PH N 3Ầ
D N XU T C A HYDROCACBONẪ Ấ Ủ
CH NG 1ƯƠ
D N XU T HALOGENẪ Ấ
1.1. Đ nh nghĩa- cách phân lo iị ạ
D n xu t halogen có th đ c coi là d n xu t th ẫ ấ ể ượ ẫ ấ ế
m t ho c 1 s nguyên t H c a hidrocacbon b ng ộ ặ ố ử ủ ằ
halogen.
+ Phân lo iạ :
- Tùy thu c vào b n ch t c a g c hidrocacbon trong ộ ả ấ ủ ố ở
phân t mà ta đ c d n xu t halogen no, không no, ử ượ ẫ ấ
th m…ơ
- Tùy thu c b n ch t c a halogen mà ta có d n xu t ộ ả ấ ủ ẫ ấ
florua, clorua, bromua hay iodua.
- Tùy thu c vào s l ng nguyên t halogen trong ộ ố ượ ử ở
phân t mà ta có d n xu t nonohalogen, dihalogen ử ẫ ấ
-Tùy thu c vào b c c a nguyên t cacbon mà nguyên ộ ậ ủ ử
t halogen liên k t là cacbon b c 1,2 ho c 3 mà ta ử ế ậ ặ
có d n xu t halogen b c 1,2,và 3 t ng ngẫ ấ ậ ươ ứ
1.2. C u trúc phân tấ ử
•
Trong phân t k t C-C và C-H, còn có liên ử ế
k t C-X. Tùy thu c vào b n ch t c a X ế ộ ả ấ ủ
mà liên k t này có đ dài và đ phân c c ế ộ ộ ự
khác nhau, nh ng liên k t này luôn luôn ư ế
phân c c v phía halogen C→Xự ề
1.3. Danh pháp- Đ ng phânồ
1.3.1.Danh pháp
a) Thông th ng: ườ Tên halogenua ankyl đ c g i ượ ọ
nh sau: tên g c halogenua + tên nhóm ankyl.ư ố
C
H
3
C CH
2
CH
3
H
3
C
Cl
CH
H
3
C CH
3
F
CH
3
- CH
2
- Cl Clorur etyl
Clorur neopentyl
Florur isopropyl
b) Danh pháp IUPAC.
•
Ankyl halogenua g i nh ankan b ng cách ọ ư ằ
xem halogen nh là nhóm th trên m ch ư ế ạ
ankan chính. Có các qui t c sau:ắ
+ Tìm và ch n tên c a m ch ankan chính (n u ọ ủ ạ ế
h p ch t có nhánh). N u có n i đôi ho c n i ợ ấ ế ố ặ ố
ba thì m ch chính ph i ch a n i đôi ho c ba.ạ ả ứ ố ặ
+ Đánh s nguyên t C b t đ u 1 đ u c a ố ử ắ ầ ở ầ ủ
m ch chính sao cho t ng nhóm th là nh ạ ổ ế ỏ
nh tấ
( g m nhóm ankyl + halogen).ồ
CH
3
CH
CH
3
CH
2
H
C
CH
3
CH
Br
CH
2
CH
3
CH
3
CH
Br
CH
2
CH
CH
3
CH
CH
3
CH
2
CH
3
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
5-Bromo-2,4-dimetylheptan 2-Bromo-4,5-dimetylheptan
+ N u có t hai nhóm th tr lên c a cùng m t lo i ế ừ ế ở ủ ộ ạ
halogen, s d ng ti p đ u ng di, tri, tetra,…ử ụ ế ầ ữ
CH
3
CH
Cl
CH
Cl
CH
CH
3
CH
2
CH
3
1 2 3 4 5 6
2,3-Diclo-4-metylhexan
+ N u các halogen khác nhau, ch s c a nhóm ế ỉ ố ủ
th ph thu c v trí trên m ch C, nh ng theo ế ụ ộ ị ạ ư
th t a,b,c… khi vi t tên nhóm th .ứ ự ế ế
BrCH
2
CH
2
CH
