21/09/2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ

Phần 2: Hydrocarbon

TS. ĐẶNG THỊ HÀ


Tổng quan về Hydrocarbon
- Là những HCHC chỉ chứa C và H với Công thức chung là CnHm

Hydrocarbon
Mạch vòng
(Cyclic)

Mạch hở
(aliphatic, axyclic)

Ankan

Anken

Ankyn

No

không no

Thơm

1


21/09/2015

Bài 5. Aren
1. Benzen
2. Dẫn suất của benzen
3. Tính chất vật lý của aren
4. Tính chất hóa học của aren

1.1. Phương pháp tổng hợp Benzen
-Từ nguồn thiên nhiên: dầu mỏ, quá trình chưng cất nhựa than
đá;
- Đề hydro hóa cycloankan
- Đề hydro hóa và vòng hóa ankan

1.2. Đặc điểm của Benzen
- Về mặt hóa học, benzen là hợp chất tương đối bền: nó không
có phản ứng gốc tự do dễ dàng như của ankan, cũng không có
phản ứng cộng electrophin như ở anken và trơ với các tác nhân
oxi hóa như dung dịch KMnO4.
- Benzen là hình 6 cạnh, đều, phẳng, có sự xen phủ của obitan
pi tạo nên một hệ liên hợp vòng. 6 liên kết C-C trong benzen đều
bằng nhau, mật độ electron ở cả 6 C đều bằng nhau.

2



21/09/2015

1.3. Tính chất hóa học của benzen – Phản ứng thế SE
- Cơ chế chung:
Tất cả các phản ứng thế electrophin vào nhân benzen
dễ xảy ra bằng cách tân công của tác nhân electrophin vào
hệ electron pi thơm để tạo thành sản phẩm cuối cùng qua
nhiều giai đoạn
- Phản ứng halogen hóa: Điều kiện phản ứng: có mặt xúc tác
là các axit lewis; khả năng phản ứng: F2>Cl2>Br2>I2
Cơ chế phản ứng - Ví dụ
- Phản ứng nitro hóa: Axit nitric đặc phản ứng rất chậm với
benzen nhưng rất nhanh khi thêm axit sunfuric đặc để tạo
thành hợp chất nitro.
Cơ chế phản ứng – ví dụ

- Phản ứng sunfo hóa: Benzen phản ứng với H2SO4 khói
(dư SO3)
Cơ chế phản ứng :
- Phản ứng ankyl hóa: Benzen tác dụng với ankyl halogenua
dưới sự có mặt của các axit Lewis tạo thành các alkyl
benzen
Cơ chế phản ứng:
- Phản ứng acyl hóa: Benzen phản ứng với tác nhân axyl
halogenua RCOX trong sự có mặt của các axit Lewis cho
sản phẩm là các aryl alkyl xeton
Cơ chế phản ứng:


3


21/09/2015

2. Dẫn suất của Benzen
2.1 Danh pháp
2.2 Tính chất vật lý
2.3 Tính chất hóa học
1- Phản ứng thế SE: cơ chế xảy ra tương tự benzen
* Khả năng thế:
-phản ứng thế SE tăng lên khi mật độ electron trong nhân benzen
tăng lên;
- tốc độ thế phụ thuộc vào độ bền của phức trung gian (phức δ)
nên những nhân tố nào làm tăng tính ổn định của phức sẽ làm
tăng tốc độ phản ứng;
- Ví dụ:

1- Phản ứng thế SE: cơ chế xảy ra tương tự benzen
* Sự định hướng của nhóm thế hay nhóm định hướng:

Vị trí định hướng
Định hướng ortho – para
(hoạt hoá nhân - đẩy e)

Nhóm thế có sẵn trong
nhân benzen
-OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -R,
-Ar, -NHCOR


Định hướng meta
-CN, -COOH, -COOR, -CHO, (Bị động hoá nhân - hút e) COR, -NO2, -NR3, -SO3H, SO2OR
Định hướng ortho – para - Halogen,- CH2Cl, -CHCl2, CCl3
(Bị động hoá nhân - hút e)

4


21/09/2015

1- Phản ứng thế SE: cơ chế xảy ra tương tự benzen
* Định hướng của dẫn suất hai hay nhiều lần thế:

Khi nhân benzen đã có 2 hay nhiều nhóm thế, sự định
hướng của lần thế tiếp theo phụ thuộc vào sự định
hướng của cả hai nhóm thế có sẵn trong nhân.
- Nếu hai nhóm thế cùng định hướng ưu tiên vào một vị
trí thì vị trí đó sẽ ưu tiên hơn
 Ví dụ:
- 1,3 diclobenzen tác dụng với axit HNO3 trong axit
sunfuric đặc

1- Phản ứng thế SE: cơ chế xảy ra tương tự benzen
* Định hướng của dẫn suất hai hay nhiều lần thế:

- Nếu hai nhóm thế định hướng vào các vị trí khác nhau
thì:
+ Nếu cả hai nhóm thế đều đẩy e (hoạt hoá nhân) thì
nhóm đẩy mạnh hơn sẽ định hướng nhóm thứ 3
+ Nếu một nhóm hoạt hoá nhân (đẩy e), một nhóm bị

