›
›

Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 9: Các dẫn xuất Halogen - 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 9: CÁC DẪN XUẤT HALOGEN  
I.Phân loại  
Các hydrocarbon trong đó 1 hay nhiều H được thay  
bằng nguyên tử halogen  
• Halogenoalkane: ví dụ CH3-CH2-CH2-Cl  
• Halogenoalkene: ví dụ CH2=CH-CH2-CH2-Cl  
•Halogenoalkyne: ví dụ CH≡C-Cl  
• Halogenoarene: ví dụ C6H5-Cl  
Cl  
• Halogenocycloalkane: ví dụ  
2
II. Danh pháp  
II.1. Tên thông thường (dành cho dẫn xuất đơn  
giản)  
Gốc alkyl + halide (halogenua)  
Ví dụ:  
CH3-CH2-CH2-CH2-Br n-butyl bromide (bromua)  
(CH3)2CH-Cl isopropyl chloride  
(CH3)2CH-CH2-Cl isobutyl chloride  
C6H5-CH2-Cl benzyl chloride  
3
II.2. Tên IUPAC  
• Halogen được xem là nhóm thế halo: chloro-,  
bromo-, iodo-, fluoro-  
• Chọn mạch dài nhất chứa halogen làm mạch chính  
• Đánh số sao cho nhóm thế có chỉ số nhỏ nhất, bất  
kể là halo- hay alkyl-  
• Khi có nhiều nhóm thế giống nhau, dùng các tiếp  
đầu ngữ di-, tri-, tetra-  
4
• Nếu có nhiều nhóm thế halo khác nhau, sắp xếp  
theo thứ tự alphabetical  
• Nếu mạch chính có thể đánh số từ 2 đầu, ưu tiên  
nhóm đứng trước theo thứ tự alphabetical  
CH  
H3C  
3
CH3 CH3  
CH3-CH2-C-CH2-CH-CH3  
Br  
CH3-C-C-CH3  
ClBr  
2-bromo-3-chloro-2,3-dimethylbutane  
4-bromo-2,4-dimethylhexane  
5
III. Các phương pháp điều chế  
III.1. Halogen hóa alkane  
CH3  
25 oC  
CH3  
CH3  
H3C C CH3  
H
+ H3C C CH3  
+ Cl2  
H3C C CH2Cl  
H
Cl  
36%  
hν  
64%  
CH3  
CH3  
127 oC  
CH3  
H3C C CH3  
H
+ H3C C CH3  
+ Br2  
H3C C CH2Br  
H
Br  
99%  
hν  
1%  
127 oC  
hν  
CH3-CH2-CH3 + Br2  
CH3-CH2-CH2-Br  
3%  
+ CH3-CHBr-CH3  
97%  
6
III.2. Cộng hợp halogen hay HX vào alkene, alkyne  
CCl4  
H2C CH2  
+ Br2  
H2C CH2  
Br Br  
CH3OH  
H2O  
H2C CH2  
H2C CH2  
+ Br2  
H2C CH2  
Br OCH3  
+ Br2  
H2C CH2  
Br OH  
HBr  
CH3-CH=CH-CH2-CH3  
CH3-CH-CH-CH2-CH3  
Br  
Có mặt peroxide: CH3-CH=CH2 + HBr Æ  
CH3-CH2-CH2-Br  
7
III.3. Halogen hóa arene  
X
xt  
+ HX  
+ X2  
Xúc tác: AlCl3, FeBr3, ZnCl2…  
CH3  
CH2Cl  
CHCl2  
CCl3  
Cl2  
140-160 oC  
Cl2  
130 oC  
Cl2  
>180 oC  
8
III.4. Đi từ alcohol  
a.Tác nhân HX  
H2SO4  
CH3-CH2-Br  
+ H2O  
+ H2O  
+ HBr  
+ HCl  
CH3-CH2-OH  
CH3-CH2-OH  
ZnCl2  
CH3-CH2-Cl  
b. Tác nhân PX3, PX5, SOCl2  
pyridine  
R-Cl + H3PO3  
R-OH + PCl3  
R-OH + PCl5  
pyridine  
pyridine  
R-Cl + POCl3 + HCl  
R-Cl + SO2 + HCl  
R-OH + SOCl2  
9
IV. Tính chất vật lý (tự đọc)  
•To s của R-X bậc 1 > bậc 2 > bậc 3  
• Chỉ tan tốt trong dung môi hữu cơ & không tan  
trong nước  
V. Tính chất hóa học  
V.1. Đặc điểm chung  
δ−  
Cl  
δ+  
R-CH2-CH2  
• Độ âm điện của Cl >> C Æ C-Cl phân cực mạnh Æ  
R-Cl có hoạt tính cao  
•Trong dãy halogen, khả năng tách X:  
-I > -Br > -Cl > -F  
Năng lượng phân ly liên kết C-I nhỏ nhất, bán kính  
10  
nguyên tử I lớn nhất  
Dẫn xuất R-X được chia thành 3 nhóm :  
a. R-X hoạt động mạnh nhất  