Cl
CH
CH
3
CH
3
1 2 3 4 5
1-Bromo-3-cloro-4-metyl-pentan
+ N u m ch chính có nhóm th ankyl ho c halogen, mà ế ạ ế ặ
t ng s ch s nhóm th đánh t 2 đ u m ch đ n nh ổ ố ỉ ố ế ừ ầ ạ ế ư
nhau thì đánh s b t đ u nhóm th g n halogen ố ắ ầ ở ế ầ
ho c là ankyl, u tiên nh nh t theo trình t th t ặ ư ỏ ấ ự ứ ự
a,b,c… c a nhóm th . ủ ế
CH
3
CH
CH
3
CH
2
CH
2
CH
Br
CH
3
6 5 4 3 2 1
2-Bromo-5-metylhexan
Khoâng goïi : 5-Bromo-2-metylhexan
+ N u trong m ch có ch a liên k t b i thì u tiên ch s c a ế ạ ứ ế ộ ư ỉ ố ủ
liên k t b i là nh nh t.ế ộ ỏ ấ
1.3.2 Đ ng phânồ
ch có đ ng phân c u t o (có 2 loai là đ ng ỉ ồ ấ ạ ồ
phân v m ch cacbon và đ ng phân v v ề ạ ồ ề ị
trí c a nguyên t halogen).ủ ử
1.4 .Tính ch t v t lýấ ậ
•
đi u ki n th ng, m t s dx florua (t C1-C4), Ở ề ệ ườ ộ ố ừ
C
2
H
5
Cl, CH
3
Cl, CH
3
Br là ch t khí, còn các dx ấ
halogen khác là các ch t l ng ho c r n.ấ ỏ ặ ắ
•
H u h t các d n xu t halogen không màu, đ c, có ầ ế ẫ ấ ộ
mùi đ c tr ng, không tan trong n c, tan nhi u ặ ư ướ ề
trong các dung môi h u c nh ancol,ete và chính ữ ơ ư
các ankyl halogenua là dung môi t t cho nhi u h p ố ề ợ
ch t h u c .ấ ữ ơ
•
N u g c R nh nhau thì nhi t đ i sôi và t kh i tăng ế ố ư ệ ộ ỉ ố
d n t d n xu t c a flo đ n iot. ầ ừ ẫ ấ ủ ế
•
Nhi t đ sôi gi m d n t đ ng phân c a d n xu t ệ ộ ả ầ ừ ồ ủ ẫ ấ
b c 1 đ n đ ng phân b c 3.ậ ế ồ ậ
1.5 . Ph ng pháp đi u chươ ề ế
1.5.1 Halogen hóa ankan.
1.5.2. C ng HX vào ankenộ
H ng c ng theo qui t c Macovnicovướ ộ ắ
CH
3
-CH = CH
2
+ HCl → CH
3
– CHCl-CH
3
CH
4
Cl
2
askt
CH
3
Cl + HCl
1.5.3 Đi u ch t ancolề ế ừ
Đây là ph n ng th ng dùng nh t đ đi u ch d n ả ứ ườ ấ ể ề ế ẫ
xu t halogenấ
a) Cho ancol tác d ng v i hidro halogenuaụ ớ
R-OH + HCl → R-Cl + H
2
O
Vì đây là ph n ng thu n ngh ch do đó đ ph n ng ả ứ ậ ị ể ả ứ
d xãy ra, ng i ta cho thêm ch t xúc tác là Hễ ườ ấ
2
SO
4
,
ZnCl
2
•
V kh năng ph n ngề ả ả ứ
+ HI > HBr > HCl
+ Ancol b c 3 Rậ
3
C-OH > ancol b c 2 Rậ
2
-CH-OH
> ancol b c 1 R-CHậ
2
-OH
b) Tác d ng v i PXụ ớ
5
, PX
3
, SOCl
2
•
Đây là ph n ng cũng th ng đ c dùng cho ả ứ ườ ượ
hi u su t caoệ ấ
Ví d :Ancol b c 1 và b c 2: Ph ng pháp t t ụ ậ ậ ươ ố
nh t đ chuy n thành halogenua ankyl v i ấ ể ể ớ
các tác ch t nh : tionyl clorua SOClấ ư
2
,
phosphor tribromua PBr
3
.