động hoá nhân (hút e) thì nhóm hoạt hoá quyết định
hướng thế của nhóm thứ 3
 Ví dụ:

5


21/09/2015

Viết phương trình p/ư, cơ chế và nêu sản phẩm
chính, phụ, giaỉ thích khi cho các chất sau tác dụng
với HNO3 trong H2SO4 đặc :
CH3
NHCOCH3

OCH3
F

OCH3
NH2

2- Phản ứng thế gốc SR:
- phản ứng thế gốc ở Benzen xảy ra rất khó khăn, ở
nhiệt độ cao và thu nhiệt nhưng phản ứng thế gốc lại
rất dễ dàng ở các gốc alkyl trong các alkylbenzen và dễ
dàng hơn cả ankan.
- Phản ứng xảy ra qua sự hình thành các gốc trung
gian benzyl là các gốc bên do sự giải toả electron trên
nhân benzen
- Cơ chế phản ứng giống ở ankan

- Ví dụ: Viết cơ chế phản ứng khi cho toluen tác dụng
với khí clo trong điều kiện chiếu ánh sáng tím

6


21/09/2015

3- Phản ứng oxi hóa :
- Ở điều kiện thường với các tác nhân oxy hoá thông
thường dùng cho anken không oxi hoá được benzen.
Benzen có thể bị oxi hoá phá vỡ vòng ở nhiệt độ cao
- Các alkylbenzen lại bị oxy hoá dễ dàng tạo thành axit
cacboxilic
Ví dụ:
4 - Phản ứng khử :
- Vòng benzen có thế bị khử bởi kim loại kiềm trong
amoniac lỏng và alcol cho sản phẩm là xyclohexadien

5- Phản ứng cộng:
- Benzen và dẫn suất của Benzen cộng H2 ở nhiệt độ
cao và xúc tác Ni cho vòng no
- Benzen có khả năng cộng clo trong điều kiện có ánh
sáng và cho sản phẩm là Hexacloxiclohexan
Lưu ý: Benzen không phản ứng với Brom trong điều
kiện chiếu sáng nhưng Toluen cho phản ứng thế rất
nhanh ở nhánh.

7



21/09/2015

Bài tập
1. Nêu đặc điểm của phân tử benzene, từ đó cho biết tính chất hóa học
đặc trưng của nó. Cho ví dụ cụ thể.
2. Viết phương trình phản ứng, cơ chế và nêu sản phẩm chính phụ, giải
thích khi cho khí clo tác dụng với dung dịch benzen trong sự có mặt
của xúc tác là nhôm clorua với tỉ lệ clo:benzen là 1:1 và 1:2
3. Sắp xếp các chất sau theo độ bền của các phức  trung gian tạo
thành trong các phản ứng SE (phản ứng thế với tác nhân thế
electrophyl - ký hiệu X+): Benzen, toluen, CHCl2C6H5, CH2ClC6H5,
CCl3C6H5. Giải thích cách sắp xếp đó.
4. Viết phương trình phản ứng, cơ chế khi cho axit nitric đặc trong axit
sunforic tác dụng với benzene
5. Viết phương trình phản ứng, cơ chế khi cho brom tác dụng với
benzene với xúc tác là AlCl3
6. Viết phương trình phản ứng, cơ chế khi cho H2SO4 đặc tác dụng với
benzene với xúc tác là AlCl3
7. Viết phương trình phản ứng, cơ chế khi cho etyl clorua tác dụng với
benzene với xúc tác là AlCl3

8. Viết phương trình phản ứng, cơ chế và nêu sản phẩm chính phụ, giải
thích khi cho khí clo tác dụng với toluen với tỉ lệ là 1:1 trong sự có mặt
của xúc tác là: nhôm clorua; peroxit.
9. Khi sục khí clo vào dung dịch phenol trong sự có mặt của AlCl3 thu
được một hỗn hợp các sản phẩm thế là đồng phân của nhau. Viết
phương trình phản ứng và cơ chế cho từng sản phẩm tạo thành. Trong
các sản phẩm trên, sản phẩm nào là sản phẩm chính, sản phẩm phụ?
10. Khi sục khí clo vào dung dịch nitrobenzen trong sự có mặt của AlCl3

thu được một hỗn hợp các sản phẩm thế là đồng phân của nhau. Viết
phương trình phản ứng và cơ chế cho từng sản phẩm tạo thành. Trong
các sản phẩm trên, sản phẩm nào là sản phẩm chính, sản phẩm phụ?
11. Viết PTPU, cơ chế, nêu sản phẩm chính, phụ khi cho:
- 1-clo 3-metyl benzen tác dụng với axit HNO3 trong axit sunfuric đặc
- 1-metyl 4-nitro benzen tác dụng với axit HNO3 trong axit sunfuric đặc
- 2-Brom benzoic tác dụng với axit HNO3 trong axit sunfuric đặc

8