Tải bản đầy đủ (.pdf) (33 trang)

dẫn xuất của hidrocacbon

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (182.31 KB, 33 trang )


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

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×