CH
3
CH
2
CH
OH
CH
3
PBr
3
Eter, 35
o
C
CH
3
CH
2
CH
Br
CH
3
+
P(OH)
3
2-Butanol 2-Bromobutan (86%)
3
1.6. Hóa tính
Nh n xét v kh năng ph n ng c a d n xu t ậ ề ả ả ứ ủ ẫ ấ
halogen
•
Kh năng ph n ng c a dx halogen ph ả ả ứ ủ ụ
thu c vào nhi u y u t , trong đó quan tr ng ộ ề ế ố ọ
nh t là b n ch t c a halogen và c u t o c a ấ ả ấ ủ ấ ạ ủ
g c hydrocacbon ố
+ N u cùng g c hidrocacbon R thì kh năng ế ố ả
ph n ng c a dx halogen gi m d n theo tr t ả ứ ủ ả ầ ậ
t sau: ự
R- I > R-Br > R-Cl >> R-F
Gi i thích ?ả
Kh năng ph n ng c a d n xu t halogenả ả ứ ủ ẫ ấ
+ N u cùng b n ch t c a halogen thì kh năng ph n ế ả ấ ủ ả ả
ng ph thu c r t nhi u vào c u t o c a g c ứ ụ ộ ấ ề ấ ạ ủ ố
hidrocacbon. Ng i ta chia thành 3 nhóm chính:ườ
•
Nhóm có kh năng ph n ng cao: là các g c c nh ả ả ứ ố ở ạ
nguyên t cacbon có liên k t đôi (t c là nguyên t ử ế ứ ử
cacbon v trí α c a liên k t đôi) ở ị ủ ế
benzyl C
6
H
5
-CH
2
-, alyl CH
2
=CH-CH
2
-
•
Nhóm có kh năng ph n ng trung bình: nh ankyl ả ả ứ ư
halogenua R-X
•
Nhóm có kh năng ph n ng th p: nh vinyl ả ả ứ ấ ư
CH
2
=CH-; phenyl C
6
H
5
- :là nhóm có nguyên t ử
halogen liên k t tr c ti p v i nguyên t cacbon có ế ự ế ớ ử
tr ng thái lai hóa spạ
2
* Gi i thích?ả
•
D n xu t halogen có th tham gia nhi u lo i ẫ ấ ể ề ạ
ph n ng khác nhau, trong đó ph bi n nh t ả ứ ổ ế ấ
là ph n ng th (S) và tách (E) theo c ch ả ứ ế ơ ế
nucleophin. Ngoài ra nó còn tham gia m t s ộ ố
ph n ng khác nh tác d ng v i kim lo iả ứ ư ụ ớ ạ
1.6.1 Ph n ng th nucleophin(Sả ứ ế
N
)
a) C chơ ế :
•
S
N
1
+ Đ c đi m c ch : 2 gđ, t o cacbocationặ ể ơ ế ạ
+ Hóa l p th :ậ ể
•
S
N
2
b) Kh năng tham gia ph n ngả ả ứ S
N
1 và S
N
2 c a ủ
các d n xu t halogen có b c khác nhauẫ ấ ậ
+B c 1: theo Sậ
N
2
+B c 3: Sậ
N
1
1.6.2. Ph n ng tách hydrohalogenua ả ứ
(E)
a) C ch :ơ ế
•
C ch tách đ n phân t Eơ ế ơ ử
1
:
ph n ng 2 giai đo n, giai đo n ch m t o ả ứ ạ ạ ậ ạ
thành cacbocation
•
C ch tách l ng phân t Eơ ế ưỡ ử
2
Ph n ng 1 giai đo n, có qua tr ng thái ả ứ ạ ạ
chuy n ti pể ế
b) H ng c a ph n ng táchướ ủ ả ứ
Tuân theo qui t c Zaixep ( Zaytseft): ắ
Trong ph n ng tách (E), ph n ng u tiên ả ứ ả ứ ư
theo h ng X s tách ra cùng v i nguyên ướ ẽ ớ
t H nào cacbon bên c nh có b c cao ử ở ạ ậ
h n, t o ra olefin có nhi u nhóm th h n ơ ạ ề ế ơ
liên k t đôi.ở ế
CH
3
-CH
2
-CHBr-CH
3
CH
3
-CH=CH-CH
3
(81%) +
CH
3
-CH
2
-CH=CH
2
(19%)
KOH/C
2
H
5
OH