Dẫn xuất bậc 3, dẫn xuất mà C-X liên kết với nhóm  
vinyl hay aryl Æ carbocation bền nhất  
CH3  
CH3  
H3C C+  
H3C C Br  
-Br-  
CH3  
CH3  
+I, +H  
C+  
C Br  
-Br-  
+C > -I  
+
CH2=CH-CH-Br  
CH2=CH-CH  
-Br-  
11  
+C > -I  
a.Nhóm hoạt động yếu hơn nhóm a  
• R-X bậc 1: CH3-CH2-CH2-CH2-Br  
• Nhóm không no nằm xa ntử halogen:  
CH3-CH=CH-CH2-CH2-Br  
a.Nhóm hoạt động yếu  
• Nguyên tử halogen liên kết trực tiếp với liên kết  
đôi, liên kết ba, vòng thơm  
H3C CH CH Cl  
+C>-I  
Cl  
+C>-I  
12  
+C của X làm cho C-X bền Æ khó phân cực, khó tách  
V.2. Phản ứng thế ái nhân  
R-X + Y- Æ R-Y + X-  
• Dẫn xuất bậc 1 Æ SN2  
• Dẫn xuất bậc 3 Æ SN1  
• Phản ứng thủy phân R-X  
R-X + OH- Æ R-OH + X-  
CH3-CH2-Br + OH- Æ CH3-CH2-OH + Br-  
13  
• Phản ứng tạo ether (Williamson)  
R-X + R’-O- Æ R-O-R’ + X-  
CH3-CH2-Br + CH3-O- Æ CH3-CH2-O-CH3  
• Phản ứng tạo amine  
R-X + NH3 Æ R-NH2 + HX  
CH3-CH2-Br + NH3 Æ CH3-CH2-NH2 + HBr  
CH3-CH2-CH2-CH2-NH2 + CH3-CH2-Br Æ  
CH3-(CH2)3-NH-C2H5 + HBr  
14  
• Phản ứng tạo nitrile  
R-X + KCN Æ R-C≡N + KX  
CH3-CH2-Br + CN- Æ CH3-CH2-CN + Br-  
•Lưu ý: R-CN dễ bị thủy phân trong nước tạo  
R-COOH  
15  
V.3. Phản ứng tách loại  
KOH/ethanol  
to  
CH3-CH-CH-CH3  
H Br  
CH3-CH=CH-CH3  
• Gốc R có bậc càng cao, hay base càng mạnh thì  
tách loại càng chiếm ưu thế  
to thöôøng  
+ C2H5O-  
CH3-CH2-CH2-O-C2H5  
CH3-CH2-CH2-Br  
CH3  
H3C C Br  
CH3  
CH3  
C2H5O-  
to cao  
H2C C  
CH3  
16  
V.4. Phản ứng với kim loại-Hợp chất Grignard  
CH3-CH2-Br + Na Æ CH3-CH2-CH2-CH3 + NaBr  
Quan trọng: phản ứng với magnesium  
ether khan  
R-Mg-X  
R-X + Mg  
δ+  
Æ C-MgX phân cực rất mạnh, rất dễ  
tạo R- Æ base rất mạnh & tác nhân ái  
nhân rất mạnh  
δ−  
C Mg Br  
17  
V.4.1. Phản ứng với H linh động  
CH3-CH2-MgBr + HOH Æ CH3-CH3 + HO-MgBr  
CH3-CH2-MgBr + ROH Æ CH3-CH3 + RO-MgBr  
CH3-CH2-MgBr + RNH2 Æ CH3-CH3 + RNH-MgBr  
CH3-CH2-MgBr + RCOOH Æ CH3-CH3  
+ RCOO-MgBr  
CH3-CH2-MgBr + RC≡CH Æ CH3-CH3  
+ R-C≡C-MgBr  
18  
V.4.2. Phản ứng với carbonyl  
δ−  
O-MgBr  
δ−  
δ+  
H2O /H+  
O
CH3-CH2-MgBr  
H3C C H  
C2H5  
H3C C H  
+
δ+  
OH  
+ HO-MgBr  
H3C C H  
C2H5  
• Phản ứng với HCHO Æ alcohol bậc 1  
• Với aldehyde Æ alcohol bậc 2  
•Với ketone Æ alcohol bậc 3  
19  
V.4.3. Phản ứng với CO2  
H2O /H+  
δ−  
CH3-CH2-MgBr  
δ+  
δ+  
δ−  
C2H5-COOH + HO-MgBr  
C2H5-C-O-MgBr  
O
O C O  
V.4.4. Phản ứng với nitrile  
H2O /H+  
δ−  
CH3-CH2-MgBr  
δ+  
δ−  
δ+  
+ R-C  
R C N MgBr  
C2H5  
N
R C  
NH  
H2O /H+  
R C  
O
C2H5  
C2H5  
Khả năng phản ứng: nitrile > ketone Æ chỉ khi dư  
Grignard Æ phản ứng tiếp với ketone tạo alcohol  
20  
bậc 3  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 24 trang Thùy Anh 13320 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa học hữu cơ - Chương 9: Các dẫn xuất Halogen - 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_9_cac_dan_xuat_halogen_phan.pdf