Cl
Br
3-bromo-5-chloronitrobenzene
2,4,6-tribromoaniline 2,4,6-trichlorophenol
Br
Br
OH
CH3
Cl
O2N
NO2
Br
NO2
2,6-dinitrotoluene
1,2,4-tribromobenzene
2-chloro-4-nitrophenol
14
III.2. Vòng đa ngưng tụ
8
8
1
1
4
9
9
7
6
7
6
2
3
2
3
10
5
10 4
Anthracene
5
Naphthalene
15
III.3. Các arene có dị tố trong vòng
N
N CH3
Pyridine
2-methylpyridine
N
O
S
H
Pyrrole
Thiophene
16
Furan
IV. Các phương pháp điều chế
IV.1. Chưng cất muối của benzoic acid
COONa
to
+ Na2CO3
+ NaOH
IV.2. Đi từ acetylene
Cu hay phöùc Ni
3
HC CH
to
17
IV.3. Alkyl hóa benzene
R
AlCl3
+ HCl
+ R-Cl
IV.4. Đóng vòng & dehydro hóa phân đoạn dầu mỏ
C6-C8
Cr2O3 / Al2O3
CH3(CH2)4CH3
V. Tính chất vật lý (tự đọc)
18
V. Tính chất hóa học
V.1. Phản ứng thế ái điện tử
V.1.1. Cơ chế phản ứng
X
+ X+
acid
+ H+
Xúc tác: H2SO4, H3PO4, HF…
hay Lewis acid: FeCl3, AlCl3, ZnCl2…
C6H6 + (CH3)3C-Br /AlBr3 Æ C6H5-C(CH3)3 + HBr
19
Cơ chế phản ứng: 2 giai đoạn, lưỡng phân tử
• Giai đoạn 1: tạo phức σ ( benzonium cation)
xt
+ Xδ+-Yδ−
Xδ+-Yδ−
phức π
phức σ
nhanh
X H
X H
X H
X H
+
+
+
chaäm
+
Trong phức π: X không liên kết trực tiếp với C nào cả
Phức σ: X có liên kết trực tiếp với 1 C của benzene
20
Tải về để xem bản đầy đủ
58 trang
17640
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 8: Hydrocarbon thơm - Phan Thanh Sơn Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_hoc_huu_co_chuong_8_hydrocarbon_thom_phan_than.pdf