c) M t s ví d v ph n ng th và tách c ộ ố ụ ề ả ứ ế ụ
thể
c1). Ankyl halogenua b c 1ậ
N u tính baz m nh, baz có kích th c c ng k nh ế ơ ạ ơ ướ ồ ề
nh ion tert-butoxi thì x y ra ph n ng tách E2, ư ả ả ứ
chi m u thế ư ế
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
Br
EtOH
CH
3
CH
2
CH CH
2
+
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
OCH
2
CH
3
1-Buten (10%) Butyl etyl eter (90%)
CH
3
CH
2
CH CH
2
1-Buten (85%) Butyl tert-butyl eter (15%)
+ CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
OC(CH
3
)
3
(CH
3
)
3
CO
1-Bromobutan
CH
3
CH
2
O
c2) Ankyl halogenua b c 2ậ
•
Ph n ng th Sả ứ ế
N
2 và tách E2, th ng cho m t h n ườ ộ ỗ
h p s n ph m. N u dung môi phân c c không proton ợ ả ẩ ế ự
nh hexametyl phosphoramid, ho c m t baz y u, ư ặ ộ ơ ế
ph n ng th Sả ứ ế
N
2 chi m u th . N u halogenua ankyl ế ư ế ế
có m t baz m nh nh : ion etoxi, ion hydroxi ho c ặ ơ ạ ư ặ
ion amid, ph n ng tách chi m u th .ả ứ ế ư ế
CH
3
CH
Br
CH
3
CH
3
C
O
O
CH
3
CH
2
O
baz yeáu
Baz maïnh
CH
3
CH
O C
O
CH
3
CH
3
Isopropyl acetat (100%)
CH
3
CH
CH
2
Propen (0%)
CH
3
CH
OCH
2
CH
3
CH
3
+
CH
3
CH
CH
2
Etyl isopropyl eter (20%)
Propen (80%)
+
2-Bromopropan
C3). Ankyl halogenua b c 3ậ
•
Ph n ng tách là s n ph m chính khi có m t baz ả ứ ả ẩ ặ ơ
m nh nh OHạ ư
-
ho c ROặ
-
. Ng c l i ph n ng trong ượ ạ ả ứ
đi u ki n không baz (nhi t đ , trong EtOH tinh ề ệ ơ ệ ộ
khi t, n c) cho h n h p s n ph m th Sế ướ ỗ ợ ả ẩ ế
N
1 và tách
E1(sp ph )ụ .
CH
3
C
Br
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
O Na
Etanol
CH
3
CH
2
OH
CH
3
C
CH
3
CH
3
OCH
2
CH
3
+
C
H
3
C
H
3
C
CH
2
Etyl tert-butyl eter (3%) 2-Metylpropen (97%)
CH
3
C
CH
3
CH
3
OCH
2
CH
3
+
Etyl tert-butyl eter (80%)
C
H
3
C
H
3
C
CH
2
2-Metylpropen (20%)
1.6.3 Ph n ng v i kim lo i.ả ứ ớ ạ
Tùy thu c vào b n ch t c a kim lo i mà ph n ng ộ ả ấ ủ ạ ả ứ
c a d n xu t halogen v i kim lo i cho s n ph m ủ ẫ ấ ớ ạ ả ẩ
khác nhau
a) Tác d ng v i Mgụ ớ : H p ch t halogenua h u c , có ợ ấ ữ ơ
m t trong nhi u c u trúc ankyl, aryl và vinyl, ph n ặ ề ấ ả
ng v i kim lo i Mg trong dung môi THF ho c ứ ớ ạ ặ
trong ete, cho h p ch t RMgX, s n ph m có tên là ợ ấ ả ẩ
tác ch t Grignardấ .
R
X
Mg
Eter hoaëc THF
R Mg X
R= Alkyl baäc 1
o
, 2
o
hoaëc 3
o
, aryl, hoaëc alkenyl
X= Cl, Br, hoaëc I
b) Tác d ng v i Na, Liụ ớ
cho s n ph m là hidrocacbonả ẩ
2C
2
H
5
Br + 2Na → C
2
H
5
-C
2
H
5
+ 2NaBr